I riflettometri a dominio del tempo sono comunemente usati per test sul posto su cavi molto lunghi, dove non è pratico scavare o rimuovere quello che potrebbe essere un cavo lungo chilometri. Sono indispensabili per la manutenzione preventiva delle linee di telecomunicazione, poiché i TDR possono rilevare la resistenza su giunti e connettori mentre si corrodono e aumentano le perdite di isolamento mentre si degrada e assorbe l’umidità, molto prima che entrambi portino a guasti catastrofici. Utilizzando un TDR, è possibile individuare un guasto a pochi centimetri.
I TDR sono anche strumenti molto utili per le contromisure tecniche di sorveglianza, dove aiutano a determinare l’esistenza e la posizione delle rubinetterie. Il leggero cambiamento nell’impedenza di linea causato dall’introduzione di un rubinetto o di una giuntura apparirà sullo schermo di un TDR quando è collegato a una linea telefonica.
L’apparecchiatura TDR è anche uno strumento essenziale nell’analisi dei guasti dei moderni circuiti stampati ad alta frequenza con tracce di segnale create per emulare le linee di trasmissione. Osservando i riflessi, è possibile rilevare eventuali pin non saldati di un dispositivo a matrice di griglia a sfera. I pin cortocircuitati possono anche essere rilevati in modo simile.
Il principio TDR è utilizzato in ambienti industriali, in situazioni diverse come il test di pacchetti di circuiti integrati per misurare i livelli di liquido. Nel primo, il riflettometro nel dominio del tempo viene utilizzato per isolare i siti in errore nello stesso. Quest’ultimo è principalmente limitato all’industria di processo.
In level measurementEdit
In un dispositivo di misurazione del livello basato su TDR, il dispositivo genera un impulso che si propaga lungo una sottile guida d’onda (denominata sonda), in genere un’asta metallica o un cavo d’acciaio. Quando questo impulso colpisce la superficie del mezzo da misurare, parte dell’impulso riflette la guida d’onda. Il dispositivo determina il livello del fluido misurando la differenza di tempo tra quando l’impulso è stato inviato e quando il riflesso è tornato. I sensori possono emettere il livello analizzato come segnale analogico continuo o passare segnali di uscita. Nella tecnologia TDR, la velocità dell’impulso è influenzata principalmente dalla permittività del mezzo attraverso il quale si propaga l’impulso, che può variare notevolmente dal contenuto di umidità e dalla temperatura del mezzo. In molti casi, questo effetto può essere corretto senza indebite difficoltà. In alcuni casi, ad esempio in ambienti ad ebollizione e/o ad alta temperatura, la correzione può essere difficile. In particolare, determinare l’altezza della schiuma (schiuma) e il livello del liquido collassato in un mezzo schiumoso / bollente può essere molto difficile.
Utilizzato nei cavi di ancoraggio in damsEdit
Il gruppo di interesse per la sicurezza delle dighe di CEA Technologies, Inc. (CEATI), un consorzio di organizzazioni di energia elettrica, ha applicato la riflettometria nel dominio del tempo a spettro diffuso per identificare potenziali guasti nei cavi di ancoraggio della diga in calcestruzzo. Il vantaggio principale della riflettometria nel dominio del tempo rispetto ad altri metodi di prova è il metodo non distruttivo di questi test.
Utilizzato nelle scienze della terra e dell’agrariamodifica
Un TDR viene utilizzato per determinare il contenuto di umidità nel suolo e nei mezzi porosi. Negli ultimi due decenni, progressi sostanziali sono stati fatti misurare l’umidità nel suolo, grano, roba alimentare, e sedimenti. La chiave del successo di TDR è la sua capacità di determinare con precisione la permittività (costante dielettrica) di un materiale dalla propagazione delle onde, a causa della forte relazione tra la permittività di un materiale e il suo contenuto di acqua, come dimostrato nei lavori pionieristici di Hoekstra e Delaney (1974) e Topp et al. (1980). Recensioni recenti e lavori di riferimento sull’argomento includono, Topp e Reynolds (1998), Noborio (2001), Pettinellia et al. (2002), Topp e Ferre (2002) e Robinson et al. (2003). Il metodo TDR è una tecnica di linea di trasmissione e determina la permittività apparente (Ka) dal tempo di percorrenza di un’onda elettromagnetica che si propaga lungo una linea di trasmissione, solitamente due o più barre metalliche parallele incorporate nel suolo o nel sedimento. Le sonde sono in genere tra 10 e 30 cm di lunghezza e collegate al TDR tramite cavo coassiale.
In geotecnica engineeringEdit
Time domain reflectometry è stato anche utilizzato per monitorare la pendenza movimento in una varietà di geotecnica impostazioni, tra cui l’autostrada tagli, i binari ferroviari, e miniere a cielo aperto (Dowding & O’Connor, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999). Nelle applicazioni di monitoraggio della stabilità che utilizzano TDR, un cavo coassiale è installato in un pozzo verticale che passa attraverso la regione di preoccupazione. L’impedenza elettrica in qualsiasi punto lungo un cavo coassiale cambia con la deformazione dell’isolante tra i conduttori. Una malta fragile circonda il cavo per tradurre il movimento della terra in una deformazione improvvisa del cavo che si presenta come un picco rilevabile nella traccia di riflettanza. Fino a poco tempo fa, la tecnica era relativamente insensibile ai piccoli movimenti di pendenza e non poteva essere automatizzata perché si basava sul rilevamento umano dei cambiamenti nella traccia di riflettanza nel tempo. Farrington e Sargand (2004) hanno sviluppato una semplice tecnica di elaborazione del segnale utilizzando derivati numerici per estrarre indicazioni affidabili del movimento della pendenza dai dati TDR molto prima rispetto all’interpretazione convenzionale.
Un’altra applicazione dei TDR nell’ingegneria geotecnica è quella di determinare il contenuto di umidità del suolo. Questo può essere fatto posizionando i TDR in diversi strati di terreno e misurando il tempo di inizio delle precipitazioni e il tempo in cui i TDR indicano un aumento del contenuto di umidità del suolo. La profondità del TDR (d) è un fattore noto e l’altro è il tempo necessario alla goccia d’acqua per raggiungere tale profondità (t); quindi è possibile determinare la velocità di infiltrazione dell’acqua (v). Questo è un buon metodo per valutare l’efficacia delle migliori pratiche di gestione (BMPS) nel ridurre il deflusso superficiale delle acque piovane.
Nell’analisi dei dispositivi a semiconduttorimodifica
La riflettometria nel dominio del tempo viene utilizzata nell’analisi dei guasti dei semiconduttori come metodo non distruttivo per la localizzazione dei difetti nei pacchetti di dispositivi a semiconduttore. Il TDR fornisce una firma elettrica di singole tracce conduttive nel pacchetto del dispositivo ed è utile per determinare la posizione di aperture e pantaloncini.
In aviazione cablaggio maintenanceEdit
Time domain reflectometry, specificamente spread-spectrum time-domain reflectometry viene utilizzato su aviazione cablaggio sia per la manutenzione preventiva e la localizzazione dei guasti. Spread spectrum time domain reflectometry ha il vantaggio di localizzare con precisione la posizione di guasto all’interno di migliaia di miglia di cavi di aviazione. Ulteriormente, questa tecnologia è degno considerare per il monitoraggio in tempo reale di aviazione, poichè la riflettometria di spettro di diffusione può essere impiegata sui cavi in tensione.
Questo metodo si è dimostrato utile per localizzare guasti elettrici intermittenti.
Multi carrier time domain reflectometry (MCTDR) è stato anche identificato come un metodo promettente per la diagnosi EWIS embedded o strumenti di risoluzione dei problemi. Basata sull’iniezione di un segnale multicarrier (rispettando EMC e innocuo per i fili), questa tecnologia intelligente fornisce informazioni per il rilevamento, la localizzazione e la caratterizzazione di difetti elettrici (o difetti meccanici con conseguenze elettriche) nei sistemi di cablaggio. Guasto duro (corto, circuito aperto) o difetti intermittenti possono essere rilevati molto rapidamente aumentando l’affidabilità dei sistemi di cablaggio e migliorando la loro manutenzione.