Senzor vlhkosti TDR - TDR moisture sensor

A Senzor vlhkosti TDR zaměstnává reflektometrie v časové oblasti (TDR) do opatření Obsah vlhkosti nepřímo na základě korelace s elektrickým a dielektrikum vlastnosti materiálů, jako např půda, agrární produkty, sníh, dřevo nebo beton.

Měření obvykle zahrnuje vložení senzoru do látky, která má být testována, a poté použití buď standardní analýzy vlnových forem ke stanovení průměrného obsahu vlhkosti podél senzoru, nebo profilové analýzy k zajištění obsahu vlhkosti v diskrétních bodech podél senzoru. Prostorového umístění lze dosáhnout vhodnou instalací několika senzorů.

Funkční princip měřiče TDR

Standardní analýza průběhu

Vlnovod TDR s odkrytými dráty

Při analýze křivky je do testovaného materiálu umístěn senzor (obvykle sonda). Senzor obsahuje a vlnovod skládající se ze dvou nebo tří paralelních vodičů, které jsou připojeny pomocí a koaxiál na napětí pulzní generátor který vysílá přesně definované napěťové impulsy do snímače. Jak se puls pohybuje podél vlnovodu, jeho průběh se mění v závislosti na obsahu vlhkosti zkoumaného materiálu. Když puls dosáhne konce vlnovodu, je odráží. Tento odraz je vizualizován v TDR křivka pomocí osciloskop připojeno k senzoru. Intenzita pulzu v sondě se měří a souvisí s obsahem vlhkosti, přičemž vyšší napětí indikuje nárůst vlhkosti. Porovnáním naměřeného odrazu s počátečním pulzem průměrný obsah vlhkosti a relativní permitivita vzorku lze vypočítat pomocí ekvivalentní obvod jako reference.

Standardní analýzu průběhu lze použít buď ručně (ruční přístroje) nebo automaticky pro sledování obsahu vlhkosti v několika oblastech, jako např hydrologie, zemědělství a konstrukce.

Analýza profilu

Standardní analýza křivek nedokáže poskytnout prostorový profil vlhkosti. Vyžadují se složitější metody, jako je Analýza profilu. Tato metoda využívá různé techniky k přidání prostorových informací k výsledkům měření.

  • Algoritmus rekonstrukce: Jedním z přístupů je modelování šíření pulsu ve vlnovodu a kalibrace modelu proti laboratornímu měření. Porovnáním skutečných měření vzorků s modelem lze odvodit distribuci vlhkosti.
Užitečnost této metody je omezena složitostí algoritmů, omezeným rozlišením amplitudy a interferencí v zařízení TDR.
  • Změna průřezu: Změna průřezu vlnovodu mění pulzní odrazy a vytváří umělé odrazy při každé změně průřezu. To umožňuje segmentaci vlnovodu použitím jiného průřezu pro každý segment.
Obtížnost rozlišení umělého odrazu pulzu od skutečné odchylky však brání použití této techniky pro automatizovanou analýzu dat.
Detekce vlhkosti v budovách pomocí profilové analýzy
  • Pododdělení: Vlnovod je dále rozdělen na segmenty pomocí PIN diody. Každý segment poskytuje svůj vlastní pulzní odraz, což ukazuje obsah vlhkosti v tomto segmentu samotném. To umožňuje mapovat obsah vlhkosti na jednotlivé segmenty, a proto ukazuje prostorové rozložení vlhkosti.
Jak se délka vlnovodu zvětšuje, odrazy zeslábnou a nakonec zmizí. To omezuje použití této metody stejně jako vliv diody obvod na signálech a výrobních nákladech spojených se složitostí vlnovodu ve srovnání s jinými metodami.
  • Variace délky: Tato metoda používá několik vlnovodů různých délek namontovaných paralelně k sobě. Protože musí být pro každou oblast připojen samostatný vlnovod, náklady na tuto metodu jsou velmi vysoké.

Profilová analýza umožňuje plně automatické měření a monitorování prostorové vlhkosti a tím sledování netěsností budovy základy, skládka bariéry a geologická úložiště v solné doly.

Viz také

Reference

  • Cataldo, Andrea; De Benedetto, Egidio; Cannazza, Giuseppe (2011). Širokopásmová reflektometrie pro vylepšené diagnostické a monitorovací aplikace. Berlin, Heidelberg: Springer Press. ISBN  978-3-642-20233-9.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Evett, Steven R. (2003). „Měření půdní vody pomocí reflektometrie v časové oblasti“ (PDF). USA: Encyclopedia of Water Science, Marcel Dekker, Inc. Archivovány od originál (PDF) dne 18. dubna 2013. Citováno 28. února 2014.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Trebbels, Dennis; Kern, Alois; Fellhauer, Felix; Huebner, Christof; Zengerle, Roland (7. července 2013). „Miniaturizovaný reflektometr s časovou doménou s vysokým rozlišením na bázi FPGA“ (PDF). GER: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Citováno 28. února 2014.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Jones, Scott B .; Wraith, Jon M .; Nebo Dani (2002). "Principy a aplikace měření reflektometrie v časové doméně" (PDF). USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Citováno 28. února 2014.CS1 maint: ref = harv (odkaz)

Další čtení

  • Cataldo, Andrea / De Benedetto, Egidio / Cannazza, Giuseppe (2011). Širokopásmová reflektometrie rozšířené diagnostické a monitorovací aplikace. Springer Press. ISBN  978-3-642-20233-9

externí odkazy