Los reflectómetros de dominio temporal se utilizan habitualmente para realizar pruebas in situ de tramos de cable muy largos, en los que no resulta práctico desenterrar o retirar lo que puede ser un cable de varios kilómetros. Son indispensables para el mantenimiento preventivo de las líneas de telecomunicaciones, ya que los TDR pueden detectar la resistencia de las juntas y los conectores a medida que se corroen, y el aumento de las fugas de aislamiento a medida que se degrada y absorbe la humedad, mucho antes de que cualquiera de ellos provoque fallos catastróficos. Con un TDR es posible localizar un fallo con una precisión de centímetros.
Los TDR también son herramientas muy útiles para las contramedidas de vigilancia técnica, ya que ayudan a determinar la existencia y la ubicación de las escuchas. El ligero cambio en la impedancia de la línea causado por la introducción de una derivación o un empalme aparecerá en la pantalla de un TDR cuando se conecte a una línea telefónica.
Los equipos TDR son también una herramienta esencial en el análisis de fallos de las modernas placas de circuitos impresos de alta frecuencia con trazos de señal elaborados para emular líneas de transmisión. Al observar las reflexiones, se puede detectar cualquier clavija no soldada de un dispositivo de rejilla de bolas. Los pines en cortocircuito también pueden detectarse de forma similar.
El principio del TDR se utiliza en entornos industriales, en situaciones tan diversas como la comprobación de paquetes de circuitos integrados o la medición de niveles de líquidos. En el primer caso, el reflectómetro de dominio temporal se utiliza para aislar los lugares con fallos en los mismos. En el segundo, se limita principalmente a la industria de procesos.
En la medición de nivelEditar
En un dispositivo de medición de nivel basado en TDR, el dispositivo genera un impulso que se propaga por una fina guía de ondas (denominada sonda), normalmente una varilla metálica o un cable de acero. Cuando este impulso llega a la superficie del medio a medir, parte del impulso se refleja en la guía de ondas. El dispositivo determina el nivel del fluido midiendo la diferencia de tiempo entre el momento en que se envía el impulso y el momento en que regresa el reflejo. Los sensores pueden emitir el nivel analizado como una señal analógica continua o señales de salida conmutadas. En la tecnología TDR, la velocidad del impulso se ve afectada principalmente por la permitividad del medio a través del cual se propaga el impulso, que puede variar mucho según el contenido de humedad y la temperatura del medio. En muchos casos, este efecto puede corregirse sin excesiva dificultad. En algunos casos, como en entornos de ebullición y/o alta temperatura, la corrección puede ser difícil. En particular, la determinación de la altura de la espuma y el nivel de líquido colapsado en un medio espumoso o en ebullición puede ser muy difícil.
Utilizado en cables de anclaje en presasEditar
El Grupo de Interés en Seguridad de Presas de CEA Technologies, Inc. (CEATI), un consorcio de organizaciones de energía eléctrica, ha aplicado la reflectometría de espectro extendido en el dominio del tiempo para identificar posibles fallos en los cables de anclaje de las presas de hormigón. La ventaja fundamental de la reflectometría de dominio temporal frente a otros métodos de ensayo es el método no destructivo de estas pruebas.
Utilizado en las ciencias de la tierra y la agriculturaEditar
Un TDR se utiliza para determinar el contenido de humedad en suelos y medios porosos. En las últimas dos décadas, se han realizado avances sustanciales en la medición de la humedad en el suelo, los cereales, los alimentos y los sedimentos. La clave del éxito del TDR es su capacidad para determinar con precisión la permitividad (constante dieléctrica) de un material a partir de la propagación de la onda, debido a la fuerte relación entre la permitividad de un material y su contenido de agua, como se demostró en los trabajos pioneros de Hoekstra y Delaney (1974) y Topp et al. (1980). Las revisiones recientes y los trabajos de referencia sobre el tema incluyen, Topp y Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp y Ferre (2002) y Robinson et al. (2003). El método TDR es una técnica de línea de transmisión, y determina la permitividad aparente (Ka) a partir del tiempo de viaje de una onda electromagnética que se propaga a lo largo de una línea de transmisión, normalmente dos o más varillas metálicas paralelas incrustadas en el suelo o el sedimento. Las sondas suelen tener entre 10 y 30 cm de longitud y están conectadas al TDR mediante un cable coaxial.
En ingeniería geotécnicaEditar
La reflectometría en el dominio del tiempo también se ha utilizado para supervisar el movimiento de los taludes en diversos entornos geotécnicos, como cortes de carreteras, lechos de ferrocarril y minas a cielo abierto (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). En las aplicaciones de control de la estabilidad mediante TDR, se instala un cable coaxial en una perforación vertical que pasa por la región en cuestión. La impedancia eléctrica en cualquier punto de un cable coaxial cambia con la deformación del aislante entre los conductores. Una lechada frágil rodea el cable para traducir el movimiento de la tierra en una deformación brusca del cable que se manifiesta como un pico detectable en la traza de reflectancia. Hasta hace poco, la técnica era relativamente insensible a los pequeños movimientos de la pendiente y no podía automatizarse porque dependía de la detección humana de los cambios en la traza de reflectancia a lo largo del tiempo. Farrington y Sargand (2004) desarrollaron una sencilla técnica de procesamiento de señales mediante derivadas numéricas para extraer indicaciones fiables del movimiento de los taludes a partir de los datos del TDR mucho antes que mediante la interpretación convencional.
Otra aplicación de los TDR en la ingeniería geotécnica es determinar el contenido de humedad del suelo. Esto se puede hacer colocando los TDR en diferentes capas del suelo y midiendo el tiempo de inicio de las precipitaciones y el tiempo en que los TDR indican un aumento en el contenido de humedad del suelo. La profundidad del TDR (d) es un factor conocido y el otro es el tiempo que tarda la gota de agua en alcanzar esa profundidad (t); por lo tanto, se puede determinar la velocidad de infiltración del agua (v). Este es un buen método para evaluar la eficacia de las mejores prácticas de gestión (BMP) en la reducción de la escorrentía superficial de las aguas pluviales.
En el análisis de dispositivos semiconductoresEditar
La reflectometría en el dominio del tiempo se utiliza en el análisis de fallos de semiconductores como método no destructivo para la localización de defectos en los paquetes de dispositivos semiconductores. El TDR proporciona una firma eléctrica de las trazas conductoras individuales en el paquete del dispositivo, y es útil para determinar la localización de aperturas y cortocircuitos.
En el mantenimiento del cableado de la aviaciónEditar
La reflectometría en el dominio del tiempo, específicamente la reflectometría en el dominio del tiempo de espectro extendido, se utiliza en el cableado de la aviación tanto para el mantenimiento preventivo como para la localización de fallos. La reflectometría de dominio de tiempo de espectro extendido tiene la ventaja de localizar con precisión la ubicación de la falla dentro de miles de millas de cableado de aviación. Además, vale la pena considerar esta tecnología para la supervisión de la aviación en tiempo real, ya que la reflectometría de espectro extendido puede emplearse en cables vivos.
Este método ha demostrado ser útil para localizar fallos eléctricos intermitentes.
La reflectometría en el dominio del tiempo de múltiples portadoras (MCTDR) también se ha identificado como un método prometedor para las herramientas integradas de diagnóstico o solución de problemas de EWIS. Basada en la inyección de una señal multiportadora (que respeta la compatibilidad electromagnética y es inofensiva para los cables), esta tecnología inteligente proporciona información para la detección, localización y caracterización de defectos eléctricos (o defectos mecánicos con consecuencias eléctricas) en los sistemas de cableado. Los defectos duros (cortocircuito, circuito abierto) o intermitentes pueden detectarse muy rápidamente aumentando la fiabilidad de los sistemas de cableado y mejorando su mantenimiento.