Az időtartománybeli reflektométereket általában nagyon hosszú kábelfutamok helyszíni vizsgálatára használják, ahol nem praktikus kiásni vagy eltávolítani az akár több kilométer hosszú kábelt. Elengedhetetlenek a távközlési vonalak megelőző karbantartásához, mivel a TDR-ek képesek kimutatni az illesztések és csatlakozók ellenállását, ahogy azok korrodálódnak, valamint a szigetelés növekvő szivárgását, ahogy romlik és nedvességet szív fel, jóval azelőtt, hogy bármelyik katasztrofális meghibásodáshoz vezetne. A TDR használatával a hiba centiméterre pontosan meghatározható.
A TDR-ek a műszaki felügyeleti ellenintézkedéseknél is nagyon hasznos eszközök, ahol segítenek a vezetéklehallgatások meglétének és helyének meghatározásában. A vezeték impedanciájának csekély mértékű változása, amelyet egy megcsapolás vagy illesztés bevezetése okoz, egy telefonvonalra csatlakoztatva megjelenik a TDR képernyőjén.
A TDR-berendezés a modern, nagyfrekvenciás nyomtatott áramköri lapok hibaelemzésének is nélkülözhetetlen eszköze, amelyek jelnyomvonalai úgy vannak kialakítva, hogy emulálják az átviteli vonalakat. A visszaverődések megfigyelésével a gömbrácsos eszköz minden forrasztatlan csapja kimutatható. A rövidre zárt csapok is hasonló módon detektálhatók.
A TDR elvét ipari környezetben is használják, olyan különböző helyzetekben, mint az integrált áramköri csomagok tesztelése vagy a folyadékszintek mérése. Az előbbiekben az időtartománybeli reflektométert arra használják, hogy elkülönítsék a hibás helyeket ugyanabban. Az utóbbi elsősorban a feldolgozóiparra korlátozódik.
A szintmérésbenSzerkesztés
A TDR-alapú szintmérő eszközben a készülék impulzust generál, amely egy vékony hullámvezetőn (az úgynevezett szondán) – jellemzően egy fémrúd vagy egy acélkábel – terjed lefelé. Amikor ez az impulzus a mérendő közeg felszínét éri, az impulzus egy része visszaverődik a hullámvezetőben. A készülék a folyadékszintet az impulzus elküldése és a visszaverődés visszaérkezése közötti időkülönbség mérésével határozza meg. Az érzékelők az elemzett szintet folyamatos analóg jelként vagy kapcsoló kimeneti jelként adhatják ki. A TDR-technológiában az impulzus sebességét elsősorban annak a közegnek a permittivitása befolyásolja, amelyen keresztül az impulzus terjed, ami a közeg nedvességtartalmától és hőmérsékletétől függően nagymértékben változhat. Sok esetben ez a hatás indokolatlan nehézség nélkül korrigálható. Bizonyos esetekben, például forrásban lévő és/vagy magas hőmérsékletű környezetben, a korrekció nehézségekbe ütközhet. Különösen a hab (hab) magasságának és az összeomlott folyadékszintnek a meghatározása habos / forrásban lévő közegben lehet nagyon nehéz.
Gátak horgonykábeleiben használatosSzerkesztés
The Dam Safety Interest Group of CEA Technologies, Inc. (CEATI), egy villamosenergia-ipari szervezetekből álló konzorcium, a Spread-spectrum time-domain reflektometriát alkalmazta a betongátak horgonykábeleinek lehetséges hibáinak azonosítására. Az időtartománybeli reflektometria legfontosabb előnye más vizsgálati módszerekkel szemben az, hogy e vizsgálatok roncsolásmentes módszerrel végezhetők.
A föld- és agrártudományokban használatosSzerkesztés
A TDR-t talaj és porózus közegek nedvességtartalmának meghatározására használják. Az elmúlt két évtizedben jelentős előrelépés történt a talaj, a gabona, az élelmiszerek és az üledék nedvességének mérésében. A TDR sikerének kulcsa az, hogy a hullámterjedésből pontosan meg tudja határozni az anyag permittivitását (dielektromos állandóját), mivel az anyag permittivitása és víztartalma között szoros kapcsolat áll fenn, amint azt Hoekstra és Delaney (1974) és Topp et al. (1980) úttörő munkái kimutatták. A témával kapcsolatos legújabb áttekintések és referenciamunkák: Topp és Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp és Ferre (2002), Robinson et al. (2003). A TDR-módszer egy átviteli vonalas technika, és a látszólagos áteresztőképességet (Ka) az átviteli vonalon – általában két vagy több párhuzamos, talajba vagy üledékbe ágyazott fémrúddal – terjedő elektromágneses hullám terjedési idejéből határozza meg. A szondák jellemzően 10 és 30 cm hosszúak, és koaxiális kábellel csatlakoznak a TDR-hez.
A geotechnikai mérnöki munkában Szerkesztés
Az időtartománybeli reflektometriát a lejtők mozgásának megfigyelésére is használják különböző geotechnikai környezetben, beleértve az autópálya bevágásokat, vasúti ágyazatokat és külszíni bányákat (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). A TDR-t alkalmazó stabilitásmegfigyelési alkalmazásokban egy koaxiális kábelt telepítenek egy függőleges fúrólyukba, amely áthalad az érintett területen. Az elektromos impedancia a koaxiális kábel bármely pontján a vezetők közötti szigetelő deformációjával változik. A kábelt egy törékeny habarcs veszi körül, amely a földmozgást a kábel hirtelen deformációjává alakítja, ami a reflexiós nyomvonalban kimutatható csúcsként jelenik meg. A közelmúltig a technika viszonylag érzéketlen volt a kis lejtőmozgásokra, és nem lehetett automatizálni, mivel a reflexiós nyomvonal időbeli változásainak emberi észlelésére támaszkodott. Farrington és Sargand (2004) numerikus deriváltakat használó egyszerű jelfeldolgozási technikát dolgozott ki, amellyel a TDR-adatokból a hagyományos értelmezéshez képest sokkal hamarabb ki lehet nyerni a lejtőmozgásra utaló megbízható jeleket.
A TDR-ek másik alkalmazása a geotechnikai mérnöki gyakorlatban a talaj nedvességtartalmának meghatározása. Ezt úgy lehet elvégezni, hogy a TDR-eket különböző talajrétegekbe helyezik, és mérik a csapadék kezdetének időpontját és azt az időpontot, amikor a TDR a talaj nedvességtartalmának növekedését jelzi. A TDR mélysége (d) egy ismert tényező, a másik pedig az az idő, amely alatt a vízcsepp eléri ezt a mélységet (t); így meghatározható a víz beszivárgásának sebessége (v). Ez egy jó módszer a legjobb kezelési gyakorlatok (BMP-k) hatékonyságának értékelésére a csapadékvíz felszíni lefolyásának csökkentésében.
A félvezető eszközelemzésbenSzerkesztés
Az időtartománybeli reflektometriát a félvezető hibaelemzésben roncsolásmentes módszerként használják a félvezető eszközcsomagok hibáinak lokalizálására. A TDR az eszközcsomagban lévő egyes vezető nyomvonalak elektromos aláírását adja meg, és hasznos a nyitások és rövidzárlatok helyének meghatározására.
A repülési vezetékek karbantartásábanSzerkesztés
Az időtartománybeli reflektometriát, különösen a szórt spektrumú időtartománybeli reflektometriát a repülési vezetékeknél használják mind a megelőző karbantartásra, mind a hibák lokalizálására. A szórt spektrumú időtartománybeli reflektometria előnye, hogy a hiba helyét több ezer mérföldes repülőgép-vezetékeken belül is pontosan meg tudja határozni. Ezenkívül ezt a technológiát érdemes megfontolni a repülés valós idejű ellenőrzésére, mivel a szórt spektrumú reflektometriát feszültség alatt álló vezetékeken lehet alkalmazni.
Ez a módszer hasznosnak bizonyult az időszakos elektromos hibák lokalizálására.
A több hordozós időtartománybeli reflektometriát (MCTDR) szintén ígéretes módszerként azonosították a beágyazott EWIS diagnosztikai vagy hibaelhárítási eszközök számára. Ez az intelligens technológia egy (az EMC-t tiszteletben tartó és a vezetékekre ártalmatlan) többhordozós jel injektálásán alapul, és információt szolgáltat a vezetékrendszerek elektromos hibáinak (vagy elektromos következményekkel járó mechanikai hibáinak) felderítéséhez, lokalizálásához és jellemzéséhez. A kemény hibák (rövidzárlat, nyitott áramkör) vagy időszakos hibák nagyon gyorsan felismerhetők, növelve a vezetékrendszerek megbízhatóságát és javítva azok karbantartását.