常见物质介电常数汇总知识交流.docx
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常见物质介电常数汇总知识交流
常见物质介电常数汇
’LL、
Sir-20说明书普通材料的介电值和术语集
材料
介电值
速度毫米/纳秒
空气
1
300
水淡
81
33
水咸
81
33
极地雪
1.4-3
194-252
极地冰
3-3.15
168
温带冰
3.2
167
纯冰
3.2
167
淡水湖冰
4
150
海冰
2.5-8
78-157
永冻土
1-8
106-300
沿岸砂
干燥
10
95
砂干燥
3-6
120-170
砂湿的
25-30
55-60
粉沙湿的
10
95
粘土湿
8-15
86-110
粘土土壤
干
3
173
沼泽
12
86
农业耕地
15
77
畜牧土地
13
83
土壤
平均
16
75
花岗岩
5-8
106-120
石灰岩
7-9
100-113
白云岩
6.8-8
106-115
玄武岩
湿
8
106
泥岩
湿
7
113
砂岩
湿
6
112
煤
4-5
134-150
石英
4.3
145
混凝土
6-8
55-112
沥青
3-5
134-173
聚氯乙烯1
pvc
3
173
常见物质的相对介电常数值和电磁波传播速度(RIS-K2说明书)
物质
r
速度(mm/ns)
空气
1
300
水
81
33
冰
3.2
167
干砂
3-6
120-170
湿砂
25-30
55-60
湿十
8-15
86-110
干土
3
173
玄武岩
8
106
花岗岩
5-8
106-115
石灰岩
7-9
100-113
白云岩—
6.8-8
P106-115「
混凝土
6-8
55-112
沥青
3-5
134-173
肥土
15
77
PVC
8
173
常见介质的相对介电常数一网上搜集
介质名称
介电常数1
介质名称
介电常数
水
81:
冰
3-4「
矿石
250
碳
6-8
湿沙
15-20
花岗岩
8.3
乳胶
24
大理石
6.2
水泥
4-6
云母
7-9
沥青
4-5
食盐
7.5
干燥沙
3-4
(2.5)
油漆
3.5
粮食
2.5-4.5
乙醇
24.5-25.7
食用油
2-4
甲醇
32.7
石膏
1.8-2.5
金刚石
2.8
干燥煤粉
2.2
纸
2.5
柴油
2.1
橡胶
2-3
汽油
1.9
花岗岩
4〜7
玻璃片
1.1-2.2
砂岩
6
塑料粒
1.5-2.0
页岩
5〜15
空气
1
石灰岩
4〜18
聚苯乙烯颗粒
1.05-1.5
玄武岩
8〜9
石腊
2.0-2.1
土壤和沉积物
4〜30
木头
2.8
PVC材料
3
玻璃
4.1
沥青
3〜5
纯水冰
4
空气
1
混凝土
4〜11(5)
雪
1〜2
衰盒4常见介JK的相对介电幣敘於与
地展电倉浅传■速度。
介JS
相对介电常数刖
連度p(m/ni)
4(9)
1&,i$(o,n
安山岩
2
0.21
玄武岩
4
0昇5
sB
OJ2
?
(6>
0.11(0a2)
大理岩
S
out
&岩|
⑷
如5)
煤
4—6
Q.15
土購{含水20%)
10(4—40>
•«095<0*05«-6»11>
土壞<干)
4(3—fi)
0J5(0*13—6*19)
沼泽森林肥土
1:
0.087
陽±I
IS
0,077
混瓏土
氣4
0*12
新育
3F
0*13—DUS
91
0.D33
w仟〉!
2—3
0,17—0.21
4—12 0*09—0.15 冰 3*2 0*17 ? 气■ 1 0*3 阿u(策氯乙烯〉 3 0*17 《探地雷达方法与应用》(李大心) 表I围岩及衬砌常用介电常数 介质 电导率 /Sni 相对介电 常散 波速 空气 0 1 3(X) 淡水 10~6-0,01 81 33 粘性干七 0.01■戊1 4^10 ISO® 粘性湿土 0.00J-] 1—30 95-54 F灰5ft 10」-10" 7 113 湿灰岩 0.01-0.1 S 100 干真岩 0.001^0.01 4-9 150-100 干花岗岩 10"s“106 5 134 湿花岗料 0.001-0.01 7 113 F砂岩 10"6~ih 2~5 212-134 干混凝土 0.001-OA)I 斗-40 150^47 湿混礎上 0+01-0.1 10-20 95-67 X X 2007第二期勘察科学与技术 电磁波在部分常见介质中的传播参数 (Thepropagationparametersoftheelectromagneticwaveinthemedium) 介质 相对介电常数 g 电导率(T (ms.m-1) 波速v (m.ns-1) 衰减系数a (dB/m) 空气 1.0 0 0.3 0 蒸馏水 80 0.01 0.033 0 海水 81 30000 0.01 1000 淡水 81 0.5 0.033 0.1 冰 3.2 0.17 0.01 盐(干) 5~6 0.01~1 0.13 0.01~1 砂(干) 3~5 0.01 0.15 0.01 砂(湿) 20~30 0.1~1 r0.06 : 0.03~0.3 淤泥 5~30 1~100 0.07 1~100 粘土 5~40 2~1000 0.06 1~300 粉质粘土 6 6.6 0.12 2 石灰岩 4~8 0.5~2 0.12 0.4~1 花岗岩(干) 5 10-8 0.15 0.01~1 花岗岩(湿) 7 10-3 0.1 0.01~1 玄武岩(湿) 8 10-2 0.15 0.01~1 灰岩(干) 7 P10-9 0.11 0.4~1 灰岩(湿) 8 2.5X10-2 0.1 0.4~1 页岩 5~15 1~100 0.09 1~100 砂岩(湿) 6 4X10-2 土壤 2.6~40 1.4X0-4~5X10-2 0.13~0.095 20~30 混凝土 6.4 0.12 沥青 3~5 0.12~0.18 地球表面大部分无水的物质(如干燥的土壤和岩石等)的介电常数,实部一般介于1.7-6之间,水的介电常数一般为81,虚部很小,一般可以忽略不计。 岩石和土壤的介电常数与其含水量几乎呈线形关系增长,且与水的介电常数特性相同。 所以天然材料的电学特性的变化,一般都是由于含水量的变化所致。 对于岩石和土壤含水量和介电常数的关系国内外进行了详细研究(P.Hoekstra, 1974; J.E.Hipp,1974;J.L.Davis,1976;GA.Poe,1971;J.R.Wang,1977;E.G巧okuetal,1977)。 在实验室内大量测量了不同粒度的土壤一水混合物介电常数,考虑到束缚水和游离水,提出了经验土壤介电常数混合模型(J.R.Wang,1985。 实验室内 用开路探头技术和自由空间天线技术测量干燥岩石的介电常数(F.TUIaby, 1990)。 国内肖金凯等人(1984,1988)测量了大量的岩石和土壤的介电常数,王湘云、郭华东(1999)研究了三大岩类中所含的矿物对其介电常数的影响。 研究表 明,土壤中含水量的变化影响介电常数的实部,水溶液中含盐量的变化影响土壤的导电性,即介电常数的虚部。 水与某些铁锰化合物具有高的介电常数,绝大多数矿物的介电常数较低,约为4--12个相对单位,由于主要造岩矿物与水的相对介电常数存在较大差异,所以,具有较大孔隙度岩石的介电常数主要取决于它的含水量,泥岩由于含有大量的弱束缚水,所以其相对介电常数可高达50--60,岩石含泥质较多时,它们的介电常数与泥质含量有明显的关系,很多火成岩的孔隙度只有千分之几,其相对介电常数主要取决于造岩矿物,一般变化范围为6--12,水的介电常数与其矿化度的关系较弱,与此相应,岩石孔隙中所含水的矿化度同样对其介电常数不应有大的影响,水的矿化度的增大只导致岩石介电常数的少许增加。 表1常见介质的电性参数值 媒 质 电导率/ (S/m) 介电常数(相 对值) 电磁波速度/ (m/ns) 空 气 0 1 0.3 水 -4-2 10〜3X0 81 0.033 花岗 岩(干) 10-8 5 0.15 灰 岩(干) 10-9 7 0.11 灰 岩(湿) 2.5X0-2 8〜10 0.11〜0.095 粘 土(湿) 10-1〜1 8〜12 0.11〜0.087 混 凝土 ■9・8 10〜10 6〜15 0.12〜0.077 钢 筋 OO OO 表1常见介质的物理参数 介质 电导率/Sm 相对介电常数 速度/(m/ns) 衰减系数/ (dB/m) 空气 0 1 0.3 0 花岗岩 10-8 5 0.15 0.01~1 (干) 玄武岩 10-2 8 0.15 0.01~1 (湿) 灰岩(干) 10-9 7 0.11 0.4~1 砂(干) 10-7~10-3 4~6 0.15 0.01 粘土 10-1~1 8~12 0.06 1~300 (湿) 页岩 10-1 7 0.09 1~100 (湿) 砂岩 -2 4X10 6 (湿) 土壤 2.6~40 0.13~0.095 20~30 混凝土 6.4 0.12 钢筋 拉托维亚雷达系统公司Zond-12e探地雷达 義2.2SIR-10lOOMtfe天疑卖例统计的探测廉度 塞崔花岗岩建性岩糠长岩石英士填粗砂(干) WE(8>-»申 »»㈢ 粘土<£>墓作土(干) (iB) 淡水 %rS^ 操瀏探度讪J TGOO^ISOOO 20—SO TM^isoao 80—6ft 16000—40000 30—50 5909^10000 20—SO 20000—80000 25—40 1000^5000 i10—15 5QOQ—20000 15—30 纲一i(m 5—10 100—2000 5—10 30—200 8—S 15—30i 2—6 l&OO^lSOOQ 10—2» 200'-1000 6—10 300—300 8—12 I10^00 20 *2.3分辨車为目标深度的骂%时天竣中心頻率 与探測深度之间关系 剩tE 「 仇5】・02.05*0103050 中心頻車fMHsO'j 100030020010QEQ2SIQ 表2夭线频率与采样频率/道间隔的经验关系 天线频率/MHz建议的采样频率/MHz 建议的道间隔/m 25 150—600 0,30—0.75 50 400—800 0.20—0.50 100 800—1800 0.10〜0.30 200 1600—3500 0,03—0.10 250 3500左右 / 400 3200〜5000 0.02—0.10 500 7000左右 / 800 12000左右 / 1000 25000—110000 0.01—0,05 衆1 天枚頻率与探测琛底/分携军的经萤关杀 天绽频率/ 标尺寸F捉测探度范RV堆大撩测陳度丿 MHz mrn m 25 >1+05〜3。 35-60 50 王①55*-20 20-30 1OT 0.1—L02—15 15-25 200 。 ・。 5~651—10 5-lb 25U o.as—C.s]〜10 1b 400 *0.05 3-10 500 >0+0&1~5 3—10 800 P0.0344〜2 1-6 LOOfj 300250.0S—2 (f*5~4
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