Re: [請益] 什麼是TDR

[kumoking (我叫小賀!從沙小畢業!)]

以下資料摘自

楊浚昇,"剪力帶對於TDR錯動變形監測影響之探討",國立交通大學土木工程所(2007)

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時域反射(Time Domain Reflectometry, TDR)是一種以電磁波進行監測及探查的方法，
基本原理與雷達(Radar)相似，但TDR是在特殊的傳輸線系統中之一維發送與接收電磁波。

TDR之儀器包含階躍脈衝電壓產生器、訊號取樣器與示波器。
當製波器產生電壓脈衝進入同軸纜線，
再由取樣器紀錄因同軸電纜阻抗不連續所造成電磁波反射訊號並顯示在示波器，
透過計算電磁波速與反射來回走時可定位阻抗不連續位置。
同軸纜線係由一組內、外導線及內、外導線中間之絕緣介質所組成，
外導線以封閉的方式包圍內導線，選用同軸電纜線作為傳輸係因訊號傳輸時
不為外界訊號所干擾，感測器為同軸纜線之延伸，使得電磁波可傳送至欲量測環境中。

電纜阻抗由電纜斷面幾何與電纜正負極間絕緣介質所決定，控制TDR反射訊號大小，
TDR即是在時間域探討傳輸線中阻抗不連續所造成電磁波反射行為的一項技術。

TDR按照量測原理主要可分為下列幾種應用型式：
1.變形型(Crimp Type)：以絕緣介質固定的同軸纜線為傳感器，
  當外在環境變形，如土體錯動，造成預埋其內的同軸纜線斷面幾何改變
  而產生反射訊號，分析該反射訊號可以定性甚至定量描述電纜如何變形。
  在固定?測環境條件下，反射訊號大小與外在環境變形存在良好關係，
  因此可應用在監測土體內變形。
2.界面型(Interface Type)：當斷面幾何固定的傳感器內存在相異絕緣介質，
  如空氣與地下水，兩者界面即為特徵阻抗不連續處，
  電磁波行經該界面將產生反射訊號，藉由計算電磁波速與反射來回走時
  可定位該界面。應用上可將TDR傳感器置入水壓(水位)監測井去量測水壓(水位)，
  或置入量水堰中量測收集得的水位高度。
3.能量衰減型(Attenuation Type)：如果斷面幾何固定的傳感器內存在導電度，
  將衰減反射訊號能量，使得反射訊號穩態值大小改變，據此可反求材料導電度。
  已知水中導電度與水質相關，可利用反射訊號穩態值求取量水堰收集得的
  乾淨水水質或水庫渾水濁度。
4.速度型(Velocity Type)：將欲研究材料置入斷面幾何固定的傳感器中，
  作為內部絕緣介質，分析反射訊號走時獲得材料導電度，利用經驗關係式
  可以量測土水混合物的比例特性。

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至於量測到的訊號如何分析，因為太過專業，很難在這用文字說明

請自行參考相關文獻



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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 59.104.168.67
→ motoconan:現在台灣主要在監測部分有做TDR的學者只有兩位
※ 編輯: kumoking        來自: 59.104.168.67        (08/07 23:06)
→ motoconan:交大土木林志平.興大土木蘇苗彬.去碩博士論文找有很多篇
→ motoconan:至於要判定.現階段尚不明確.況且無法明確量化位移量
→ motoconan:分析研判部分可以去找蘇老師學生的碩士論文~
→ motoconan:他們有在梨山鑽了很多TDR孔做現地監測
→ kumoking:呵..我覺得TDR有跟GPR與地電阻影像,互別苗頭之嫌!
→ motoconan:不過TDR顯示的沒其它兩個漂亮.可以顯示整個地層
→ motoconan:TDR顯示只有單向 http://tinyurl.com/lmy7qw
→ kumoking:不過在我看來,全是鬼畫符,只有做這研究的人看的懂,外行人
→ motoconan:哈哈哈...被發現了.
→ kumoking:就算跟他解釋,也不見得聽的懂!而且不同人還解釋的不一樣!
→ kumoking:真的是太專業的東西了...^^
→ motoconan:嗯~遇到要判釋很有困難度.有時真的有擲杯的衝動= =
→ mayerhof:推判釋方面的困難度~~有比較公信的理論可以輔佐嗎?
→ kumoking:呵...m大是用擲杯的...我是都說有以下n種可能..XD~~
→ kumoking:理論其實都很成熟,在實驗室做都沒問題,但到現地就全走樣
→ mayerhof:所以理論真的是看看就好了ㄚ= =
→ kumoking:因為現地有太多因素是無法確定的,所以其實主要都要靠經驗
→ kumoking:判斷,理論通常都是無解!! XD~
→ motoconan:國外學者Dowding有說明過電纜受變型的形式.碩論裡有寫
→ motoconan:但埋下去真的是問題一堆.五花八門..真的是$%^&*
→ motoconan:所以現在TDR會外加輔助其它設備來進行監測判釋
→ motoconan:在安裝.測量上也是有很多問題~不可抗力因素還滿多的
→ motoconan:a大要參考可以先看 同軸電纜之不同變形行為的模擬
→ kumoking:m大該不會就是我上述的作者本人吧...哈!!
→ motoconan:= =不是...我是正在努力的人XD