Zeitbereichsreflektometer werden üblicherweise für In-Place-Tests von sehr langen Kabelstrecken verwendet, bei denen es unpraktisch ist, ein möglicherweise kilometerlanges Kabel auszugraben oder zu entfernen. Sie sind unentbehrlich für die vorbeugende Wartung von Telekommunikationsleitungen, da TDRs Widerstand an Verbindungen und Steckverbindern erkennen können, wenn diese korrodieren, und zunehmende Isolationsleckagen, wenn sie sich verschlechtern und Feuchtigkeit aufnehmen, lange bevor sie zu katastrophalen Ausfällen führen. Mit einem TDR ist es möglich, einen Fehler zentimetergenau zu lokalisieren.
TDRs sind auch sehr nützliche Werkzeuge für technische Überwachungsmaßnahmen, wo sie helfen, die Existenz und den Standort von Drahtabgriffen zu bestimmen. Die geringfügige Änderung der Leitungsimpedanz, die durch die Einführung eines Taps oder Spleißes verursacht wird, wird auf dem Bildschirm eines TDR angezeigt, wenn er an eine Telefonleitung angeschlossen ist.
TDR-Geräte sind auch ein wesentliches Werkzeug bei der Fehleranalyse moderner Hochfrequenz-Leiterplatten mit Signalspuren, die zur Emulation von Übertragungsleitungen hergestellt wurden. Durch die Beobachtung von Reflexionen können beliebige ungelötete Pins eines Kugelgitterarrays detektiert werden. In ähnlicher Weise können auch kurzgeschlossene Pins erkannt werden.
Das TDR-Prinzip wird in industriellen Umgebungen eingesetzt, in so unterschiedlichen Situationen wie dem Testen von integrierten Schaltungspaketen bis hin zur Messung von Flüssigkeitsständen. In ersterem wird das Zeitbereichsreflektometer verwendet, um fehlerhafte Stellen in demselben zu isolieren. Letzteres beschränkt sich in erster Linie auf die Prozessindustrie.
In level measurementEdit
In einem TDR-basierten Füllstandmessgerät erzeugt das Gerät einen Impuls, der sich über einen dünnen Wellenleiter (als Sonde bezeichnet) ausbreitet – typischerweise einen Metallstab oder ein Stahlkabel. Wenn dieser Impuls auf die Oberfläche des zu messenden Mediums trifft, reflektiert ein Teil des Impulses den Wellenleiter zurück. Das Gerät bestimmt den Flüssigkeitsstand, indem es die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des Sendens des Impulses und dem Zeitpunkt der Rückkehr der Reflexion misst. Die Sensoren können den analysierten Pegel als kontinuierliches Analogsignal ausgeben oder Ausgangssignale schalten. In der TDR-Technologie wird die Impulsgeschwindigkeit hauptsächlich durch die Permittivität des Mediums beeinflusst, durch das sich der Impuls ausbreitet, die durch den Feuchtigkeitsgehalt und die Temperatur des Mediums stark variieren kann. In vielen Fällen kann dieser Effekt ohne übermäßige Schwierigkeiten korrigiert werden. In einigen Fällen, wie z. B. in siedenden und / oder Hochtemperaturumgebungen, kann die Korrektur schwierig sein. Insbesondere die Bestimmung der Schaumhöhe und des eingestürzten Flüssigkeitsspiegels in einem schaumigen/siedenden Medium kann sehr schwierig sein.
Wird in Ankerkabeln in Staudämmen verwendet
Die Dam Safety Interest Group von CEA Technologies, Inc. (CEATI), ein Konsortium von Elektrizitätsunternehmen, hat die Spread-Spectrum-Zeitbereichsreflektometrie angewendet, um potenzielle Fehler in Betondamm-Ankerkabeln zu identifizieren. Der Hauptvorteil der Zeitbereichsreflektometrie gegenüber anderen Testmethoden ist die zerstörungsfreie Methode dieser Tests.
Verwendung in den Erd- und Agrarwissenschaftenbearbeiten
Ein TDR wird verwendet, um den Feuchtigkeitsgehalt in Böden und porösen Medien zu bestimmen. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden erhebliche Fortschritte bei der Messung der Feuchtigkeit in Boden, Getreide, Lebensmitteln und Sedimenten erzielt. Der Schlüssel zum Erfolg von TDR ist seine Fähigkeit, die Permittivität (Dielektrizitätskonstante) eines Materials aus der Wellenausbreitung aufgrund der starken Beziehung zwischen der Permittivität eines Materials und seinem Wassergehalt genau zu bestimmen, wie in den Pionierarbeiten von Hoekstra und Delaney (1974) und Topp et al. (1980). Zu den jüngsten Übersichten und Nachschlagewerken zu diesem Thema gehören Topp und Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp und Ferre (2002) und Robinson et al. (2003). Die TDR-Methode ist eine Übertragungsleitungstechnik und bestimmt die scheinbare Permittivität (Ka) aus der Laufzeit einer elektromagnetischen Welle, die sich entlang einer Übertragungsleitung ausbreitet, normalerweise zwei oder mehr parallele Metallstäbe, die in Boden oder Sediment eingebettet sind. Die Sonden sind typischerweise zwischen 10 und 30 cm lang und über Koaxialkabel mit dem TDR verbunden.
In der Geotechnik
Die Zeitbereichsreflektometrie wurde auch zur Überwachung der Hangbewegung in einer Vielzahl von geotechnischen Umgebungen verwendet, einschließlich Autobahnschnitten, Schienenbetten und Tagebauen (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). Bei Stabilitätsüberwachungsanwendungen mit TDR wird ein Koaxialkabel in einem vertikalen Bohrloch installiert, das durch den betreffenden Bereich verläuft. Die elektrische Impedanz an einem beliebigen Punkt entlang eines Koaxialkabels ändert sich mit der Verformung des Isolators zwischen den Leitern. Ein spröder Mörtel umgibt das Kabel, um die Erdbewegung in eine abrupte Kabelverformung umzuwandeln, die sich als nachweisbarer Peak in der Reflexionsspur zeigt. Bis vor kurzem war die Technik relativ unempfindlich gegenüber kleinen Neigungsbewegungen und konnte nicht automatisiert werden, da sie sich auf die menschliche Erkennung von Änderungen der Reflexionsspur im Laufe der Zeit stützte. Farrington und Sargand (2004) entwickelten eine einfache Signalverarbeitungstechnik, die numerische Ableitungen verwendet, um zuverlässige Hinweise auf Neigungsbewegungen viel früher als bei herkömmlicher Interpretation aus den TDR-Daten zu extrahieren.
Eine weitere Anwendung von TDRs in der Geotechnik ist die Bestimmung des Bodenfeuchtigkeitsgehalts. Dies kann durch Platzieren der TDRs in verschiedenen Bodenschichten und Messung des Zeitpunkts des Niederschlagsbeginns und der Zeit, zu der TDR eine Erhöhung des Bodenfeuchtigkeitsgehalts anzeigt, erfolgen. Die Tiefe des TDR (d) ist ein bekannter Faktor und der andere ist die Zeit, die der Wassertropfen benötigt, um diese Tiefe (t) zu erreichen; Daher kann die Geschwindigkeit der Wasserinfiltration (v) bestimmt werden. Dies ist eine gute Methode, um die Wirksamkeit von Best Management Practices (BMPs) bei der Reduzierung des Oberflächenabflusses von Regenwasser zu bewerten.
In der Halbleiterbauelementeanalyseedit
Die Zeitbereichsreflektometrie wird in der Halbleiterfehleranalyse als zerstörungsfreie Methode zur Lokalisierung von Defekten in Halbleiterbauelementgehäusen verwendet. Der TDR liefert eine elektrische Signatur einzelner Leiterbahnen im Gerätepaket und ist nützlich, um die Position von Öffnungen und Kurzschlüssen zu bestimmen.
In der Luftfahrt Verdrahtung Wartungbearbeiten
Zeitbereichsreflektometrie, insbesondere Spread-Spectrum-Zeitbereichsreflektometrie wird auf der Luftfahrt Verdrahtung sowohl für die vorbeugende Wartung und Fehlerortung verwendet. Die Spread-Spectrum-Zeitbereichsreflektometrie hat den Vorteil, dass die Fehlerstelle innerhalb von Tausenden von Kilometern Luftfahrtverkabelung genau lokalisiert werden kann. Darüber hinaus ist diese Technologie für die Echtzeitüberwachung der Luftfahrt eine Überlegung wert, da die Spread-Spectrum-Reflektometrie an stromführenden Drähten eingesetzt werden kann.
Diese Methode hat sich als nützlich erwiesen, um intermittierende elektrische Fehler zu lokalisieren.Multi Carrier Time Domain Reflectometry (MCTDR) wurde auch als vielversprechende Methode für eingebettete EWIS-Diagnose- oder Fehlerbehebungstools identifiziert. Basierend auf der Injektion eines Mehrträgersignals (EMV-konform und unbedenklich für die Drähte) liefert diese intelligente Technologie Informationen zur Erkennung, Lokalisierung und Charakterisierung von elektrischen Defekten (oder mechanischen Defekten mit elektrischen Folgen) in den Verdrahtungssystemen. Harte Fehler (Kurzschluss, offener Stromkreis) oder intermittierende Defekte können sehr schnell erkannt werden, was die Zuverlässigkeit von Verdrahtungssystemen erhöht und deren Wartung verbessert.