Aika-aluereflektometrejä käytetään yleisesti hyvin pitkien kaapelien testaamiseen paikan päällä, kun on epäkäytännöllistä kaivaa tai irrottaa jopa kilometrien pituista kaapelia. Ne ovat välttämättömiä tietoliikennelinjojen ennaltaehkäisevässä kunnossapidossa, sillä TDR-mittareilla voidaan havaita liitosten ja liittimien resistanssi niiden ruostuessa sekä lisääntyvät eristysvuodot niiden rappeutuessa ja imiessä kosteutta kauan ennen kuin kumpikaan niistä johtaa katastrofaalisiin vikoihin. TDR:n avulla on mahdollista paikantaa vika senttimetrien tarkkuudella.
TDR:t ovat myös erittäin käyttökelpoisia välineitä teknisen valvonnan vastatoimissa, joissa ne auttavat määrittämään johtojen kuuntelulaitteiden olemassaolon ja sijainnin. Pieni muutos linjan impedanssissa, joka johtuu haaroituksen tai liitoksen käyttöönotosta, näkyy TDR-laitteen näytöllä, kun se on kytketty puhelinlinjaan.
TDR-laitteet ovat myös olennainen väline sellaisten nykyaikaisten suurtaajuisten piirilevyjen vianmäärityksessä, joissa on siirtojohtoja jäljitteleviä signaalijälkiä. Heijastuksia tarkkailemalla voidaan havaita kaikki palloverkkolaitteen juottamattomat nastat. Myös oikosulussa olevat nastat voidaan havaita vastaavalla tavalla.
TDR-periaatetta käytetään teollisuudessa niinkin erilaisissa tilanteissa kuin integroitujen piiripakettien testauksessa ja nestetasojen mittauksessa. Ensin mainitussa tapauksessa aikatason heijastusmittaria käytetään vikakohtien eristämiseen samassa. Jälkimmäinen rajoittuu lähinnä prosessiteollisuuteen.
TasomittauksessaEdit
TDR-pohjaisessa tasomittauslaitteessa laite tuottaa impulssin, joka etenee ohutta aaltojohdinta (ns. anturia) – tyypillisesti metallitankoa tai teräskaapelia – pitkin. Kun tämä impulssi osuu mitattavan väliaineen pintaan, osa impulssista heijastuu takaisin ylöspäin aaltojohtimessa. Laite määrittää nesteen pinnankorkeuden mittaamalla impulssin lähettämisajankohdan ja heijastuksen palautumisajankohdan välisen aikaeron. Anturit voivat antaa analysoidun tason jatkuvana analogisena signaalina tai kytkinlähtösignaalina. TDR-tekniikassa impulssin nopeuteen vaikuttaa ensisijaisesti sen väliaineen permittiivisyys, jonka läpi pulssi etenee, mikä voi vaihdella suuresti väliaineen kosteuspitoisuuden ja lämpötilan mukaan. Monissa tapauksissa tämä vaikutus voidaan korjata ilman kohtuuttomia vaikeuksia. Joissakin tapauksissa, kuten kiehuvissa ja/tai korkean lämpötilan ympäristöissä, korjaus voi olla vaikeaa. Erityisesti vaahdon (vaahdon) korkeuden ja romahtaneen nestetason määrittäminen vaahtoavassa/kiehuvassa väliaineessa voi olla hyvin vaikeaa.
Käytetään patojen ankkurikaapeleissaEdit
The Dam Safety Interest Group of CEA Technologies, Inc. (CEATI), joka on sähkövoimaorganisaatioiden yhteenliittymä, on soveltanut Spread-spectrum-aikatilanneheijastusmittausta betonipatojen ankkurikaapeleiden mahdollisten vikojen tunnistamiseen. Aikatilaheijastinreflektometrian keskeinen etu muihin testausmenetelmiin verrattuna on näiden testien rikkomukseton menetelmä.
Käytetään maa- ja maataloustieteissäMuokkaa
TDR:ää käytetään maaperän ja huokoisten väliaineiden kosteuspitoisuuden määrittämiseen. Kahden viime vuosikymmenen aikana on edistytty merkittävästi maaperän, viljan, elintarvikkeiden ja sedimentin kosteuden mittaamisessa. TDR:n menestyksen avain on sen kyky määrittää tarkasti materiaalin permittiivisyys (dielektrisyysvakio) aaltojen etenemisestä, koska materiaalin permittiivisyyden ja sen vesipitoisuuden välillä on vahva yhteys, kuten Hoekstra ja Delaneyn (1974) ja Topp et al. (1980) uraauurtavissa töissä osoitettiin. Viimeaikaisia katsauksia ja hakuteoksia aiheesta ovat muun muassa Topp ja Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp ja Ferre (2002) sekä Robinson et al. (2003). TDR-menetelmä on siirtojohtotekniikka, ja siinä määritetään näennäinen permittiivisyys (Ka) siirtojohtoa pitkin etenevän sähkömagneettisen aallon kulkuaikojen perusteella. Siirtojohto koostuu yleensä kahdesta tai useammasta samansuuntaisesta metallitangosta, jotka on upotettu maaperään tai sedimenttiin. Luotaimet ovat tyypillisesti 10-30 cm:n pituisia, ja ne on kytketty TDR-laitteeseen koaksiaalikaapelilla.
Geoteknisessä insinööritieteessäEdit
Aika-aluekohtaista reflektometriaa on hyödynnetty myös rinteiden liikkeiden seurantaan erilaisissa geoteknisissä ympäristöissä, mukaan lukien valtatien leikkaukset, rautatien penkereet ja avolouhokset (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). TDR:ää käyttävissä vakauden valvontasovelluksissa koaksiaalikaapeli asennetaan pystysuoraan porausreikään, joka kulkee ongelma-alueen läpi. Sähköinen impedanssi koaksiaalikaapelin missä tahansa kohdassa muuttuu johtimien välisen eristeen muodonmuutoksen myötä. Kaapelia ympäröi hauras laasti, joka muuttaa maan liikkeet kaapelin äkilliseksi muodonmuutokseksi, joka näkyy havaittavana piikkinä heijastusjäljessä. Viime aikoihin asti tekniikka oli suhteellisen epäherkkä pienille rinteen liikkeille, eikä sitä voitu automatisoida, koska se perustui ihmisen havaitsemiin heijastusjäljen muutoksiin ajan kuluessa. Farrington ja Sargand (2004) kehittivät yksinkertaisen signaalinkäsittelytekniikan, jossa käytetään numeerisia derivaattoja, joiden avulla TDR-tiedoista voidaan poimia luotettavia viitteitä rinteen liikkeistä paljon aikaisemmin kuin tavanomaisella tulkinnalla.
Toinen TDR-mittausten sovellus geoteknisessä suunnittelussa on maaperän kosteuspitoisuuden määrittäminen. Tämä voidaan tehdä sijoittamalla TDR:t eri maakerroksiin ja mittaamalla sateen alkamisajankohta ja aika, jolloin TDR osoittaa maaperän kosteuspitoisuuden nousua. TDR:n syvyys (d) on tunnettu tekijä, ja toinen tekijä on aika, joka vesipisaralta kuluu tämän syvyyden saavuttamiseen (t); näin voidaan määrittää veden tunkeutumisnopeus (v). Tämä on hyvä menetelmä parhaiden hallintatapojen (BMP) tehokkuuden arvioimiseksi hulevesien pintavalunnan vähentämisessä.
Puolijohdekomponenttien analysoinnissaEdit
Aika-aluekohtaista reflektometriaa käytetään puolijohteiden vika-analyysissä rikkomattomana menetelmänä vikojen paikantamiseen puolijohdekomponenttipaketeissa. TDR antaa sähköisen allekirjoituksen yksittäisistä johtavista jäljistä laitepaketissa, ja siitä on hyötyä aukkojen ja oikosulkujen sijainnin määrittämisessä.
Ilmailun johdotusten kunnossapidossaEdit
Aika-aluekohtaista reflektometriaa, tarkemmin sanottuna hajautetun spektrin aika-aluekohtaista reflektometriaa käytetään ilmailun johdotuksissa sekä ennaltaehkäisevään kunnossapitoon että vikojen paikantamiseen. Hajaspektri-aikatoimialueheijastuksen etuna on vikapaikan tarkka paikantaminen tuhansien kilometrien säteellä ilmailun johdotuksista. Lisäksi tätä tekniikkaa kannattaa harkita ilmailun reaaliaikaista seurantaa varten, koska hajaspektriheijastusta voidaan käyttää jännitteisissä johdoissa.
Menetelmän on osoitettu olevan hyödyllinen ajoittaisten sähkövikojen paikantamisessa.
Multi carrier time domain reflectometry (MCTDR) on myös tunnistettu lupaavaksi menetelmäksi sulautetuissa EWIS-järjestelmän diagnosointi- tai vianmääritystyökaluissa. Tämä älykäs tekniikka perustuu monikantoaaltosignaalin injektointiin (EMC:tä kunnioittaen ja johdoille vaarattomasti), ja se tuottaa tietoa sähköisten vikojen (tai mekaanisten vikojen, joilla on sähköisiä seurauksia) havaitsemiseksi, paikallistamiseksi ja karakterisoimiseksi johdotusjärjestelmissä. Kovat viat (oikosulku, avoin virtapiiri) tai ajoittaiset viat voidaan havaita hyvin nopeasti, mikä lisää johdotusjärjestelmien luotettavuutta ja parantaa niiden kunnossapitoa.