重庆高速光学非接触式应变测量装置

光学是物理学的重要分支学科，也是与光学工程技术相关的学科。狭义来说，光学是关于光和视见的科学，而现在常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到x射线和γ射线的宽广波段范围内的电磁辐射的产生、传播、接收和显示，以及与物质相互作用的科学，着重研究的范围是从红外到紫外波段。它是物理学的一个重要组成部分，现多个领域使用到光学应变测量数据，例如进行破坏性实验时，需要使用到非接触式应变测量光学仪器进行高速的拍摄测量，但现有仪器上的检测头不便于稳定调节角度，不便于多角度的进行高速拍摄，影响到测量效果，且补光仪器不便调节前后位置。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。重庆高速光学非接触式应变测量装置

    对于复合材料的拉伸试验，可以使用试样一侧单应变测量来测量轴向应变。然而，通过在试样的相对两侧进行测量并计算它们的平均值，可以得到更一致和准确的结果。使用平均应变测量对于压缩测试至关重要，因为两次测量之间的差异用于检查试样是否过度弯曲。通常在拉伸和压缩测试中确定泊松比需要额外测量横向应变。剪切试验时需要确定剪切应变，剪切应变可以通过测量轴向和横向应变来计算。在V型缺口剪切试验中，应变分布不均匀且集中在试样的缺口之间，为了更加准确测量这些局部应变需要使用应变仪。 福建VIC-3D非接触式应变测量系统在工业制造中，光学非接触应变测量技术可用于汽车、航空、造船等领域的结构安全测试和质量检测。

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‌

   应用领域光学非接触应变测量在材料科学、工程领域以及其他许多应用中具有广泛的应用前景。以下是一些主要的应用领域：1、材料性能测试：用于测试各种材料的力学性能，如拉伸、压缩、弯曲等过程中的应变变化/2、工程结构监测：在桥梁、建筑、飞机等工程结构的监测中，用于实时检测结构的应变状态，评估结构的安全性和稳定性/3、生物医学：在生物医学领域，用于测量生物组织的应变变化，如血管、心脏等的应变状态/4、高温环境测量：在高温环境下，传统的接触式应变测量方法往往无法满足需求，而光学非接触应变测量可以克服这一难题，实现高温环境下的应变测量。光学应变测量和光学干涉测量在原理和应用上有所不同，前者间接推断应力，后者直接测量形变。

可以采用相似材料结构模型实验的手段，以钢筋混凝土框架结构为研究对象，通过数字散斑的光学非接触应变测量方式，获取强烈地震作用下模型表面的三维全场位移及应变数据。应变计作为应变测量的工具，存在着贴片过程繁琐，测量精度严重依赖其贴片质量，对环境温度敏感等问题。此外，应变计无法进行全场测量，难以捕捉到关键位置的变形出现的初始位置，当框架结构发生较大范围变形或断裂，应变计在试件出现断裂时容易损坏，影响测试数据的质量。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。湖北VIC-3D数字图像相关技术变形测量

光学非接触应变测量具有高精度、高灵敏度且无损被测物体的优点，可实时监测物体的应变状态。重庆高速光学非接触式应变测量装置

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）。重庆高速光学非接触式应变测量装置