雷達物位計應用中的介質介電常數 雷達物位計通過發射電磁波并測量反射回波來確定物位高度，其測量精度與被測介質的**介電常數(εr)**密切相關：**介電常數越大，反射信號越強，測量越穩定**;反之則需要特(te)殊技術增(zeng)強信號(hao)。

一、液體介質介電常數

1. 超低介電常數液體(εr<1.8)

**液氯**：1.5-1.6

**液態甲烷**：1.68

**液態氧/氮**：約1.4

**液態二氧化碳**：約1.6

**液氫**：約1.2

*應用特點*：需使用**導波雷達**或**高增益天線**，測量范圍受(shou)限，反射率<5%

2. 低介電常數液體(1.8≤εr<4)

**汽油/石腦油**：1.9-2.2

**煤油/柴油**：2.1-3.0

**苯/甲苯**：2.3-2.4

**正己烷**：1.88

**四氯化碳**：2.24

**PTFE(特氟龍)液體**：約2.1

**航空燃油**：1.7

**液化石油氣**：1.5-2.0

*應用特點*：推薦**導波雷達**或**高頻雷達(24GHz/80GHz)**，反射(she)率3-10%

3. 中等介電常數液體(4≤εr<20)

**丙酮**：20-21

**甲醇**：32.7

**乙醇**：24.3

**醋酸**：6.15

**乙腈**：37

**甘油**：42.5

**硝基苯**：34.8

**液氨**：15-25

**植物油/食用油**：2.5-4.0

**機油**：3-5

*應用特點*：可使用**普通雷達**，反射率10-30%

4. 高介電常數液體(εr≥20)

**水**：78.5(蒸餾水)

**鹽水**：約80

**甲酸**：58.5

**濃硫酸**：約100

**DMF(N,N-二甲基甲酰胺)**：36.7

**乙二醇**：38.7

**糖蜜/糖漿**：30-40

**蓄電池酸液**：約50

*應用特點*：**任何類型雷達均可**，反射率>30%，測(ce)量穩(wen)定(ding)

二、固體介質介電常數

1. 低介電常數固體顆粒(εr<2.8)

**水泥**：1.8-1.9

**聚乙烯顆粒**：1.5-2.0

**聚丙烯顆粒**：1.5-1.8

**聚苯乙烯顆粒**：1.05-1.5

**PVC顆粒**：1.4-2.0

**ABS顆粒**：1.5-2.5

**面粉**：1.5-2.0

**食鹽**：約2.1

*應用特點*：需**高頻雷達(24GHz/80GHz)**或**導波雷達**，反射率<10%

2. 中等介電常數固體(2.8≤εr<10)

**干燥沙石**：2-3

**石灰石**：4-8

**花崗巖**：4-6

**石膏**：1.8-2.5

**大理石**：約8

**橡膠**：3.0-5.0

**木材**：2-8

**煤/焦炭**：2-5

*應用特點*：可使用**普通雷達**，但**高頻雷達效果更佳**

3. 高介電常數固體(εr≥10)

**氧化鋁陶瓷**：8.8-9.7

**濕沙**：15-20

**濕土壤**：20-40

**金屬氧化物**：10-30

**碳灰/粉煤灰**：25-30

**礦石**：25-30

**碳化硅**：約40

*應用特點*：**任何類型雷達均可**，反射信號強

三、粉料介質介電常數

**粉煤灰**：1.8-2.5

**水泥粉**：1.8-2.1

**面粉**：2.5-3.0

**奶粉**：1.8-2.2

**洗衣粉/皂粉**：1.1-1.5

**石英粉**：3.7

**飛灰**：1.5-1.7

*應用特點*：推薦**80GHz高頻雷達**或**導波雷達**，需注意防塵

四、氣體介質介電常數

**空氣/干燥(zao)氣體(ti)**：1.0

**水蒸氣**：約1.0

**惰(duo)性氣體(氦/氖/氬)**：約1.0

*應用特點*：雷達波幾乎**完全穿透**，不產生反射

五、介電(dian)常(chang)數對雷達選型的(de)影響

介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)范圍介(jie)質類型推薦雷達類型測量難度

　εr<1.8液氯、液化石油氣、輕(qing)質烴導波雷達、高(gao)增益高(gao)頻(pin)雷達 (80GHz)高(gao)，需(xu)特殊處理

1.8≤εr<4汽油(you)、柴油(you)、苯、塑料顆粒高頻雷達(da) (24GHz)、導波雷達(da)中(zhong)，需(xu)注意安裝(zhuang)角度

　4≤εr<20醇類(lei)、酮類(lei)、酸類(lei) (稀)標準雷(lei)達、低(di)頻雷(lei)達 (6GHz)低(di)，測量穩定

　εr≥20水、濃(nong)硫酸、鹽溶液任意類型雷達很(hen)低(di)，信號強

　εr≈1氣體、真空不適用(yong) (無反射)不適用(yong)

六、實(shi)用(yong)選型建議(yi)

1. **低介電常數液體**(εr<4)： - 優先選擇**導波雷達**(信號沿導波桿傳播，增強反射) - 或選擇**高增益天線**(如拋物面天線)的(de)非接觸式雷達(da) - 避免(mian)使用波束角過大(da)的(de)26GHz雷達(da)

2. **中等介電常數液體**(4≤εr<20)： - 可使用**普通脈沖雷達**或**FMCW雷達** - 低粘度液體可選**非接觸式雷達** - 高粘度或含泡沫液(ye)體(ti)推薦**低(di)頻雷達(6GHz)

** 3. **高介電常數液體**(εr≥20)：

**任意類型雷達均可**，測量效果優異

強腐蝕性介質需選擇**PTFE涂層**或**不銹鋼材質

** 4. **固體/粉料**：

顆粒料優先選**高頻雷達(26GHz)**

粉料推薦**80GHz雷達**或**導波雷達**

大型料倉建議**喇叭口天線**增強信號

總結 雷(lei)達物(wu)位計測量精度與介質介電常(chang)數(shu)直(zhi)接相關：

**εr≥1.4的介質**均可測量，**εr≥1.8時測量穩定**，**εr<1.8時需特殊技術**增強(qiang)信號。選型時(shi)應根據介(jie)質εr值、工況條件(溫(wen)度/壓力(li))和(he)測(ce)量要求綜(zong)合考量，確保(bao)最(zui)佳測(ce)量效果。

*注：介電(dian)常數會隨溫(wen)度、濃度和(he)測(ce)量頻率變化，實際應用中建議(yi)通過現場測(ce)試確(que)認(ren)準確(que)值(zhi)。*