Los reflectómetros de dominio de tiempo se usan comúnmente para pruebas in situ de tramos de cables muy largos, donde no es práctico excavar o quitar lo que puede ser un cable de kilómetros de largo. Son indispensables para el mantenimiento preventivo de las líneas de telecomunicaciones, ya que los TDR pueden detectar la resistencia en las juntas y los conectores a medida que se corroen, y aumentar las fugas de aislamiento a medida que se degradan y absorben la humedad, mucho antes de que cualquiera de los dos conduzca a fallas catastróficas. Usando un TDR, es posible identificar una falla a centímetros.
Los TDR también son herramientas muy útiles para contramedidas técnicas de vigilancia, donde ayudan a determinar la existencia y ubicación de las escuchas telefónicas. El ligero cambio en la impedancia de la línea causado por la introducción de un grifo o empalme se mostrará en la pantalla de un TDR cuando se conecte a una línea telefónica.
El equipo TDR también es una herramienta esencial en el análisis de fallas de placas de circuitos impresos de alta frecuencia modernas con trazas de señal diseñadas para emular líneas de transmisión. Al observar los reflejos, se pueden detectar los pines sin soldar de un dispositivo de matriz de cuadrícula de bolas. Los pines cortocircuitados también se pueden detectar de manera similar.
El principio TDR se utiliza en entornos industriales, en situaciones tan diversas como la prueba de paquetes de circuitos integrados para medir los niveles de líquido. En el primero, el reflectómetro de dominio de tiempo se utiliza para aislar sitios defectuosos en el mismo. Este último se limita principalmente a la industria de procesos.
En la medición de niveleseditar
En un dispositivo de medición de nivel basado en TDR, el dispositivo genera un impulso que se propaga por una guía de onda delgada (conocida como sonda), generalmente una varilla de metal o un cable de acero. Cuando este impulso golpea la superficie del medio a medir, parte del impulso se refleja de nuevo en la guía de ondas. El dispositivo determina el nivel de fluido midiendo la diferencia de tiempo entre el momento en que se envió el impulso y el momento en que regresó la reflexión. Los sensores pueden emitir el nivel analizado como una señal analógica continua o señales de salida de conmutación. En la tecnología TDR, la velocidad de impulso se ve afectada principalmente por la permitividad del medio a través del cual se propaga el pulso, que puede variar en gran medida por el contenido de humedad y la temperatura del medio. En muchos casos, este efecto se puede corregir sin dificultades indebidas. En algunos casos, como en entornos de ebullición y/o altas temperaturas, la corrección puede ser difícil. En particular, determinar la altura de espuma y el nivel de líquido colapsado en un medio espumoso / hirviendo puede ser muy difícil.
Utilizado en cables de anclaje en damaseditar
El Grupo de Interés de Seguridad de presas de CEA Technologies, Inc. (CEATI), un consorcio de organizaciones de energía eléctrica, ha aplicado reflectometría de espectro extendido en el dominio del tiempo para identificar posibles fallas en los cables de anclaje de presas de concreto. El beneficio clave de la reflectometría de dominio de tiempo sobre otros métodos de prueba es el método no destructivo de estas pruebas.
Utilizado en ciencias de la tierra y la agriculturaeditar
Un TDR se utiliza para determinar el contenido de humedad en el suelo y en medios porosos. En las últimas dos décadas, se han logrado avances sustanciales en la medición de la humedad en el suelo, los granos, los alimentos y los sedimentos. La clave del éxito de TDR es su capacidad para determinar con precisión la permitividad (constante dieléctrica) de un material a partir de la propagación de ondas, debido a la fuerte relación entre la permitividad de un material y su contenido de agua, como se demuestra en los trabajos pioneros de Hoekstra y Delaney (1974) y Topp et al. (1980). Entre las revisiones y trabajos de referencia recientes sobre el tema se 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, generalmente dos o más varillas metálicas paralelas incrustadas en el suelo o el sedimento. Las sondas suelen medir entre 10 y 30 cm de largo y están conectadas al TDR a través de un cable coaxial.
En ingeniería geotécnicaeditar
La reflectometría de dominio del tiempo también se ha utilizado para monitorear el movimiento de pendientes en una variedad de configuraciones geotécnicas, incluidos cortes de carreteras, lechos de rieles y minas a cielo abierto (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). En las aplicaciones de monitoreo de estabilidad que utilizan TDR, se instala un cable coaxial en un pozo vertical que pasa por la región de preocupación. La impedancia eléctrica en cualquier punto a lo largo de un cable coaxial cambia con la deformación del aislante entre los conductores. Una lechada quebradiza rodea el cable para traducir el movimiento de tierra en una deformación abrupta del cable que se muestra como un pico detectable en la traza de reflectancia. Hasta hace poco, la técnica era relativamente insensible a los pequeños movimientos de pendiente y no podía automatizarse porque dependía de la detección humana de cambios en el rastro de reflectancia a lo largo del tiempo. Farrington y Sargand (2004) desarrollaron una técnica de procesamiento de señales simple utilizando derivados numéricos para extraer indicaciones confiables de movimiento de pendiente de los datos de TDR mucho antes que por interpretación convencional.
Otra aplicación de los TDR en 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 la precipitación 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 de 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 aguas pluviales.
En el análisis de dispositivos semiconductoreseditar
La reflectometría de dominio del tiempo se utiliza en el análisis de fallas de semiconductores como un método no destructivo para la localización de defectos en paquetes de dispositivos semiconductores. El TDR proporciona una firma eléctrica de trazas conductoras individuales en el paquete del dispositivo y es útil para determinar la ubicación de aperturas y cortocircuitos.
En el mantenimiento del cableado de aviacióneditar
Reflectometría de dominio de tiempo, específicamente la reflectometría de dominio de tiempo de espectro extendido se utiliza en el cableado de aviación para el mantenimiento preventivo y la ubicación de fallas. 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 el monitoreo de aviación en tiempo real, ya que la reflectometría de espectro extendido se puede emplear en cables activos.
Este método ha demostrado ser útil para localizar fallas eléctricas intermitentes.
La reflectometría de dominio de tiempo de múltiples portadores (MCTDR) también se ha identificado como un método prometedor para el diagnóstico integrado de EWIS o las herramientas de solución de problemas. Basada en la inyección de una señal multicarrier (respetando EMC e 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. Se pueden detectar rápidamente fallos duros (circuito abierto corto) o defectos intermitentes, lo que aumenta la fiabilidad de los sistemas de cableado y mejora su mantenimiento.