光學非接觸應變測量技術是近年來快速發展的材料力學性能測試方法,其原理是通過光學手段獲取材料表面變形信息,進而計算應變場分布。與傳統接觸式測量相比,該技術具有全場測量、不干擾被測對象等優勢。研索儀器科技(上海)有限公司在該領域的技術積累已形成完整解決方案。當前主流的光學非接觸應變測量技術主要包括:數字圖像相關法(DIC)電子散斑干涉術(ESPI)數字全息干涉術光柵投影輪廓術,數字圖像相關技術詳解系統組成架構(1)圖像采集系統:高分辨率工業相機(500萬像素以上)長工作距顯微鏡頭(可選)同步觸發控制單元多相機立體視覺配置(2)照明系統:同軸冷光源照明高均勻度面光源脈沖式激光光源(高速應用)(3)軟件分析平臺:三維位移場重構算法應變計算引擎數據可視化模塊第三方數據接口關鍵技術參數位移測量分辨率:0.01像素應變測量范圍:0.005%-200%,采集幀率:100,000fps(高速型)視場范圍:1mm2-1m2(可調)。光學非接觸應變測量技術廣泛應用于航空航天、汽車工程、材料科學等領域。廣東全場非接觸式測量裝置
數字圖像相關法(DIC):原理:通過比較物體變形前后兩幅或多幅數字圖像中特征點的位移變化,來計算物體的應變場。優點:全場測量、精度高、易于實現。應用:廣泛應用于材料測試、結構監測等領域。電子散斑干涉術(ESPI):原理:通過將激光照射到物體表面,并利用CCD相機記錄物體表面散射的光波干涉條紋,來測量物體表面的微小變形。特點:高靈敏度、高分辨率。激光干涉儀法:原理:利用激光干涉原理測量物體表面的位移變化,進而推導出應變。應用:適用于高精度測量和動態應變測量。山東光學數字圖像相關技術總代理在生物醫學領域,光學非接觸應變測量技術可用于測量人體皮膚的應變變化,用于醫學研究、病理診斷等領域。
技術特點與優勢非接觸性:避免了傳統接觸式測量可能引入的誤差和損傷,保持被測試物體的完整性和原始狀態。高精度:能夠在微小尺度下精確測量應變,提供準確的數據支持工程分析和決策。全場測量:能夠同時測量物體表面的全場應變分布,有助于了解物體的變形情況。高效率:快速獲取數據并進行實時監測,提高了生產效率和質量控制的能力。光學非接觸應變測量技術廣泛應用于航空航天、土木工程、機械制造、生物醫學等領域。例如,在航空航天領域,它用于飛行器的結構健康監測;在土木工程領域,它用于監測大型建筑物和橋梁的結構健康;在機械制造領域,它用于評估機械部件的應力和應變狀態;在生物醫學領域,它用于研究生物組織的力學性能和變形行為。
光學非接觸應變測量技術是一種通過光學原理來測量物體表面應變的方法。它可以實時、精確測量材料的應變分布,無需直接接觸被測物體,避免了傳統接觸式應變測量中可能引入的干擾和破壞。該技術的原理主要基于光學干涉原理和光柵衍射原理。通過使用激光光源照射在被測物體表面,光線會發生干涉或衍射現象。當被測物體受到應變時,其表面形狀和光程會發生變化,從而導致干涉或衍射圖樣的變化。通過分析這些變化,可以推導出被測物體表面的應變分布情況。光學非接觸應變測量技術在工程領域有廣泛的應用。它可以用于材料力學性能的研究、結構變形的監測、應力分布的分析等。例如,在航空航天領域,可以利用該技術來評估飛機機翼的應變分布情況,以確保其結構的安全性和可靠性。在材料科學研究中,該技術可以用于研究材料的力學性能和變形行為,為材料設計和優化提供重要的參考。總之,光學非接觸應變測量技術通過光學原理實現對物體表面應變的測量,具有非接觸、實時、精確等特點。 三維應變測量技術用于研究新材料力學性能,如彈性模量、泊松比等,以及材料在受力或變形過程中的失效行為。
對于公路監測而言,通常存在目標占地面積大、監測環境較惡劣、復雜以及檢測技術要求偏高情況,因此若在對公路變形監測上采用常規方式并不能夠有效保障監測有效性,且勞動強度較大,需要監測人員花費大量時間去投入,在自動化方面處于欠缺狀態。但若運用了GNSS技術,由于這類技術在定位上精確度高,且不需要通視,能夠全天不間斷持續工作,因此在操作上能夠很大節省勞動力并將監測提升到自動化程度。研究發現,在采用了GNSS實施水平位移觀測時,能有效發現公路變形在2厘米以內的位移矢量;即使在高程測量下也能夠將精度控制在10厘米之內。利用光學原理進行非接觸應變測量,有效評估鋼材中孔洞的大小和分布,保障質量。山東光學數字圖像相關技術總代理
光學非接觸應變測量利用全息干涉術和激光散斑術,通過光的干涉和散斑圖案分析物體表面應變。廣東全場非接觸式測量裝置
振弦式應變測量傳感器的研究起源于20世紀30年代,其工作原理如下:鋼弦在一定的張力作用下具有固定的自振頻率,當張力發生變化時其自振頻率也會隨之發生改變。當結構產生應變時,安裝在其上的振弦式傳感器內的鋼弦張力發生變化,導致其自振頻率發生變化。通過測試鋼弦振動頻率的變化值,能夠計算得出測點的應力變化值。振弦式應變測量傳感器的突出特點是具有較強的抗干擾能力,在進行遠距離輸送時信號失真非常小,測量值不受導線電阻變化以及溫度變化的影響,傳感器結構相對簡單、制作與安裝過程比較方便。 廣東全場非接觸式測量裝置