光学非接触应变测量技术是近年来快速发展的材料力学性能测试方法,其原理是通过光学手段获取材料表面变形信息,进而计算应变场分布。与传统接触式测量相比,该技术具有全场测量、不干扰被测对象等优势。研索仪器科技(上海)有限公司在该领域的技术积累已形成完整解决方案。当前主流的光学非接触应变测量技术主要包括:数字图像相关法(DIC)电子散斑干涉术(ESPI)数字全息干涉术光栅投影轮廓术,数字图像相关技术详解系统组成架构(1)图像采集系统:高分辨率工业相机(500万像素以上)长工作距显微镜头(可选)同步触发控制单元多相机立体视觉配置(2)照明系统:同轴冷光源照明高均匀度面光源脉冲式激光光源(高速应用)(3)软件分析平台:三维位移场重构算法应变计算引擎数据可视化模块第三方数据接口关键技术参数位移测量分辨率:0.01像素应变测量范围:0.005%-200%,采集帧率:100,000fps(高速型)视场范围:1mm²-1m²(可调)。三维应变测量技术用于研究新材料力学性能,如弹性模量、泊松比等,以及材料在受力或变形过程中的失效行为。上海VIC-Gauge 3D视频引伸计应变测量系统

应变测量有多种方法,比较常见的是使用应变计。应变计的电阻与设备的应变存在比例关系;比较常用的应变计是粘贴式金属应变计。金属应变计是由细金属丝,或者更为常见的是由按栅格排列的金属箔组成的。格网状可以对并行方向中应变的金属丝/金属箔量进行比较大化。格网能与一个被称作基底的薄背板相连,基底直接连接至测试样本。因此,测试样本所受的应变直接传输到应变计,引起电阻的线性变化。应变计的基础参数是其对应变的灵敏度,在数量上表示为应变计因子(GF)。GF是电阻变化与长度变化或应变的比值。 山东高速光学非接触测量装置数字图像相关法(DIC):通过捕捉物体表面的图像,并利用图像处理算法计算物体表面的位移和应变情况。

随着矿井开采逐渐向深部发展,原岩应力与构造应力不断升高,对于围岩力学性质和地应力分布异常、岩巷的支护设计研究至关重要。研究团队借助研索仪器VIC-3D三维非接触全场应变测量系统,采用相似材料模拟方法,模拟原始应力状态下不同开挖过程和支护作用影响的深部围岩变形破坏特征,对模型表面应变、位移进行实时监测,研究深部岩巷围岩变形破坏过程,分析不同支护设计和开挖速度影响的围岩变形破坏规律,为探索深部岩巷岩爆的发生和破坏规律提供指导依据。
随着光电子技术、传感器技术和图像处理技术的进步,光学非接触应变测量技术将在以下几个方面取得更大的突破:更高精度和灵敏度:满足更微小、更复杂变形测量的需求。更广的应用范围:应用于更多领域,如柔性电子、复合材料、微纳器件等。更智能化的测量系统:实现自动识别、自动分析、自动预警等功能,提高测量效率和准确性。综上所述,光学非接触应变测量技术作为一种先进的测量手段,在工程和科学研究中发挥着越来越重要的作用。随着技术的不断进步和应用领域的扩展,它将在未来发挥更加广和深入的作用。数字图像相关技术具有光路简单、环境适应性好、测量范围广以及自动化程度高等诸多优点。

技术特点与优势非接触性:避免了传统接触式测量可能引入的误差和损伤,保持被测试物体的完整性和原始状态。高精度:能够在微小尺度下精确测量应变,提供准确的数据支持工程分析和决策。全场测量:能够同时测量物体表面的全场应变分布,有助于了解物体的变形情况。高效率:快速获取数据并进行实时监测,提高了生产效率和质量控制的能力。光学非接触应变测量技术广泛应用于航空航天、土木工程、机械制造、生物医学等领域。例如,在航空航天领域,它用于飞行器的结构健康监测;在土木工程领域,它用于监测大型建筑物和桥梁的结构健康;在机械制造领域,它用于评估机械部件的应力和应变状态;在生物医学领域,它用于研究生物组织的力学性能和变形行为。光学非接触应变测量利用光学原理和方法,在不与被测物体直接接触的情况下,测量物体的应变情况。安徽高速光学数字图像相关技术应变测量
三维应变测量技术用于测量桥梁、建筑等结构在受力或变形时的应变状态,以评估其安全性和稳定性。上海VIC-Gauge 3D视频引伸计应变测量系统
光学非接触应变测量是一种基于光学原理的高精度测量技术,通过非接触方式获取物体表面应变信息,适用于材料力学性能分析、工程结构监测等领域。一、基本原理数字图像相关技术(DIC)通过追踪物体表面散斑或纹理特征,对比变形前后的图像,计算全场三维位移和应变分布。双目立体视觉系统重建物体三维形貌,结合算法分析应变场23。技术特点:支持动态实时测量,应变分辨率可达5με,位移精度达0.01像素78。光学干涉法利用光波干涉原理,通过分析物体变形引起的光程差变化,获取表面应变信息1。典型应用包括激光散斑干涉和电子散斑干涉。二、关键技术优势非接触式测量:避免对被测物体产生干扰,适用于柔性、高温或易损材料16。全场测量:覆盖被测物体整体表面,提供连续的应变分布云图,优于传统单点测量13。高精度与动态能力:应变分辨率达微应变级别(20με~5με),支持高速动态载荷下的实时监测27。环境适应性:无需严格避震或特殊光源,可在实验室或户外复杂环境中使用
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