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elektromagnetischer Wellen findet breite Verwendung in Wissenschaft und Technik
umfassen einen Frequenzbereich elektromagnetischer Strahlung, welcher nach unten begrenzt wird durch die Radiowellen und nach oben hin durch den infraroten Bereich des optischen Spektrums.
Sie verhalten sich daher ähnlich wie gewöhnliches Licht, d.h. sie können reflektiert, gebrochen werden und auch interferieren.
Von Metallen und elektrischen Leitern werden Mikrowellen reflektiert und nur wenig absorbiert.
Isolatoren hingegen (z. B. einige Thermoplaste, insbesondere PTFE (Teflon), Glas, viele Keramiken etc.) sind durchlässig für diese Strahlung und absorbieren sie nur wenig.
Innerhalb des Frequenzbereiches gibt es noch diverse Teilbereiche, die ihrerseits für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete verwendet werden.
Mikrowellen haben zwar einen natürlichen Ursprung (kosmische Hintergrundstrahlung), müssen aber zur technischen Nutzbarmachung künstlich generiert werden.
Die Einsatzgebiete für Mikrowellen sind sehr zahlreich.
Zur Erzeugng von Mikrowellen sehr hoher Leistung kommen Laufzeitröhren (Klystrons, Wanderfeldröhren oder Magnetrons) zum Einsatz.
Bei geringen Leistungen verwendet man hingegen Gunndioden für Festfrequenzen und Backwardwaveoszillatoren für große Frequenzbereiche.
Ferrite absorbieren Mikrowellen besonders gut.
Auch wasserhaltige Substanzen absorbieren Mikrowellen sehr gut - erheblich besser als trockene Substanzen, denn aufgrund ihrer Wellenlänge sind Mikrowellen besonders zum Anregen von Dipol- und Multipolschwingungen von Molekülen geeignet.
Dieser Effekt kommt besonders anschaulich bei der Schwingungsanregung von Wassermolekülen im Mikrowellenherd zum Tragen.
Die frequenzabhängige Absorption der Mikrowellen an oder in Stoffen und somit deren Erwärmung werden maßgeblich vom dielektrischen Verlustfaktor, dem spezifischen elektrischen Widerstand sowie von magnetischen Verlusten bestimmt.
Es gibt zwei wesentliche Einsatzgebiete für Mikrowellen in der industriellen Messtechnik: Füllstands- und Feuchtemessung.
Zur Füllstandsmessung kommen für kontinuierliche Messung bzw. Grenzstanderfassung zwei unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz.
Die Feuchtemessung beruht auf der Analyse des Feststoff-Wasser-Gemisches in einem elektromagnetischen Feld.
Dabei wird der Einfluss der Permittivitätszahl von Wasser auf die Sensorkapazität registriert.
Zur Feuchtebestimmung kommen zwei verschiedene Verfahren zum Einsatz: das Transmissionsverfahren sowie das Reflexionsverfahren.
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