光学非接触应变测量的崛起源于对传统测量痛点的攻破。接触式测量中,应变片的粘贴会改变材料表面应力状态,引伸计的夹持力可能导致样品早期损伤,而这些干扰在航空航天钛合金构件、半导体晶圆等精密测试场景中足以造成数据失真。更关键的是,传统方法同时监测数十个测点,对于复合材料裂纹扩展、混凝土结构变形等非均匀变化,根本无法完整还原全场力学响应。光学非接触应变测量技术彻底改变了这一局面,其原理是通过光学系统捕获物体表面的特征信息,利用数字算法实现变形量的计算。研索仪器非接触全场系统可自动生成全场应变云图、主应变方向、泊松比等参数,支持与FEA仿真数据对比验证。湖北VIC-Gauge 3D视频引伸计总代理

尽管光学非接触应变测量技术已取得进展,但其在工业现场的广泛应用仍面临多重挑战:环境适应性提升工业场景中存在的振动、温度波动、油污粉尘等因素会干扰光学测量。针对这一问题,研究者正开发自适应光学补偿系统,通过实时监测环境参数并调整光路参数,提升系统稳定性。例如,在汽车碰撞试验中,集成惯性测量单元(IMU)的DIC系统可动态修正振动引起的图像模糊,确保数据可靠性。多尺度测量融合材料变形往往跨越多个空间尺度(如宏观结构变形与微观裂纹扩展)。现有光学技术难以同时覆盖米级测量范围与微米级分辨率。混合测量系统通过组合三维DIC与扫描电子显微镜(SEM),实现“宏观形变-微观损伤”关联分析,为疲劳寿命预测提供新思路。浙江全场数字图像相关变形测量研索仪器系统擅长高温、高速、微小尺寸等复杂环境下的非接触应变表征。

对于公路监测而言,通常存在目标占地面积大、监测环境较恶劣、复杂以及检测技术要求偏高情况,因此若在对公路变形监测上采用常规方式并不能够有效保障监测有效性,且劳动强度较大,需要监测人员花费大量时间去投入,在自动化方面处于欠缺状态。但若运用了GNSS技术,由于这类技术在定位上精确度高,且不需要通视,能够全天不间断持续工作,因此在操作上能够很大节省劳动力并将监测提升到自动化程度。研究发现,在采用了GNSS实施水平位移观测时,能有效发现公路变形在2厘米以内的位移矢量;即使在高程测量下也能够将精度控制在10厘米之内。
光学应变测量的历史可追溯至19世纪干涉仪的发明,但其真正从实验室走向工程应用,得益于20世纪中叶激光技术、计算机视觉与数字信号处理的突破。纵观其发展历程,可划分为三个阶段:激光器的出现使高相干光源成为可能,推动了电子散斑干涉术(ESPI)与云纹干涉术的诞生。ESPI通过记录物体变形前后的散斑干涉图,利用条纹分析提取位移场,实现了全场应变测量,但依赖胶片记录与人工判读,效率低下。与此同时,全息干涉术在理论层面证明了光学测量可达波长级精度,却因防振要求苛刻而局限于静态测量。机械式应变测量已有很长的历史。

变压器绕组变形测试系统根据对变压器内部绕组特征参数的测量,采用目前世界发达国家正在开发完善的内部故障频率响应分析(FRA)方法,对变压器内部故障作出准确判断。该设备是将变压器内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后,根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势,来确定变压器内部绕组的变化程度,进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。对于运行中的变压器而言,无论过去是否保存有频域特征图,通过比较故障变压器线圈间特征图谱的差异,也可以对故障程度进行判断。研索仪器光学非接触全场应变测量系统可覆盖从静态到动态(万帧/秒)的变形过程。湖南全场三维数字图像相关测量系统
采用先进DIC/VIC技术,研索系统提供亚微米级非接触应变测量解决方案。湖北VIC-Gauge 3D视频引伸计总代理
光学非接触应变测量的发展,本质上是光学、材料、计算科学与工程应用交叉融合的结果。三大前沿领域的突破正重塑光学测量的技术边界:超快光学:捕捉瞬态变形的“光学快门”飞秒激光技术的发展使光学测量的时间分辨率突破皮秒级。在材料动态力学性能测试中,超快DIC系统结合飞秒激光脉冲照明与高速相机,可捕捉金属材料在冲击载荷下的绝热剪切带演化过程,揭示应变率对材料失效模式的影响机制。例如,在钛合金靶板穿甲试验中,超快光学测量清晰记录了弹头接触瞬间(<1μs)的应变波传播与局部熔化现象,为装甲防护设计提供了关键数据。湖北VIC-Gauge 3D视频引伸计总代理