Reflektometry z domeną czasową są powszechnie stosowane do badania w miejscu instalacji bardzo długich ciągów kablowych, gdzie niepraktyczne jest wykopanie lub usunięcie kabla o długości kilometra. Są one niezbędne w prewencyjnej konserwacji linii telekomunikacyjnych, ponieważ TDR-y mogą wykryć opór na złączach i wtyczkach w miarę ich korozji, a także rosnący wyciek izolacji w miarę jej degradacji i absorpcji wilgoci, na długo przed tym, jak któreś z nich doprowadzi do katastrofalnych awarii. Używając TDR, możliwe jest wskazanie usterki z dokładnością do centymetrów.
TDR-y są również bardzo użytecznymi narzędziami dla technicznych środków zaradczych nadzoru, gdzie pomagają określić istnienie i lokalizację podsłuchów. Niewielka zmiana impedancji linii spowodowane przez wprowadzenie kranu lub splotu pokaże się na ekranie TDR po podłączeniu do linii telefonicznej.
TDR sprzęt jest również niezbędnym narzędziem w analizie awarii nowoczesnych wysokiej częstotliwości płytek drukowanych ze śladami sygnałów spreparowanych do emulacji linii transmisyjnych. Poprzez obserwację odbić, wszelkie niezlutowane piny urządzenia siatki kulkowej może być wykryte. Zwarcie pinów można również wykryć w podobny sposób.
Zasada TDR jest stosowana w warunkach przemysłowych, w sytuacjach tak różnych, jak testowanie pakietów układów scalonych do pomiaru poziomu cieczy. W pierwszym przypadku, reflektometr domeny czasowej jest używany do izolacji uszkodzonych miejsc w tym samym. Ten ostatni jest głównie ograniczony do przemysłu procesowego.
W pomiarach poziomuEdit
W urządzeniu pomiarowym poziomu opartym na TDR, urządzenie generuje impuls, który propaguje w dół cienkiego falowodu (zwanego sondą) – zazwyczaj metalowy pręt lub stalowy kabel. Kiedy ten impuls uderza w powierzchnię mierzonego medium, część impulsu odbija się z powrotem w górę falowodu. Urządzenie określa poziom cieczy poprzez pomiar różnicy czasu pomiędzy wysłaniem impulsu a powrotem odbicia. Czujniki mogą podawać analizowany poziom jako ciągły sygnał analogowy lub przełączać sygnały wyjściowe. W technologii TDR na prędkość impulsu wpływa przede wszystkim przenikalność ośrodka, w którym impuls się rozchodzi, która może się znacznie różnić w zależności od zawartości wilgoci i temperatury ośrodka. W wielu przypadkach efekt ten może być skorygowany bez większych trudności. W niektórych przypadkach, np. w środowiskach o wysokiej temperaturze i/lub wrzeniu, korekta może być trudna. W szczególności, określenie wysokości piany (pianki) i poziomu cieczy zapadniętej w spienionym / wrzącym medium może być bardzo trudne.
Zastosowanie w kablach kotwicznych w tamachEdit
The Dam Safety Interest Group of CEA Technologies, Inc. (CEATI), konsorcjum organizacji elektroenergetycznych, zastosowała reflektometrię czasowo-domenową z widmem rozproszonym do identyfikacji potencjalnych uszkodzeń w betonowych kablach kotwiących zapory. Kluczową zaletą reflektometrii Time Domain w stosunku do innych metod badawczych jest nieniszcząca metoda tych badań.
Zastosowanie w naukach o ziemi i rolnictwieEdit
TDR jest stosowany do określania wilgotności w glebie i mediach porowatych. W ciągu ostatnich dwóch dekad dokonano znacznego postępu w pomiarach wilgotności gleby, ziarna, produktów spożywczych i osadów. Kluczem do sukcesu TDR jest jego zdolność do dokładnego określenia przenikalności (stałej dielektrycznej) materiału na podstawie propagacji fali, ze względu na silną zależność pomiędzy przenikalnością materiału a zawartością wody, jak wykazano w pionierskich pracach Hoekstra i Delaney (1974) oraz Topp et al. (1980). Ostatnie przeglądy i prace referencyjne na ten temat obejmują, Topp i Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp i Ferre (2002) oraz Robinson et al. (2003). Metoda TDR jest techniką linii transmisyjnej i określa pozorną przenikalność (Ka) na podstawie czasu przemieszczania się fali elektromagnetycznej, która propaguje wzdłuż linii transmisyjnej, zwykle dwóch lub więcej równoległych metalowych prętów osadzonych w glebie lub osadach. Sondy są zwykle od 10 do 30 cm długości i podłączony do TDR przez kabel koncentryczny.
W inżynierii geotechnicznejEdit
Reflektometria domeny czasowej został również wykorzystany do monitorowania ruchów zbocza w różnych ustawieniach geotechnicznych, w tym cięcia autostrady, tory kolejowe i kopalnie odkrywkowe (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). W zastosowaniach monitoringu stabilności przy użyciu TDR, kabel koncentryczny jest instalowany w pionowym otworze wiertniczym przechodzącym przez dany obszar. Impedancja elektryczna w dowolnym punkcie wzdłuż kabla koncentrycznego zmienia się wraz z odkształceniem izolatora pomiędzy przewodnikami. Kruchy zaczyn otacza kabel, co przekłada ruchy ziemi na gwałtowne odkształcenie kabla, które objawia się jako wykrywalny pik w śladzie reflektancji. Do niedawna technika ta była stosunkowo niewrażliwa na niewielkie ruchy zbocza i nie mogła być zautomatyzowana, ponieważ opierała się na ludzkiej detekcji zmian w śladzie reflektancji w czasie. Farrington i Sargand (2004) opracowali prostą technikę przetwarzania sygnału z wykorzystaniem pochodnych numerycznych w celu uzyskania wiarygodnych wskazań ruchu zbocza z danych TDR znacznie wcześniej niż w przypadku konwencjonalnej interpretacji.
Innym zastosowaniem TDR w inżynierii geotechnicznej jest określenie zawartości wilgoci w gruncie. Można to zrobić poprzez umieszczenie TDR-ów w różnych warstwach gruntu i pomiar czasu rozpoczęcia opadów oraz czasu, w którym TDR-y wskazują wzrost wilgotności gruntu. Głębokość umieszczenia TDR (d) jest czynnikiem znanym, a drugim jest czas, jaki kropla wody potrzebuje na dotarcie do tej głębokości (t); można więc określić prędkość infiltracji wody (v). Jest to dobra metoda do oceny skuteczności Najlepszych Praktyk Zarządzania (BMP) w redukcji spływu powierzchniowego wód burzowych.
W analizie urządzeń półprzewodnikowychEdit
Reflektometria w dziedzinie czasu jest wykorzystywana w analizie uszkodzeń półprzewodników jako niedestrukcyjna metoda lokalizacji defektów w pakietach urządzeń półprzewodnikowych. TDR zapewnia sygnaturę elektryczną poszczególnych ścieżek przewodzących w pakiecie urządzenia i jest przydatna do określania lokalizacji otworów i zwarć.
W konserwacji okablowania lotniczegoEdit
Reflektometria domeny czasowej, a konkretnie reflektometria widma rozproszonego domeny czasowej jest stosowana w okablowaniu lotniczym zarówno do konserwacji zapobiegawczej, jak i lokalizacji usterek. Reflektometria w dziedzinie czasu o rozproszonym widmie ma tę zaletę, że umożliwia precyzyjne zlokalizowanie miejsca usterki w obrębie tysięcy mil okablowania lotniczego. Dodatkowo, technologia ta jest warta rozważenia dla monitorowania lotnictwa w czasie rzeczywistym, ponieważ reflektometria widma rozproszonego może być stosowana na przewodach pod napięciem.
Metoda ta okazała się przydatna do lokalizowania przerywanych usterek elektrycznych.
Multi carrier time domain reflectometry (MCTDR) została również zidentyfikowana jako obiecująca metoda dla wbudowanych narzędzi diagnostycznych EWIS lub rozwiązywania problemów. Ta inteligentna technologia, oparta na wstrzykiwaniu sygnału wielonośnego (z poszanowaniem EMC i nieszkodliwego dla przewodów), dostarcza informacji do wykrywania, lokalizacji i charakterystyki uszkodzeń elektrycznych (lub uszkodzeń mechanicznych mających konsekwencje elektryczne) w systemach okablowania. Twarde uszkodzenia (zwarcie, rozwarcie obwodu) lub usterki przerywane mogą być wykryte bardzo szybko, zwiększając niezawodność systemów okablowania i usprawniając ich konserwację.