คำถาม: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์ มีชื่อภาษาอังกฤษว่าอย่างไร?

text: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์ (English: Time-Domain Reflectometer) หรือ TDR เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้การวัดสัญญาณสะท้อนกลับด้วยขอบเขตของเวลา (English: time-domain reflectometry) เพื่อหาลักษณะเฉพาะและจุดเสียในสายเคเบิลโลหะ (ตัวอย่างเช่น สายคู่บิด หรือ สายแกนร่วม)[1] มันยังสามารถนำไปใช้ในการค้นหาหน้าสัมผัสที่ bad contact ในหัวเชื่อมต่อ (English: connector), ใน แผงวงจรพิมพ์ หรือเส้นทางไฟฟ้​​าอื่น ๆ อุปกรณ์เทียบเท่าที่ใช้กับ ใยแก้วนำแสง เรียกว่า optical time-domain reflectometer หรือ OTDR
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: โปรดสังเกตุว่าถ้ามีการบรรจบอย่างสมบูรณ์แบบในทางทฤษฎีที่ปลายสุดของสายเคเบิล พัลส์ที่ใส่เข้าไปในเคเบิลจะดูดซึมอย่างหมดสิ้น จึงไม่ก่อให้เกิดการสะท้อนใด ๆ ในกรณีนี้มันจะเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดความยาวจริงของสายเคเบิล โชคดีที่การบรรจบอย่างสมบูรณ์แบบนี้สามารถหาได้ยากมากและการสะท้อนขนาดเล็กบางส่วนจะเกิดขึ้นได้เกือบตลอดเวลา
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: อุปกรณ์ TDR ยังเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการวิเคราะห์ความล้มเหลวของแผงวงจรพิมพ์ความถี่สูงที่ทันสมัย​ที่​มีเส้นวาดสัญญาณที่สร้างขึ้นมาเพื่อเลียนแบบสายส่ง โดยการสังเกตการสะท้อนกลับ หมุดที่บัดกรีไว้ไม่ดีใด ๆ ของอุปกรณ์แผงกลมของกริดจะสามารถตรวจพบได้ หมุดที่ลัดวงจรก็สามารถตรวจพบได้ในลักษณะคล้ายกัน
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR ของขั้นบันไดเข้าที่หัวตัวผู้ของสาย SMA ที่ปล่อยลอยอยู่ (non-precision open) แนวนอน: 1ns/ช่อง แนวตั้ง: 0.5ρ/ช่อง TDR ของขั้นบันไดเข้าที่ APC-7mm connector ที่ปล่อยลอยอยู่ TDR ของขั้นบันไดเข้าที่ APC-7mm precision open TDR ของขั้นบันไดเข้าที่ APC-7mm precision load TDR ของขั้นบันไดเข้าที่ APC-7mm precision short TDR ของขั้นบันไดเข้าที่ APC-7mm precision open แนวนอน: 20ps/ช่อง TDR ของขั้นบันไดเข้าที่ BNC connector pair; ยอดสัญญาณสะท้อนสูงสุดเป็น 0.04 แนวนอน: 200ps/ช่อง แนวตั้ง: 20mρ/ช่อง
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: เมื่อ Zo ถูกกำหนดให้เป็นอิมพีแดนซ์ลักษณะของตัวกลางการส่งและ Zt เป็นอิมพีแดนซ์ที่ปลายสุดของสายส่ง
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: เพราะความไวของการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ ทำให้ TDR สามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบคุณลักษณะด้านอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิ้ล, การบรรจบปลายสายแบบหลอมละลาย (English: fusion splicing) และตำแหน่งของคอนเนกเตอร์ และการสูญเสียพลังงานที่เกี่ยวข้อง, และความยาวโดยประมาณของสายเคเบิล
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

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

text: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์ถูกใช้ทั่วไปในสถานที่ที่มีการทดสอบสายเคเบิลที่ยาวมาก แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะขุดหรือรื้อขึ้นมาในสิ่งที่อาจจะเป็นสายเคเบิลที่ยาวหลายกิโลเมตร พวกมันมีความจำเป็นที่จะต้องได้รับการบำรุงรักษาเชิงป้องกันสำหรับสายการสื่อสารโทรคมนาคม โดย TDR สามารถตรวจสอบความต้านทานที่หัวต่อและจุดเชื่อมต่อเนื่องจากการเป็นสนิมและมีการรั่วไหลเพิ่มขึ้นของฉนวนหุ้มเนื่องจากการเสื่อมสมรรถภาพทำให้มีน้ำเข้าไปในหัวต่อ เป็นเวลานานก่อนที่สายไฟภายในเส้นใดเส้นหนึ่งจะล้มเหลวจนเกิดปัญหารุนแรง เมื่อใช้ TDR มันก็เป็นไปได้ที่จะระบุจุดที่เกิดปัญหาภายในระยะเป็นเซนติเมตร
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR จะวัดการสะท้อนกลับของสัญญาณภายในสายไฟตัวนำ เพื่อที่จะวัดการสะท้อนเหล่านั้น TDR จะส่งสัญาณไฟฟ้าตกกระทบขนาดหนึ่งเข้าไปในสายไฟตัวนำนั้นและฟังสัญญาณสะท้อนกลับ ถ้าตัวนำมีอิมพีแดนซ์สม่ำเสมอและมีการบรรจบปลาย (English: terminate) อย่างเหมาะสม ดังนั้นมันจะไม่มีการสะท้อนกลับและสัญญาณตกกระทบที่เหลือจะถูกดูดซับที่ปลายสายจากการบรรจบสายนั้น แต่ในทางตรงกันข้าม ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงในอิมพีแดนซ์ บางส่วนของสัญญาณตกกระทบจะสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดของมัน TDR จะมีหลักการคล้ายกับเรดาร์
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR ใช้สัญญาณตกกระทบได้หลายแบบที่แตกต่างกัน TDR บางตัวส่งสัญญาณชีพจร เข้าไปในตัวนำ; ความละเอียดของเครื่องมือดังกล่าวมักจะเป็นความกว้างของพัลส์ พัลส์ที่แคบสามารถให้ความละเอียดที่ดีแต่ความถี่สูงสามารถลดทอนสัญญาณในสายเคเบิลที่ยาว รูปร่างของพัลส์มักจะเป็นคลื่นซายน์ครึ่งรอบ[2] สำหรับสายที่ยาวขึ้น จะใชัพัลส์ที่กว้างกว่า
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: ขนาดของการสะท้อนจะถูกเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนหรือ ρ มีช่วงจาก 1 (วงจรเปิด) ถึง -1 (ลัดวงจร) ค่าเป็นศูนย์หมายถึงว่าไม่มีการสะท้อน ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนสามารถคำนวณได้ดังนี้:
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

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

text: หลักการ TDR ถูกใช้ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม ในสถานการณ์ที่หลากหลายเช่นการทดสอบของแพคเกจวงจรรวมเพื่อวัดระดับของของเหลว ในการทดสอบของแพคเกจวงจรรวม TDR จะใช้เพื่อแยกจุดที่ล้มเหลวในแพคเกจเดียวกัน ในการวัดระดับของของเหลวส่วนใหญ่จะจำกัดตามกระบวนการทางอุตสาหกรรม
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR ที่ใช้ในการวิเคราะห์ความล้มเหลวของสารกึ่งตัวนำเป็นวิธีการที่ไม่ทำลายสำหรับตำแหน่งของข้อบกพร่องต่าง ๆ ในแพคเกจอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ TDR จะมอบลายเซ็นไฟฟ้าของร่องรอยสื่อกระแสไฟฟ้าแต่ละอย่างในแพคเกจอุปกรณ์และมันเป็นประโยชน์สำหรับการกำหนดตำแหน่งของวงจรเปิดและวงจรช๊อตทั้งหลาย
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR โดยเฉพาะอย่างยิ่ง TDR แบบแพร่กระจายคลื่น ถูกใช้ในการการบำรุงรักษาเชิงป้องกันสไหรับสายไฟในอากาศยาน รวมทั้งการหาตำแหน่งของจุดผิดพลาด[9] TDR แบบแพร่กระจายคลื่นมีความได้เปรียบตรงที่มีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของความผิดปกติภายในหลายพันไมล์ของการเดินสายไฟในอากาสยาน นอกจากนี้เทคโนโลยีนี้คุ้มค่าในการพิจารณาเพื่อนำมาใช้ในการเฝ้าดูแบบเวลาจริงของอากาศยานเพราะการสะท้อนแบบแพร่กระจายคลื่นความถี่สามารถทำงานในสายที่มีไฟ
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: บทความหลัก: การวัดชิ้นส่วนที่ชื้นโดยการใช้ TDR
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: วิธีการนี​​้้ได้แสดงให้เห็นว่ามีประโยชน์ในการกำหนดตำแหน่งของความผิดพลาดทางไฟฟ้าที่เกิดแบบไม่สม่ำเสมอ[10]
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR ยังเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากอีกด้วยสำหรับมาตรการตอบโต้แบบการเฝ้าระวังทางเทคนิค โดยมันจะช่วยตรวจสอบการดำรงอยู่และสถานที่ตั้งของสายลักลอบเชื่อมต่อเพื่อดักฟัง (English: wire tap) การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอิมพีแดนซ์ที่เกิดจากการแทปหรือการประกบสายจะปรากฏขึ้นบนหน้าจอของ TDR เมื่อมีการเชื่อมต่อกับสายโทรศัพท์
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

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

text: 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
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: โดยทั่วไปสัญญาณที่สะท้อนกลับมาจะมีรูปร่างเหมือนสัญญาณที่ตกกระทบ แต่เครื่องหมายและขนาดของมันจะขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์ ถ้าอิมพีแดนซ์เพิ่ม สัญญาณสะท้อนกลับจะมีเครื่องหมายเดียวกันกับสัญญาณที่ตกกระทบ; ถ้าอิมพีแดนซ์ลดลง ที่สะท้อนกลับจะมีเครื่องหมายตรงกันข้าม ขนาดของสัญญาณสะท้อนกลับจะไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับปริมาณของการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับค่าการสูญเสียพลังงานในตัวนำอีกด้วย
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

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

text: เส้นวาดต่อไปนี้สร้างโดยทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์ที่ทำจากเครื่องมือทั่วไปในห้องปฏิบัติการ มีการเชื่อมต่อเข้ากับสายเคเบิลแกนร่วมยาวประมาณ 100 feet (30m) ที่มีค่า อิมพีแดนซ์ลักษณะ เท่ากับ 50โอห์ม ความเร็วการกระจายสำหรับเคเบิลประเภทนี้อยู่ที่ประมาณ 66% ของความเร็วแสงในสูญญากาศ
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: เส้นวาดต่อไปนี้สร้างขึ้นโดยเครื่อง TDR ในทางพานิชย์โดยใช้คลื่นขั้นบันไดที่มีเวลาขึ้นเท่ากับ 25ps และหัวเก็บตัวอย่าง (English: sampling head) ที่มีเวลาขึ้นเท่ากับ 35ps และสายเคเบิลแกนร่วมมีหัวเป็น SMA (RF Coaxial connector) ที่มีความยาว 18-inch (0.46m)[7] ปลายสายของเคเบิ้ลถูกปล่อยให้เปิดหรือต่ออยู่กับอะแดปเตอร์อื่นที่แตกต่างกัน มันต้องใช้เวลาประมาณ 3นาโนวินาทีสำหรับพัลส์ที่จะเดินทางไปถึงปลายเคเบิล สะท้อนกลับ และเดินทางกลับมาถึงหัวเก็บตัวอย่าง สัญญาณสะท้อนกลับตัวที่สอง (ที่ประมาณ 6ns) อาจมองเห็นได้ในบางเส้นวาดเนื่องจากการสะท้อนกลับอาจมองเห็นการไม่แมทช์กันขนาดเล็กที่หัวเก็บตัวอย่างซึ่งทำให้เกิดคลื่น "ตกกระทบ" อีกตัวหนึ่งที่จะเดินทางไปที่ปลายสาย
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: การสะท้อนกลับสามารถวัดได้เป็นอัตราส่วนส่งออก/นำเขัา โดย TDR จะแสดงหรือพล็อตในแกนของเวลา อีกวิธีหนึ่งก็คือการแสดงผลสามารถอ่านได้เป็นค่าของความยาวของสายเคเบิล เพราะความเร็วของสัญญาณที่วิ่งเข้าไปในสายตัวนำเกือบจะคงที่สำหรับตัวกลางที่ใช้ในการส่งสัญญาณหนึ่ง ๆ
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: มีการนำคลื่นขั้นบันไดที่มี เวลาขึ้น (English: rise time) ที่เร็วมากมาใช้ แทนที่จะมองหาสัญญาณสะท้อนที่เป็นพัลส์เต็มรูป TDR จะสนใจเฉพาะขอบขึ้น (English: rising edge) ที่จะเร็วมาก ๆ[3] TDR ที่ใช้เทคโนโลยีของทศวรรษที่ 1970 ใช้คลื่นขั้นบันไดที่มีเวลาขึ้นเท่ากับ 25ps.[4][5][6]
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: จุดขาดบนสายเคเบิลใด ๆ สามารถมองว่าเป็นอิมพีแดนซ์ของการบรรจบและถูกแทนค่าด้วย Zt ซึ่งรวมถึงการอย่างกระทันหันในอิมพีแดนซ์ลักษณะของสายเคเบิลนั้นด้วย ตัวอย่างเช่นเส้นวาดบน TDR ที่วัดได้ที่ช่วงกลางของแผงวงจรมีความกว้างเป็นสองเท่าอาจหมายถึงสายวงจรขาด บางส่วนของพลังงานจะถูกสะท้อนกลับไปยังแหล่งที่มา; พลังงานที่เหลือจะถูกส่งออกไป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่ารอยต่อกระเจิง (English: scattering junction)
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: ผลที่คล้ายกันจะเกิดขึ้นถ้าปลายสุดของสายเคเบิลเป็นวงจรเปิด (ถูกบรรจบแบบให้อิมพีแดนซ์มีค่าเป็นอนันต์) แต่ในกรณีนี้การสะท้อนจากปลายสุดจะมีขั้วเดียวกันกับพัลส์เดิม ดังนั้นหลังจากที่มีการล่าช้าในการเดินทางไปกลับ แรงดันที่ TDR จึงแสดงเส้นวาดออกมาเป็นพัลส์สองตัวมีค่าเท่ากัน
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: TDR บางตัวยังคงใช้วิธีการส่งสัญญาณที่ซับซ้อนและตรวจจับการสะท้อนด้วย correlation techniques ดูทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์แบบกระจายสเปกตรัม
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์

text: หมวดหมู่:ฟิสิกส์ของดิน
title: ทามโดเมนรีเฟลกโตมิเตอร์