ประโยชน์ ของ ไทม์โดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์ถูกใช้ทั่วไปในสถานที่ที่มีการทดสอบสายเคเบิลที่ยาวมาก แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะขุดหรือรื้อขึ้นมาในสิ่งที่อาจจะเป็นสายเคเบิลที่ยาวหลายกิโลเมตร พวกมันมีความจำเป็นที่จะต้องได้รับการบำรุงรักษาเชิงป้องกันสำหรับสายการสื่อสารโทรคมนาคม โดย TDR สามารถตรวจสอบความต้านทานที่หัวต่อและจุดเชื่อมต่อเนื่องจากการเป็นสนิมและมีการรั่วไหลเพิ่มขึ้นของฉนวนหุ้มเนื่องจากการเสื่อมสมรรถภาพทำให้มีน้ำเข้าไปในหัวต่อ เป็นเวลานานก่อนที่สายไฟภายในเส้นใดเส้นหนึ่งจะล้มเหลวจนเกิดปัญหารุนแรง เมื่อใช้ TDR มันก็เป็นไปได้ที่จะระบุจุดที่เกิดปัญหาภายในระยะเป็นเซนติเมตร

TDR ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากอีกด้วยสำหรับมาตรการตอบโต้แบบการเฝ้าระวังทางเทคนิค โดยมันจะช่วยตรวจสอบการดำรงอยู่และสถานที่ตั้งของสายลักลอบเชื่อมต่อเพื่อดักฟัง (อังกฤษ: wire tap) การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอิมพีแดนซ์ที่เกิดจากการแทปหรือการประกบสายจะปรากฏขึ้นบนหน้าจอของ TDR เมื่อมีการเชื่อมต่อกับสายโทรศัพท์

อุปกรณ์ TDR ยังเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการวิเคราะห์ความล้มเหลวของแผงวงจรพิมพ์ความถี่สูงที่ทันสมัย​ที่​มีเส้นวาดสัญญาณที่สร้างขึ้นมาเพื่อเลียนแบบสายส่ง โดยการสังเกตการสะท้อนกลับ หมุดที่บัดกรีไว้ไม่ดีใด ๆ ของอุปกรณ์แผงกลมของกริดจะสามารถตรวจพบได้ หมุดที่ลัดวงจรก็สามารถตรวจพบได้ในลักษณะคล้ายกัน

หลักการ TDR ถูกใช้ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม ในสถานการณ์ที่หลากหลายเช่นการทดสอบของแพคเกจวงจรรวมเพื่อวัดระดับของของเหลว ในการทดสอบของแพคเกจวงจรรวม TDR จะใช้เพื่อแยกจุดที่ล้มเหลวในแพคเกจเดียวกัน ในการวัดระดับของของเหลวส่วนใหญ่จะจำกัดตามกระบวนการทางอุตสาหกรรม

TDR ในการตรวจวัดระดับ

ในอุปกรณ์ตรวจวัดระดับที่พื้นฐานจาก TDR อุปกรณ์นั้นจะสร้างแรงกระตุ้น (อังกฤษ: impulse) ที่แพร่กระจายลงท่อนำคลื่นชนิดบาง (ที่เรียกว่าหัววัด (อังกฤษ: probe)) ซึ่งโดยปกติจะเป็นแท่งโลหะหรือสายเคเบิลเหล็ก เมื่อแรงกระตุ้นนี้กระทบผิวหน้าของสื่อกลางที่จะทำการวัด ส่วนหนึ่งของแรงกระตุ้นจะสะท้อนกลับมาที่ท่อนำคลื่น อุปกรณ์จะกำหนดระดับของเหลวโดยการวัดความแตกต่างของเวลาระหว่างเวลาที่ส่งแรงกระตุ้นออกไปกับเวลาที่สะท้อนกลับมา ตัวรับรู้สามารถส่งระดับที่วิเคราะห์ได้ออกเป็นสัญญาณแอนาล็อกอย่างต่อเนื่องหรือสัญญาณเอ้าพุทแบบสลับ ในเทคโนโลยีของ TDR, ความเร็วของแรงกระตุ้นจะได้รับผลกระทบเป็นหลักโดยค่า permittivity ของตัวกลางที่พัลส์แพร่กระจายผ่านเข้าไป ซึ่งสามารถแตกต่างกันอย่างมากตามความชื้นและอุณหภูมิของตัวกลาง ในหลายกรณี ผลกระทบนี้สามารถแก้ไขได้โดยไม่ยากเกินควร ในบางกรณีเช่นในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและ/หรือเดือด การแก้ไขอาจจะยากลำบาก ในกรณีเฉพาะอย่าง การกำหนดความสูงของฟอง (โฟม) และระดับของของเหลวที่ทรุดตัวลงในตัวกลางที่เป็นฟอง/เดือดอาจจะยากลำบากมาก

TDR ใช้ในสายสมอในเขื่อน

กลุ่มสนใจความปลอดภัยของเขื่อนของ CEA Technologies, Inc (CEATI) บริษัทร่วมการงานขององค์กรพลังงานไฟฟ้าแห่งหนึ่ง ได้ใช้ TDR แบบการแพร่กระจายคลื่นเพื่อระบุความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในสายสมอเขื่อนคอนกรีต ประโยชน์ที่สำคัญของ TDR ที่เหนือกว่าวิธีการทดสอบแบบอื่นก็คือการทดสอบวิธีนี้เป็นการทดสอบแบบไม่ทำลาย[8]

TDR ใช้ในทางธรณีวิทยาและวิทยาศาสตร์การเกษตร

บทความหลัก: การวัดชิ้นส่วนที่ชื้นโดยการใช้ TDR

TDR จะใช้ในการตรวจสอบชิ้นส่วนที่ชื้นในดินและตัวกลางที่มีรูพรุน มากกว่าสองทศวรรษที่ผ่านมา มีความก้าวหน้าที่สำคัญในการวัดความชื้นในดิน, ในเมล็ดพืช, ในสิ่งที่เกี่ยวข้องกับอาหาร, และในตะกอน กุญแจสู่ความสำเร็จของ TDR ก็คือความสามารถของมันในการตรวจสอบอย่างแม่นยำใน permittivity (ค่าไดอิเล็กทริกคงที่) ของวัสดุจากการกระจายคลื่น, เนื่องจากความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่าง permittivity ของวัสดุกับปริมาณน้ำของมัน อย่างที่ได้แสดงให้เห็นในผลงานบุกเบิกของ Hoekstra และ Delaney (1974)

และกลุ่มเพื่อนของ Topp (1980) ความคิดเห็นล่าสุดและงานอ้างอิงของเนื้อเรื่องจะรวมถึง Topp และเรโนลด์ (1998), Noborio (2001), Pettinellia และเพื่อน (2002), Topp และ Ferre (2002) และโรบินสันและเพื่อน (2003) วิธี TDR เป็นเทคโนโลยีสายส่งอย่างหนึ่ง และเป็นตัวกำหนด permittivity (Ka) อย่างชัดเจนจากเวลาในการเดินทางของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายไปตามสายส่ง มักจะเป็นแท่งโลหะสองแท่งหรือมากกว่าที่ขนานกันฝังอยู่ในดินหรือตะกอน โพรบมักจะมีความยาวระหว่าง 10 ถึง 30 ซม. และเชื่อมต่อกับ TDR ผ่านสายโคแอกเซียล

TDR ในการใช้งานปฐพี

TDR ยังได้ถูกนำมาใช้ในการเฝ้าดูการเคลื่อนไหวของความลาดชันในระบบธรณีเทคนิคที่หลากหลายที่รวมทั้งรอยตัดบนทางหลวง, เนินรองรับรางรถไฟ, และเหมืองหลุมเปิด (Dowding และโอคอนเนอร์, 1984, 2000a, 2000b; Kane & Beck, 1999) ในการใช้เพื่อตรวจสอบความมั่นคงโดยการใช้ TDR สายเคเบิลแกนร่วมจะนำมาติดตั้งในหลุมเจาะแนวตั้งที่เจาะผ่านพื้นที่ที่กังวล ค่าอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าที่จุดใด ๆ ตามแแนวสายแกนร่วมจะเปลี่ยนไปตามความผิดปกติของฉนวนระหว่างสายตัวนำทั้งสอง สารยาแนวที่เปราะจะล้อมรอบเคเบิลเพื่อแปลการเคลื่อนไหวของแผ่นดินให้เป็นความผิดปกติของสายเคเบิลอย่างกระทันหันที่จะแสดงขึ้นมาเป็นจุดสูงสุดที่ตรวจพบได้ในเส้นวาดการสะท้อน จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ เทคนิคนี้รู้สึกว่าค่อนข้างจะไม่ไวต่อการเคลื่อนไหวของความลาดชันที่มีขนาดเล็กและไม่สามารถทำให้การวัดเป็นไปโดยอัตโนมัติเพราะมันต้องพึ่งพามนุษย์ในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเพื่อตามรอยการสะท้อนตลอดช่วงเวลา นาย Farrington และ Sargand (2004) ได้พัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณง่าย ๆ ขึ้นมาชิ้นหนึ่งโดยใช้อนุพันธ์ตัวเลขเพื่อที่จะแยกตัวชี้วัดที่น่าเชื่อถือของการเคลื่อนไหวของความลาดชันจากข้อมูลของ TDR มันทำงานได้รวดเร็วกว่าการตีความแบบโบราณที่ใช้กันอยู่ทั่วไป

การใช้งานอีกอย่างหนึ่งของ TDRs ในด้านวิศวกรรมปฐพีเทคนิคคือการกำหนดเนื้อหาความชื้นในดิน ซึ่งสามารถทำได้โดยการวาง TDR แต่ละตัวในชั้นดินที่แตกต่างกันและทำการวัดเวลาของการเริ่มต้นของการตกของหยาดน้ำฟ้าและเวลาที่ TDR บ่งบอกถึงการเพิ่มขึ้นในเนื้อหาของความชื้นในดิน ความลึกของ TDR (d) เป็นปัจจัยที่รู้แล้ว และอีกปัจจัยหนึ่งคือเวลาที่ใช้ของน้ำที่หยดลงที่จะไปถึงความลึก (t); ดังนั้นความเร็วของการแทรกซึมของน้ำ (อุทกวิทยา) (v) จะสามารถกำหนดได้ นี้เป็นวิธีการที่ดีสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของวิธีการจัดการที่ดีที่สุด (BMPs) ในการลดพื้นที่การพังทลายของผิวหน้าดินเนื่องจากการไหลบ่าของน้ำฝน

TDR ในการวิเคราะห์อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ

TDR ที่ใช้ในการวิเคราะห์ความล้มเหลวของสารกึ่งตัวนำเป็นวิธีการที่ไม่ทำลายสำหรับตำแหน่งของข้อบกพร่องต่าง ๆ ในแพคเกจอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ TDR จะมอบลายเซ็นไฟฟ้าของร่องรอยสื่อกระแสไฟฟ้าแต่ละอย่างในแพคเกจอุปกรณ์และมันเป็นประโยชน์สำหรับการกำหนดตำแหน่งของวงจรเปิดและวงจรช๊อตทั้งหลาย

TDR ในการบำรุงรักษาสายไฟในอากาศยาน

TDR โดยเฉพาะอย่างยิ่ง TDR แบบแพร่กระจายคลื่น ถูกใช้ในการการบำรุงรักษาเชิงป้องกันสไหรับสายไฟในอากาศยาน รวมทั้งการหาตำแหน่งของจุดผิดพลาด[9] TDR แบบแพร่กระจายคลื่นมีความได้เปรียบตรงที่มีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของความผิดปกติภายในหลายพันไมล์ของการเดินสายไฟในอากาสยาน นอกจากนี้เทคโนโลยีนี้คุ้มค่าในการพิจารณาเพื่อนำมาใช้ในการเฝ้าดูแบบเวลาจริงของอากาศยานเพราะการสะท้อนแบบแพร่กระจายคลื่นความถี่สามารถทำงานในสายที่มีไฟ

วิธีการนี​​้ได้แสดงให้เห็นว่ามีประโยชน์ในการกำหนดตำแหน่งของความผิดพลาดทางไฟฟ้าที่เกิดแบบไม่สม่ำเสมอ[10]