微波湿度测量原理

微波湿度测量原理

微波湿度测量原理基于水分子是极性分子的特性。在微波场作用下，水分子偶极子不断从电场中获得能量（储能过程），表现为微波信号的相移；又不断释放能量（放能过程），表现为微波的衰减。

介电常数模型

水分子的介电常数可表示为：

其中 $\epsilon \text{'}$ 为介电常数的储能分量（相移），$\epsilon \text{'}\text{'}$ 为放能分量（衰减），$\alpha$ 为常数。

一般干燥物体的 $\epsilon \text{'}$ 在1~5范围内，而水的 $\epsilon \text{'}$ 高达64。因此，如果被测材料中含有水分时，其复合的 $\epsilon \text{'}$ 将显著上升，$\epsilon \text{'}\text{'}$ 也有类似的性质。

测量方法

微波湿度传感器基于上述特性实现湿度测量：同时测量干燥物体和含有一定水分的潮湿物体，前者作为标准量，后者将引起微波信号的相移和衰减，从而换算出物体的含水量。