Относительная диэлектрическая проницаемость
Относи́тельная диэлектри́ческая проница́емость среды ε - безразмерная физическая величина , характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды). Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме . Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха и большинства других газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой плотности). Для большинства твёрдых или жидких диэлектриков относительная диэлектрическая проницаемость лежит в диапазоне от 2 до 8 (для статического поля). Диэлектрическая постоянная воды в статическом поле достаточно высока - около 80. Велики её значения для веществ с молекулами, обладающими большим электрическим диполем. Относительная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков составляет десятки и сотни тысяч.
Существует также версия с коаксиальным стержнем, особенно подходящая для измерения среды с плохими отражающими свойствами. Рефлексометрические волноводы являются проверенными и доступными решениями, особенно в больших резервуарах. Однако проблемы могут вызвать контакт измеряемой среды с волноводом. Кроме того, при использовании шарового крана можно полностью отделить датчик от внутренней части контейнера.
Поэтому можно установить и демонтировать датчик без опорожнения резервуара. Он идеально подходит для измерения при чрезвычайно низких рабочих температурах. Не имеет значения агрессивная или коррозионная среда. Компания имеет специальные датчики для измерения границы раздела между жидкой средой в сепараторах и для разделения бутылочных сред на фармацевтических и нефтехимических заводах. Он способен определять, где находятся интерфейсы двух жидкостей в контейнере, чтобы обеспечить точное и надежное разделение дна во время розлива и, кроме того, отделить эмульсию в результате их контакта.
Измерение
Относительная диэлектрическая проницаемость вещества ε r может быть определена путем сравнения ёмкости тестового конденсатора с данным диэлектриком (C x) и ёмкости того же конденсатора в вакууме (C o):
Практическое применение
Диэлектрическая проницаемость диэлектриков является одним из основных параметров при разработке электрических конденсаторов . Использование материалов с высокой диэлектрической проницаемостью позволяют существенно снизить физические размеры конденсаторов.
Система непрерывно измеряет зонд стержень интерфейса импеданса, который дает сигнал, который пропорционален высоте раздела сред, перемещение зонда относительно опорной точки. Значение импеданса представляет собой химические и физические свойства среды и длину, в которой среда смачивает активную часть зонда. Затем импеданс изменяется в зависимости от того, как медиа-интерфейс перемещается вдоль зонда. Этот сигнал может представлять собой относительный или, абсолютное положение интерфейса. Таким образом, перемещение интерфейса от 0 до 100% преобразуется в выходной сигнал от 4 до 20 мА.
Ёмкость конденсаторов определяется:
где ε r - диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, ε о - электрическая постоянная , S - площадь обкладок конденсатора, d - расстояние между обкладками.
Параметр диэлектрической проницаемости учитывается при разработке печатных плат . Значение диэлектрической проницаемости вещества между слоями в сочетании с его толщиной влияет на величину естественной статической ёмкости слоев питания, а также существенно влияет на волновое сопротивление проводников на плате.
Барный зонд для измерения жидкостного интерфейса. Датчик расхода для интерфейса жидкости. Датчик расхода для измерения нефтехимической продукции. Датчик обнаружения уровня дыма. Действие. Благодаря их способности работать на долгосрочной основе без каких-либо проблем, эти коммутаторы очень хорошо используются в складировании, но также и в других промышленных приложениях.
Коммутаторы предназначены для определения положения объема и уровня пыли во всех типах контейнеров. Благодаря широкому диапазону типов и вариантов этих конечных выключателей можно выбрать инструмент точно для данной задачи или сделать индивидуальный переключатель в соответствии с требованиями заказчика. 
Конечно, существует широкий диапазон резьб или фланцев для технологических соединений, а также ряд так называемых вращающихся лопастей. В случаях, когда требуется очень быстрый отклик коммутатора, например, при обнаружении положения уровня в бункерах, версия с двигателем скорости составляет пять оборотов в минуту.
Зависимость от частоты
Следует отметить, что диэлектрическая проницаемость в значительной степени зависит от частоты электромагнитного поля. Это следует всегда учитывать, поскольку таблицы справочников обычно содержат данные для статического поля или малых частот вплоть до нескольких единиц кГц без указания данного факта. В то же время существуют и оптические методы получения относительной диэлектрической проницаемости по коэффициенту преломления при помощи эллипсометров и рефрактометров. Полученное оптическим методом (частота 10 14 Гц) значение будет значительно отличаться от данных в таблицах.
Зонды могут быть оснащены электроникой в соответствии с запросом клиента. Ограничительные поворотные переключатели предназначены для определения положения слоев строительных материалов и агрегатов, различных материалов в химической промышленности, пищевых продуктов, кормов для животных, синтетических материалов, деревообрабатывающей, резиновой и других отраслей промышленности. 
Выключатели также доступны в виде каната длиной 2 м или 1 м и оси вращения 0, 5 м в длину. Чтобы упомянуть экономически эффективное измерение предельных значений цемента, известняка, измельченного заполнителя и угля.
Рассмотрим, например, случай воды. В случае статического поля (частота равна нулю), относительная диэлектрическая проницаемость при нормальных условиях приблизительно равна 80. Это имеет место вплоть до инфракрасных частот. Начиная примерно с 2 ГГц ε r начинает падать. В оптическом диапазоне ε r составляет приблизительно 1,8. Это вполне соответствует факту, что в оптическом диапазоне показатель преломления воды равен 1,33. В узком диапазоне частот, называемом оптическим, диэлектрическое поглощение падает до нуля, что собственно и обеспечивает человеку механизм зрения в земной атмосфере, насыщенной водяным паром. С дальнейшим ростом частоты свойства среды вновь меняются. О поведении относительной диэлектрической проницаемости воды в диапазоне частот от 0 до 10 12 (инфракрасная область) можно прочитать на (англ.)
Этот легкий материал часто измеряется в пыльной среде. Даже здесь устройства поддерживают достаточную измерительную чувствительность. Надежность переключателей также оказалась полезной при измерении уровня кварцевого песка в барабанах давления. Высокое давление в сочетании с абразивным материалом требует механически прочного и достаточно герметичного устройства. Менее требовательные приложения включают, например, предельные измерения высоты гранул полистирола, зерна или даже муки.
Клиенты могут рассчитывать на быстрый ответ на спрос, товары высокого качества, широкий ассортимент продукции и постоянное обслуживание. Сотрудники, имеющие многолетний опыт работы, помогут в выборе и разработке правильного решения даже при установке и вводе в эксплуатацию устройства. Все поставляемые устройства соответствуют действующим чешским и европейским стандартам.
Примечания
См. также
- Диэлектрическая проницаемость вакуума (электрическая константа)
Значения диэлектрической проницаемости для некоторых веществ
| Вещество | Химическая формула | Условия измерения | Характерное значение ε r |
|---|---|---|---|
| Алюминий | Al | 1 кГц | -1300 + 1,3·10 14 i |
| Серебро | Ag | 1 кГц | -85 + 8·10 12 i |
| Вакуум | - | - | 1 |
| Воздух | - | Нормальные условия , 0,9 МГц | 1,00058986 ± 0,00000050 |
| Углекислый газ | CO 2 | Нормальные условия | 1,0009 |
| Тефлон | - | - | 2,1 |
| Нейлон | - | - | 3,2 |
| Полиэтилен | [-СН 2 -СН 2 -] n | - | 2,25 |
| Полистирол | [-СН 2 -С(С 6 Н 5)Н-] n | - | 2,4-2,7 |
| Каучук | - | - | 2,4 |
| Битум | - | - | 2,5-3,0 |
| Сероуглерод | CS 2 | - | 2,6 |
| Парафин | С 18 Н 38 − С 35 Н 72 | - | 2,0-3,0 |
| Бумага | - | - | 2,0-3,5 |
| Электроактивные полимеры | − | − | 2-12 |
Диэлектри́ческая проница́емость среды - физическая величина , характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды и показывающая зависимость электрической индукции от напряжённости электрического поля .
Компактный ультразвуковой измеритель уровня для непрерывного измерения уровня. Этот измеритель уровня подходит для измерения высоты жидкостей и сыпучих материалов. 
Все необходимые кабели и адаптеры расположены внутри передатчика и включены. Дополнительный сигнал от 4 до 20 мА доступен на передатчике. 
Это обеспечивает легкую и надежную радиопередачу, также подходящую для промышленных сред, но не требует регистрации лицензии или регистрации подписки.
Определяется эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического поля (и с характеризующей этот эффект величиной диэлектрической восприимчивости среды).
Различают относительную и абсолютную диэлектрические проницаемости.
Препятствия, такие как улицы, железные дороги, реки и здания, могут быть легко преодолены и с минимальными затратами. 
Все поставляемые устройства соответствуют соответствующим чешским и европейским стандартам, и их надежность подтверждается многолетней эксплуатацией в нашей стране и за рубежом.
С измерительным диапазоном до 70 м и широким диапазоном температуры и давления этот измеритель уровня представляет собой новый класс инструментов для измерения сыпучих материалов. В течение трех лет он создал очень хорошее имя среди клиентов по всему миру. Тем не менее, все еще есть место для измерения с меньшим диапазоном измерения в стандартных применениях с нормальными условиями эксплуатации.
Относительная диэлектрическая проницаемость ε является безразмерной и показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме . Эта величина для воздуха и большинства других газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой плотности). Для большинства твёрдых или жидких диэлектриков относительная диэлектрическая проницаемость лежит в диапазоне от 2 до 8 (для статического поля). Диэлектрическая постоянная воды в статическом поле достаточно высока - около 80. Велики её значения для веществ с молекулами, обладающими большим электрическим дипольным моментом . Относительная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков составляет десятки и сотни тысяч.
Однако ядро устройства остается проверенным методом измерения радиолокационных импульсов с высокой чувствительностью сигнала, который работает с методом оценки эха, оптимизированным для измерения объемных материалов. 
Он подходит для большинства стандартных применений, где обрабатываются сыпучие материалы: от пищевой промышленности, путем хранения пластмасс до производства и переработки строительных материалов. Небольшой легкий датчик идеально подходит для установки в существующие монтажные отверстия.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость в зарубежной литературе обозначается буквой , в отечественной преимущественно используется сочетание ε ε 0 {\displaystyle ~{\varepsilon }{\varepsilon }_{0}} , где - электрическая постоянная . Абсолютная диэлектрическая проницаемость используется только в Международной системе единиц (СИ) , в которой индукция и напряжённость электрического поля измеряются в различных единицах. В системе СГС необходимость в введении абсолютной диэлектрической проницаемости отсутствует. Абсолютная диэлектрическая постоянная (как и электрическая постоянная) имеет размерность L −3 M −1 T 4 I². В единицах Международной системы единиц (СИ) : [ ε 0 {\displaystyle ~{\varepsilon }_{0}} ]= / .
Благодаря своему двухпроводному соединению его можно легко выбрать в качестве замены устаревших систем, поскольку существующие кабельные линии могут использоваться. Результаты измерений не влияют даже на сильные колебания пыли и температуры. Возможные вопросы можно найти на месте с техническими и коммерческими сотрудниками компании с многолетним опытом в области промышленной автоматизации. 
Демонстрационные визиты могут быть рекомендованы работникам, занимающимся измерением и регулированием, например, в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, отопительной, цементной, водной и других отраслях промышленности.
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
Вообще говоря, диэлектрическая проницаемость является тензором , определяемым из следующих соотношений (в записи использовано соглашение Эйнштейна):
D i = ε 0 ε i j E j {\displaystyle ~D_{i}=\varepsilon _{0}\varepsilon _{ij}E_{j}} D = ε a E {\displaystyle ~\mathbf {D} ={\boldsymbol {\varepsilon }}_{a}\mathbf {E} } E = E 1 e 1 + E 2 e 2 + E 3 e 3 {\displaystyle ~\mathbf {E} =E_{1}\mathbf {e} _{1}+E_{2}\mathbf {e} _{2}+E_{3}\mathbf {e} _{3}} - вектор напряжённости электрического поля, D = D 1 e 1 + D 2 e 2 + D 3 e 3 {\displaystyle ~\mathbf {D} =D_{1}\mathbf {e} _{1}+D_{2}\mathbf {e} _{2}+D_{3}\mathbf {e} _{3}} - вектор электрической индукции, ε a = ε 0 ((ε a) i j) {\displaystyle ~{\boldsymbol {\varepsilon }}_{a}=\varepsilon _{0}((\varepsilon _{a})_{ij})} - тензор абсолютной диэлектрической проницаемости.Более подробную информацию о местонахождении демонстрационного автомобиля можно получить у региональных торговых представителей или непосредственно в штаб-квартире компании. Необходимость такого устройства - идеальное уплотнение. Аммиак бесцветный, сильно коррозийный и раздражающий газ. Уже в небольших концентрациях окружающая среда делает его острым запахом. Он также легко растворяется в воде. Раствор аммиака в воде сильно щелочной и коррозионный.
Бак для хранения аммиака: слева в байпасном датчике положения радара, прямо в контейнере. Концевой выключатель. Аммиак используется во многих процессах в химической промышленности. Он служит в качестве исходного материала при производстве промышленных удобрений, но также используется во многих химических реакциях. Следовательно, требуются высокие требования к конструкции уровнемеров для измерения аммиака, будь то безводный или его раствор в воде. Аммиак обычно хранится в напорных баках, оборудованных сервисным манометром и независимым выключателем уровня безопасности.
E = E 0 e i ω t ⇒ ∂ E ∂ t = i ω E {\displaystyle ~\mathbf {E} =\mathbf {E} _{0}e^{i\omega t}\ \Rightarrow \ {\frac {\partial \mathbf {E} }{\partial t}}=i\omega \mathbf {E} }
Измерение
Относительная диэлектрическая проницаемость вещества ε r может быть определена путем сравнения ёмкости тестового конденсатора с данным диэлектриком (C x) и ёмкости того же конденсатора в вакууме (C o):
ε r = C x C 0 . {\displaystyle \varepsilon _{r}={\frac {C_{x}}{C_{0}}}.}Рефлектометрические измерители уровня используют распространение электромагнитного импульса в теле, погруженном в среду в резервуаре. Микроволновые импульсы отражаются в месте, где меняется вседозволенность окружающей среды? то есть на поверхности. Интенсивность отраженного сигнала зависит от относительной вседозволенности среды: чем выше диэлектрическая проницаемость, тем интенсивнее отражение. Оценивается время между импульсным отправлением и принятием отраженного импульса. Для измерения аммиака эти уровни подходят, потому что, в отличие от импульсных измерителей уровня радиолокатора, при прохождении через пары аммиака нет затухания сигнала.
Практическое применение
Диэлектрическая проницаемость диэлектриков является одним из основных параметров при разработке электрических конденсаторов . Использование материалов с высокой диэлектрической проницаемостью позволяют существенно снизить физические размеры конденсаторов.
Предельное измерение с помощью вибровыключателей
Кроме того, уплотнение технологического соединения должно быть изготовлено из материалов, которые не выбрасывают аммиак. Поскольку аммиак является опасным, ядовитым веществом, необходимо соблюдать более строгие условия безопасности при его хранении. Поэтому, как правило, поэтому необходимо устанавливать надежные концевые выключатели в емкостях, которые обеспечивают предупредительный сигнал при достижении определенного уровня.Ёмкость конденсаторов определяется:
C = ε r ε 0 S d , {\displaystyle C=\varepsilon _{r}\varepsilon _{0}{\frac {S}{d}},}где ε r - диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, ε о - электрическая постоянная , S - площадь обкладок конденсатора, d - расстояние между обкладками.
Благодаря полному отделению электроники от измерительной вилки отсутствует риск попадания аммиака в электронную часть датчика, что приведет к его определенному разрушению. В то же время он гарантирует большую устойчивость к неблагоприятным условиям эксплуатации - температуре и давлению. Для использования с аммиачными контейнерами важно, чтобы технологическое соединение датчика было абсолютно плотным, и аммиак не мог его рассеять.
Они подходят для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов и особенно подходят для измерения уровня агрессивных жидкостей.Параметр диэлектрической проницаемости учитывается при разработке печатных плат . Значение диэлектрической проницаемости вещества между слоями в сочетании с его толщиной влияет на величину естественной статической ёмкости слоев питания, а также существенно влияет на волновое сопротивление проводников на плате.
