Рефлектометрия

Рефлектометрия — это общий термин, обозначающий использование отражения волн или для обнаружения или определения характеристик объектов, иногда для обнаружения аномалий , импульсов от поверхностей и интерфейсов например, при обнаружении неисправностей и медицинской диагностике . ^[1]

Существует много различных форм рефлектометрии. Их можно классифицировать по нескольким признакам: по используемому излучению (электромагнитное, ультразвуковое, пучки частиц), по геометрии распространения волн (ненаправленное или волноводное или кабельное), по используемым масштабам длины (длина волны и глубина проникновения в зависимости от размера). исследуемого объекта), по методу измерения (непрерывное или импульсное, поляризационно-разрешенное и т. д.) и по области применения.

Источники радиации

Электромагнитное излучение с самой разной длиной волны используется во многих различных формах рефлектометрии:
- Радар : отражения радиочастотных импульсов используются для обнаружения присутствия и измерения местоположения и скорости таких объектов, как самолеты, ракеты, корабли, транспортные средства.
- Лидар : отражения световых импульсов обычно используются для проникновения сквозь растительный покров в ходе воздушных археологических исследований .
- Характеристика тонких полупроводниковых и диэлектрических пленок. Анализ данных об отражении с использованием дисперсионных уравнений Форухи Блумера позволяет определить толщину, показатель преломления и коэффициент затухания тонких пленок, используемых в полупроводниковой промышленности.
- Рентгеновская рефлектометрия : поверхностно-чувствительный аналитический метод, используемый в химии, физике и материаловедении для определения характеристик поверхностей, тонких пленок и многослойных материалов.
- Распространение электрических импульсов и отражение от разрывов в кабелях используются во временной рефлектометрии (TDR) для обнаружения и локализации дефектов в электропроводке. ^[2]^[3]
- Отражательная способность кожи . В антропологии устройства рефлектометрии часто используются для измерения цвета кожи человека посредством измерения отражательной способности кожи. Эти устройства обычно направляются на плечо или лоб, а излучаемые волны затем интерпретируются в различных процентах. Более низкие частоты соответствуют более низкой отражательной способности кожи и, следовательно, более темной пигментации, тогда как более высокие частоты соответствуют большей отражательной способности кожи и, следовательно, более светлой пигментации.
Акустическая рефлектометрия: используется отражение звуковых волн. Одним из применений является использование тимпанометра ( специализированного акустического рефлектометра) для диагностики заболеваний уха. ^[1]
- Ультразвуковая рефлектометрия: преобразователь генерирует акустические волны ультразвуковой частоты, которые распространяются до тех пор, пока не достигнут границы раздела между средой распространения и образцом. Волна частично отражается от границы раздела и частично передается в образец. Волны, отраженные от границы раздела, возвращаются к преобразователю, затем акустический импеданс образца определяется путем измерения амплитуды волны, отраженной от границы раздела среда распространения/образец. ^[4] По отраженной волне можно определить некоторые свойства образца, которые требуется охарактеризовать. Приложения включают медицинское ультразвуковое исследование и неразрушающий контроль .
Нейтронная рефлектометрия : метод дифракции нейтронов для измерения структуры тонких пленок , аналогичный часто дополняющим методы рентгеновской отражательной способности и эллипсометрии . Этот метод предоставляет ценную информацию о широком спектре научных и технологических применений, включая химическую агрегацию , полимеров и поверхностно-активных веществ адсорбцию , структуру тонкопленочных магнитных систем, биологические мембраны.

Различные методы рефлектометрии

Многие методики основаны на принципе рефлектометрии и отличаются типом используемых волн и анализом отраженного сигнала. Среди всех этих методов можно выделить основные, но не ограничиваясь ими:

При рефлектометрии во временной области (TDR) излучаются быстрые импульсы и анализируется величина, длительность и форма отраженных импульсов.
Рефлектометрия в частотной области (FDR): ^[5]^[6] этот метод основан на передаче набора синусоидальных волн ступенчатой частоты от образца. Как и в случае с TDR, эти волны распространяются к образцу и отражаются от границы раздела обратно к источнику. Есть несколько типов FDR; они обычно используются в радарах и для определения характеристик кабелей/проводов. Анализируются изменения частоты между падающим и отраженным сигналом.
Эллипсометрия — это измерение отражения света от тонких пленок с поляризационным разрешением.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Теппо, Хейкки; Ревонта, Матти (2009). «Потребительская акустическая рефлектометрия родителями при обнаружении жидкости в среднем ухе у детей, перенесших тимпаностомию» . Скандинавский журнал первичной медико-санитарной помощи . 27 (3): 167–171. дои : 10.1080/02813430903072165 . ISSN 0281-3432 . ПМЦ 3413189 . ПМИД 19565410 .
^ Смаил, МК; Хаджиб, Т.; Пишон, Л.; Лоэте, Ф. (2011), «Обнаружение и локализация дефектов в электрических сетях с использованием рефлектометрии во временной области и нейронных сетей», IEEE Transactions on Magnetics , 47 (5): 1502–1505, Bibcode : 2011ITM....47.1502S , doi : 10.1109/TMAG.2010.2089503 , S2CID 30284686
^ Фурс, К.; Хаупт, Р. (2001), «Вплоть до провода: скрытая опасность старения авиационной проводки», IEEE Spectrum , 38 (2): 35–39, doi : 10.1109/6.898797
^ МакКлементс, диджей; Фэрли, П. (1990), «Ультразвуковой импульсно-эхо-рефлектометр», Ultrasonics , 29 (1): 58–62, doi : 10.1016/0041-624X(91)90174-7
^ Соллер, Би Джей; Гиффорд, Дания; Вулф, Миссисипи; Фроггатт, МЭ (2005), «Рефлектометрия в оптической частотной области высокого разрешения для определения характеристик компонентов и сборок», Optics Express , 13 (2): 666–674, Bibcode : 2005OExpr..13..666S , doi : 10.1364/OPEX. 13.000666 , PMID 19488398
^ Фурс, К.; СС, ты; Дангол, Р; Нильсен, М.; Мэйби, Г.; Вудворд \first6=R. (2003), «Частотная рефлектометрия для бортовых испытаний стареющей авиационной проводки», IEEE Trans. Электромагн. Совместим. , 45 (2): 306–315, doi : 10.1109/TEMC.2003.811305 {{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[teppo-1] Jump up to: ^а ^б Теппо, Хейкки; Ревонта, Матти (2009). «Потребительская акустическая рефлектометрия родителями при обнаружении жидкости в среднем ухе у детей, перенесших тимпаностомию» . Скандинавский журнал первичной медико-санитарной помощи . 27 (3): 167–171. дои : 10.1080/02813430903072165 . ISSN 0281-3432 . ПМЦ 3413189 . ПМИД 19565410 .

[2] Смаил, МК; Хаджиб, Т.; Пишон, Л.; Лоэте, Ф. (2011), «Обнаружение и локализация дефектов в электрических сетях с использованием рефлектометрии во временной области и нейронных сетей», IEEE Transactions on Magnetics , 47 (5): 1502–1505, Bibcode : 2011ITM....47.1502S , doi : 10.1109/TMAG.2010.2089503 , S2CID 30284686

[3] Фурс, К.; Хаупт, Р. (2001), «Вплоть до провода: скрытая опасность старения авиационной проводки», IEEE Spectrum , 38 (2): 35–39, doi : 10.1109/6.898797

[4] МакКлементс, диджей; Фэрли, П. (1990), «Ультразвуковой импульсно-эхо-рефлектометр», Ultrasonics , 29 (1): 58–62, doi : 10.1016/0041-624X(91)90174-7

[5] Соллер, Би Джей; Гиффорд, Дания; Вулф, Миссисипи; Фроггатт, МЭ (2005), «Рефлектометрия в оптической частотной области высокого разрешения для определения характеристик компонентов и сборок», Optics Express , 13 (2): 666–674, Bibcode : 2005OExpr..13..666S , doi : 10.1364/OPEX. 13.000666 , PMID 19488398

[6] Фурс, К.; СС, ты; Дангол, Р; Нильсен, М.; Мэйби, Г.; Вудворд \first6=R. (2003), «Частотная рефлектометрия для бортовых испытаний стареющей авиационной проводки», IEEE Trans. Электромагн. Совместим. , 45 (2): 306–315, doi : 10.1109/TEMC.2003.811305 {{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]