タイムドメイン・リフレクトメータ

タイムドメイン・リフレクトメータは、何キロもあるようなケーブルを掘ったり取り除いたりすることが現実的ではない、非常に長いケーブルの現場でのテストによく使用されます。 通信ケーブルの予防保守に欠かせないもので、接合部やコネクタの腐食による抵抗の増加や、絶縁体の劣化や吸湿による漏電の増加を、致命的な故障に至る前に検出することができる。 TDRを使えば、数センチ単位で故障箇所を特定することができます。

TDRは、盗聴器の存在や位置を特定する技術監視対策にも非常に有効なツールです。

TDR装置は、伝送路を模した信号トレースを持つ最新の高周波プリント回路基板の故障解析にも不可欠なツールです。 反射を観察することで、ボールグリッドアレイデバイスのはんだ付けされていないピンを検出することができます。

TDRの原理は、集積回路パッケージのテストや液面測定など、さまざまな産業分野で活用されている。 前者では、時間領域反射率計は、同じように故障部位を切り分けるために使用される。 後者は主にプロセス産業に限られている。

In level measurementEdit

TDRベースのレベル測定装置では、装置は、薄い導波管(プローブと呼ばれる) – 通常、金属棒やスチールケーブル – を伝搬する衝撃を発生させます。 このインパルスが被測定媒体の表面に当たると、インパルスの一部が反射して導波管に戻る。 この装置では、インパルスが送られてから反射が戻ってくるまでの時間差を測定することで、液面を判断する。 センサーは、分析したレベルを連続的なアナログ信号として出力するか、スイッチ出力信号として出力することができる。 TDR技術では、インパルス速度は主にパルスが伝搬する媒体の誘電率の影響を受け、媒体の水分量と温度によって大きく変化する。 多くの場合、この影響は過度の困難なく補正することができる。 しかし、沸騰環境、高温環境などでは、補正が困難な場合があります。 特に、泡立った/沸騰した媒体中の泡(フォーム)の高さと崩壊した液面を決定することは、非常に困難な場合があります。

ダムのアンカーケーブルに使用される編集

The Dam Safety Interest Group of CEA Technologies, Inc. (CEATI)は、電力組織のコンソーシアムで、コンクリートのダム・アンカー・ケーブルの潜在的な欠陥を特定するために、スペクトル拡散時間領域反射率測定法を適用しています。 他の検査方法に対するタイムドメイン反射率法の主な利点は、これらの検査の非破壊方法です。

地球科学と農業科学で使用されている編集

主な記事。 時間領域反射率測定法による含水率測定

土壌や多孔質媒体中の含水率を測定するためにTDRが使用される。 過去20年間で、土壌、穀物、食品、堆積物中の水分測定は大幅に進歩しました。 TDRの成功の鍵は、HoekstraとDelaney(1974)およびToppら(1980)の先駆的な研究で示されたように、物質の誘電率とその水分量の強い関係により、波の伝搬から物質の誘電率(誘電体)を正確に決定できることにあります。 最近のレビューや参考文献としては、Topp and Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp and Ferre (2002) and Robinson et al. (2003) がある。 TDR法は、伝送線路の技術であり、土壌や堆積物に埋め込まれた通常2本以上の平行な金属棒である伝送線路に沿って伝播する電磁波の移動時間から見かけの誘電率(Ka)を求めるものである。

In geotechnical engineeringEdit

Time domain reflectometry has also utilized to monitor slope movements in a variety of geotechnical settings including highway cuts, rail beds, and open pit mines (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999).地盤工学では、プローブ長10-30cm、同軸ケーブルを介してTDRに接続。 TDRを用いた安定性モニタリングでは、対象領域を通過する垂直ボーリング孔に同軸ケーブルが設置される。 同軸ケーブルは、導体間の絶縁体の変形により、任意の位置の電気インピーダンスが変化する。 ケーブルの周囲には脆いグラウトが敷かれ、地盤の変動をケーブルの急激な変形に変換し、反射率のピークとして検出する。 最近まで、この技術は小さな斜面の動きには比較的鈍感で、反射率の経時変化を人間が検出することに頼っていたため、自動化することができませんでした。 FarringtonとSargand(2004)は、数値微分を用いた簡単な信号処理技術を開発し、従来の解釈よりもはるかに早くTDRデータから信頼できる斜面移動の兆候を抽出することができるようになった。 これは、TDRを異なる土層に設置し、降水開始時刻とTDRが土壌水分量の増加を示す時刻を測定することで行うことができる。 TDRの深さ(d)は既知の要素であり、もう一つは水滴がその深さに到達するまでの時間(t)であり、したがって水の浸透速度(v)を決定することができる。

In semiconductor device analysisEdit

Time domain reflectometry is used in semiconductor failure analysis as a non-destructive method for location of defects in semiconductor device package.This is a good method to assess the effectiveness of Best Management Practices (BMPs) in reducing stormwater surface runoff.半導体デバイス解析において、半導体デバイスパッケージの欠陥を見つけ出すための非破壊手法として、TDRは使用されています。 TDRは、デバイスパッケージ内の個々の導電性トレースの電気的シグネチャを提供し、オープンおよびショートの位置を決定するために有用です。

In aviation wiring maintenanceEdit

Time domain reflectometry, specifically spread-spectrum time-domain reflectometry is used on aviation wiring for both preventive maintenance and fault location. スペクトラム拡散時間領域リフレクトメトリは、航空配線の数千マイル内の故障箇所を正確に特定する利点があります。 さらに、スペクトラム拡散時間領域リフレクトメトリは生きた配線に採用できるため、この技術はリアルタイムの航空モニタリングに検討する価値があります。

この方法は、断続的な電気障害の位置を特定するのに役立つことが示されています。 このスマートな技術は、マルチキャリア信号(EMCに配慮し、配線に無害)の注入に基づいて、配線システム内の電気的欠陥(または電気的影響を及ぼす機械的欠陥)の検出、位置特定、特性評価のための情報を提供します。 ハード的な欠陥(短絡、開回路)や断続的な欠陥を迅速に検出することができ、配線システムの信頼性を高め、メンテナンス性を向上させることができます。