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 物質の誘電率について 




静電容量の概要「静電容量とは?」

誘電率の概要「誘電率とは?」

各物質の誘電率「誘電率表」

静電容量式レベルスイッチの動作原理はこちらをご参照ください

静電容量式の特殊アプリケーションはこちらをご参照ください



静電容量の概要「静電容量とは?」

  静電容量とは、「電気エネルギーの貯蔵容量」といえるもので、水に例えますと、ある水位(電圧V)において
  どれだけの水量(電荷Q)を蓄えられるかという貯蔵量を表すものです。

  空間に配置された二つの導電体の間には必ずこの静電容量が作られます。
  その静電容量の値は、二つの導電体の距離と形状、導電体の間の空間の性質によって決定されます。
  例えば、下記の様に金属性の板(=導電体)を平行にし電圧を加えると静電容量を形成します。
静電容量と誘電率で被測定物を検知・検出します 静電容量Cの値は、金属板の面積Sと金属板同士の距離L、及び金属板の間の絶縁体の誘電率ε sにより決定されます。(ε 0は真空の誘電率で8.854×10-12、ε sは絶縁体の誘電率です)
SとLが同じ場合は、静電容量Cは絶縁体の誘電率ε sが変化することにより変化します。

静電容量式レベル機器は静電容量Cの変化をとらえる事で、物質の検知・計測を行っています。
  空気の誘電率(1.0)が水の誘電率(80)に変化すれば、静電容量が変化し、水が貯蔵された事が判明
  する訳です。それでは、各物質が持っている「誘電率」とはどのようなものでしょうか?
  静電容量式のレベル検出に必要な誘電率の簡単な説明を以下に行います。



誘電率の概要「誘電率とは?」

  誘電率(比誘電率)とは、気体、液体、固体を問わず、絶縁性物質の持つ基本的な電気的定数です。
  (但し、誘電率は絶縁性物質の定数なのですが、導電性のある物質が対象外という訳では有りません。
   半導体は誘電率を持ちますし、一見導電性と思われる物質の中にも誘電率を有することがあります)

  真空の状態では誘電率は1.0(空気の場合は約1.0)、水の場合は約80の誘電率を有しています。
  ※導電性物質は誘電率が大きく、絶縁性物質は誘電率が小さくなります。
  ※又、一部の物質は状態(粉体~塊体など)や環境によって誘電率が変化することがあります。
  下記の一覧表に記載されています様に様々な物質(被測定物)がそれぞれ固有の誘電率を持っています。

  どのような絶縁性物質も必ず真空より大きな誘電率を有しているため、静電容量測定を通じた誘電率の測定
  により、様々な物質(被測定物)の有無や量は勿論、成分、混合比、濃度等を計測できる訳です。
  静電容量と誘電率を活用することにより、様々な物質のレベル検知やレベル計測が可能になります。

  それでは、各物質(被測定物)の誘電率を以下に紹介します。



各物質の誘電率「誘電率表」

  様々な物質(被測定物)の誘電率(比誘電率)を「あいうえお順」に記載します。
  真空の状態は1.0で、絶縁性物質は誘電率が小さく、導電性物質は誘電率は大きくなります。
物質名(あ行~そ行) 誘電率 物質名(た行~わ行) 誘電率
アクリル樹脂 2.7~4.5 大豆油 2.9~3.5
アクリルニトリル樹脂 3.5~4.5 大豆粕 2.7~2.8
アスファルト 2.7 ダイヤモンド 16.5
アスベスト 3~3.6 大理石 3.5~9.3
アセチルセルローズ 2.5~7.5 たばこ(きざみ) 1.5
アセテート 3.2~7.0 タルク 1.6~2.0
アセトン 19.5 ダルサム 3.2
アニリン 6.9 炭酸ガス 1.000985
アニリン樹脂 3.4~3.8 炭酸ガス(液体) 1.6
アニリンホルムアルデヒド樹脂 4 炭酸カルシウム 1.58
アマニ油 3.2~3.5 炭酸ソーダ 2.7
アミノアルキル樹脂 3.9~4.2 チオコール 7.5
アランダム 3.2~3.4 チタン酸バリウム 1200
アルキッド樹脂 5 窒素 1.000606
アルコール 16~31 窒素(液体) 1.4
アルミナ磁器 8.0~11 長石質磁器 5~7
アルミナ被膜 6~10 デキストリン 2.2~2.4
アルミノアルキド樹脂 3.9 テフロン(4F) 2
アルミン酸ソーダ 5.2 テレクル酸 1.5~1.7
アンモニア 15~25 テレフタル酸 約1.5~1.7
イソオクタン 3.0~3.5 天然ゴム 2.7~4.0
イソフタル酸 2.2 陶磁器 4.4~7.0
イソブチルアルコール 17.7~18.0 陶器類 5~7
イソブチルメチルケトン 13.0~14.0 とうもろこし粕 2.3~2.6
鋳物砂 3.384~3.467 灯油 1.8
ウレタン 6.5~7.1 トクシール 1.45
雲母 4.5~7.5 トランス油 2.2~2.4
AS樹脂 2.6~3.1 トリクレン 3.4
ABS樹脂 2.4~4.1 トルエン 2.3
エタノール 24 ドロマイド 3.1
エチルアルコール 23 粒状ガラス(0010) 6.32
エチルエーテル 4.3 粒状ガラス(0080) 6.75
エチルセルローズ 2.8~3.9 ナイロン 3.5~5.0
エチレングリコール 38.7 ナイロン-6 3.5~4.0
エチレン樹脂 2.2~2.3 ナイロン-6-6 3.4~3.5
エポキシ樹脂 2.5~6 ナフサ 1.8
エボナイト 2.5~2.9 ナフタリン 2.5
塩化エチレン 4.0~5.0 軟質塩ビ樹脂 3.3~4.5
塩化銀 11.2 軟質ビニルブチラール樹脂 3.92
塩化ナトリウム 5.9 二酸化酸素(液) 2.6
塩化パラフィン 2.27 二酸化チタン 100
塩化ビスマス 2.75 二酸化マンガン 5.1
塩化ビニール樹脂 2.8~8.0 ニトロセルローズラッカー 6.7~7.3
塩化ビニリデン樹脂 3.0~5.0 ニトロベンゼン 36
塩素(液) 2 尿素 5~8
塩素化ポリエーテル樹脂 2.9 尿素樹脂 5.0~10.0
塩ビ(粉末) 3.2~4 尿素ホルムアルデヒド樹脂 6.0~9.0
エンビキューブ(赤) 2.15~2.24 二硫化炭素(液) 2.6
塩ビ樹脂 5.8~6.4 ネオプレン 6~9
塩ビ粒体 1.5~4.0 ネスカフェ粉 0.55~0.7振動
石綿 1.4~1.5 のり(粉末) 1.7~1.8
硫黄 3.4 ノルマルヘキサン 2
カーバイト粉 5.8~7.0 ノルマルヘプタン 1.92
カゼイン樹脂 6.1~6.8 PEキューブ 1.55~1.57
ガソリン 2.0~2.2 PVA-E(オガクズ状) 2.23~2.30
2.0~2.5 Pビニールアルコール 1.8
紙・フェノール積層板 5.0~7.0 バーム粕 3.1
ガラス 3.7~10.0 バイコール 3.8
ガラス・エポキシ積層板 4.5~5.2 パイレックス 4.8
ガラス・シリコン積層板 3.5~4.5 白雲母 4.5~7.5
ガラス飲料 2.0~2.5 蜂蜜 2.9
ガラスビーズ 3.1 蜂蜜蝋 2.9
ガラスポリエステル積層板 4.2~5 パナジウムダスト 2.6
顆粒ゼラチン 2.615~2.664 パラフィン 1.9~2.5
過リン酸石 14.0~15.0 パラフィン油 4.6~4.8
カルシウム 3 パラフィン蝋 2.1~2.5
ギ酸 58.5 ビニールアルコール 1.8~2.0
キシレン 2.3 ビニルホルマール樹脂 3.0~3.7
キシロール 2.7~2.8 ピラノール 4.4
1.3~2 ファイバー 2.5~5
金剛石 16.5 フィルム状フレーク(黒) 1.17~1.19
空気 1.000586 フェノール(石灰酸) 9.78
空気(液体) 1.5 フェノール紙積層板 4.6~5.5
グラニュー糖(粉末) 1.5~2.2 フェノール樹脂 3.0~12.0
グリコール 35.0~40.0 フェノールペレット 2.0~2.6
グリセリン 47 フェラスト(粉末) 1.4~
クレー(粉末) 1.8~2.8 フェロークローム 1.5~1.8
クレゾール 11.8 フェロシリコン 1.38
クローム鉱石 8.0~10.0 フェロマンガン 2.8~3.2
クロマイト 4.0~4.2 フォルステライト磁器 5.8~6.7
クロロナフタリン 3.5~5.4 ブタン 20
クロロピレン 6.0~9.0 ブチルゴム 2.5~3.5
クロロホルム 4.8 ブチレート 3.2~6.2
ケイ酸カルシウム 2.4~5.4 フッ化アルミ 2.2
ケイ砂 2.5~3.5 フッ素樹脂 4.0~8.0
ケイ素 3.5~5.0 ぶどう糖 3.0~4.0
軽油 1.8 不飽和ポリエステル樹脂 2.8~5.2
原油(KW#9020.01%) 2.428強 フライアッシュ 1.5~1.7
硬質塩ビ樹脂 2.8~3.1 フラックス 3
硬質ビニルブチラール樹脂 3.33 フラン樹脂 4.5~10.0
鉱油 2~2.5 フルフラル樹脂 4.0~8.0
4.2 フレオン 2.2
コーヒー粕 2.4~2.6 フレオン11 2.2
コールタール 2.0~3.0 フレキシガラス 3.45
黒鉛 12.0~13.0 プレスボード 2.0~5.0
穀類 3.0~5.0 プロバン(液体) 1.6~1.9
ココア粕 2.5~3.5 プロピオネート 3.3~3.8
骨炭 5.0~6.0 プロピレングリコール 32
こはく 2.8~2.9 粉末アルミ 1.6~
ごま(粒状) 1.8~2.0 ペイント 7.5
ゴム(加硫) 2.0~3.5 ベークライト 4.5~5.5
ゴム(生) 2.1~2.7 ベークライトワニス 3.5~4.5
小麦 3.0~5.0 ヘリウム(液体) 1.05
小麦粉 2.5~3.0 ベンガラ 2.6
ゴムのり 2.7~2.9 ベンジン 2.3
米の粉 3.5~3.7 ベンジンアルコール 13.1
コンパウンド 3.6 変成器油 2.2
蛍石 6.8 ベンゼン 2.3
酢酸セルローズ 3.2~7 方解石 8.3
砂糖 3 硼珪酸ガラス 4.0~5.0
さらしこ 1.8~2.0 蛍石 6.8
酸化亜鉛 1.7~2.5 ポリアセタール樹脂 3.6~3.7
酸化アルミナ 2.14 ポリアミド 2.5~2.6
酸化エチレン 4.0~5.0 ポリウレタン 5.0~5.3
酸化第二鉄(粉末) 1.4~1.8 ポリエステル樹脂 2.8~8.1
酸化チタン 83~183 ポリエステルペレット 3.2
酸化チタン磁器 30~80 ポリエチレン 2.3~2.4
酸素 1.000547 ポリエチレン(高圧) 2.2
ジアレルフタレート 3.8~4.2 ポリエチレン(低圧) 2.3
ジアレルフタレート樹脂 3.3~6.0 ポリエチレンオキサイト 7.8
シェビールベンゼン 2.3 ポリエチレン架橋 2.3~2.4
シェラック 2.3~3.8 ポリエチレンテレフタレート 2.9~3
シェラックワニス 2.8~4.7 ポリエチレンペレット 1.7
シェル砂 1.2 ポリカーポネート 2.9~3
四塩化炭素 2.2~2.6 ポリカーポネート樹脂 2.9~3.0
3.0~15.0 ポリカ粉 1.58
磁器 4.0~7.0 ポリスチレン 2.4~2.6
シケラック 2.3~3.8 ポリスチレンペレット 1.5
シケラックワニス 2.8~4.7 ポリスチロール 2.0~2.6
砂利 5.4~6.6 ポリスルホル酸 2.8
重クロム酸ソーダ 2.9 ポリビニールアルコール 2
充填用コンパウンド 3.6 ポリブチレン 2.2~2.3
硝酸鉛 37.7 ポリブチレン樹脂 2.25
硝酸バリウム 5.9 ポリプロピレン 2.0~2.3
硝石灰(粉末) 1.8~3.0 ポリプロピレン樹脂 2.2~2.6
シリカアルミナ 2 ポリプロピレンペレット 1.5~1.8
シリコン 2.4 ポリメチルアクリレート 4
シリコンゴム 3.0~3.5 ホルマリン 23
シリコン樹脂 3.5~5 マーガリン液 2.8~3.2
シリコン樹脂(液) 3.5~5.0 マイカ 5.7~7.0
シリコンワニス 2.8~3.3 マイカナイト 3.4~8.0
飼料 3.0~5.0 マイカレックス 6.5~9.5
真空 1 松根油 2.5
シンナー 3.7 松脂(粉末) 1.65
37.6 ミクロヘキサン 2
水酸化アルミ 2.2 80
水晶 4.6 蜜ろう 2.5~2.9
水晶(熔融) 3.5~3.6 メタクリル樹脂 2.2~3.2
水素 1.000264 メタノール 33
水素(液体) 1.2 メチルアルコール 3.2
水溶液 50~80 メチルバイオレット 4.6
酢酸 6.2 メラミン樹脂 4.7~10.2
酢酸エチル 6.4 メラミンホルムアルデヒド樹脂 7.0~9.0
酢酸セルローズ 3.2~7.0 メリケン粉末 3.0~4.5
酢酸ビニル樹脂 2.7~6.1 綿花種油 3.1
スチレン樹脂 2.3~3.4 木綿 3~7.5
スチレンブタジェンゴム 3.0~7.0 木材(水分による) 2.0~6.0 
スチロール樹脂 2.4~2.8 4フッ化エチレン樹脂 2
ステアタイト 5.3~6.8 PEキューブ 1.55~1.57
ステアタイト磁器 6~7 PVA-E(オガクズ状) 2.23~2.30
3.0~5.0 鋳砂物 3.384~3.467
スレート 6.6~7.4 フイルム状フレーク(黒) 1.17~1.19
石英(溶解) 3.5~4.5 顆粒ゼラチン 2.615~2.664
石英 3.7~4.1 3.3
石英ガラス 3.5~4.0 ユリア樹脂 3.4~6.9
石炭酸 10 硫化バナジウム 3.1
石綿 3~3.5 硫酸マグネシューム(粉) 2.7強
石油 2.0~2.2 粒状ガラス(0010) 6.32
石膏 5.3 粒状ガラス(0080) 6.75
セビン 1.6~2.0 緑柱石(光軸に直角) 7.02
セルロイド 4.1~4.3 緑柱石(光軸に平行) 6.08
セルローズ 6.7~8.0 リン鉱石 4
セレニューム 6.1~7.4 リン酸カルシウム 1.9~3.2
セレン 6.1~7.4 ルビー(光軸に直角) 13.27
セロファン 6.1~7.7 ルビー(光軸に平行) 11.28
象牙 1.9 ロッシェル塩 100~2000
ソーダ石灰ガラス 6.0~8.0 ワセリン 2.2~2.9

上記以外の物質の検知・計測も可能です。様々な測定についてお気軽にご相談下さい。


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