浙江全场非接触式测量系统

在材料科学与工程测试领域，应变测量是评估材料力学性能、优化结构设计的关键环节。传统接触式测量方法依赖应变片、引伸计等器件与被测物体直接接触，不仅易干扰测试状态、破坏样品完整性，更难以捕捉全场变形信息。随着工业制造向高精度、复杂化升级，光学非接触应变测量技术应运而生，成为打破传统局限的变革性解决方案。研索仪器科技（上海）有限公司（ACQTEC）作为该领域的领航者，以数字图像相关（DIC）技术为关键，构建起覆盖多尺度、多场景的测量体系，为科研与工业领域提供精确可靠的测试支撑。光学非接触应变测量对环境条件的严格控制至关重要，以确保测量结果的准确性和可靠性。浙江全场非接触式测量系统

光学应变测量的本质是通过分析光与材料表面相互作用后的信号变化，反推材料变形信息。这一过程涉及几何光学、物理光学与波动光学的综合应用，其物理机制可归纳为以下三类：光强调制机制当光照射到变形表面时，表面粗糙度、倾斜角度或遮挡关系的变化会直接导致反射光强分布改变。例如，在激光散斑法中，粗糙表面反射的激光形成随机散斑场，材料变形使散斑图案发生位移与变形，通过分析散斑相关性即可提取应变场。此类方法对光源稳定性要求较低，但易受环境光干扰，且空间分辨率受散斑颗粒尺寸限制。浙江全场非接触式测量系统研索仪器光学非接触全场应变测量系统支持毫米级至百米级（如桥梁、飞机蒙皮）的跨尺度测量需求。

光学非接触应变测量技术是一种独特的方法，它运用光学理论来捕捉物体表面的应变情况。其中，全息干涉法被普遍运用，这一方法充分运用了激光的相干性和干涉效应，从而将物体表面的应变数据转化为光的干涉模式。全息干涉法的实施步骤如下：首先，在物体表面涂上一层光敏材料，例如光致折射率变化材料，这种材料具有独特的光学特性，即在光照射下其折射率会发生变化。然后，利用激光器发射出相干光，照射在物体表面。当光线接触物体表面时，会发生折射、反射等现象，导致光的相位发生变化。这些相位变化被光敏材料记录。随着光的照射，光敏材料中的分子结构发生变化，从而改变其折射率，导致光的相位发生变化。之后，使用参考光束与经过物体表面的光束进行干涉。参考光束是从激光器中分出来的一束光，其相位保持不变。干涉产生的光强分布会被记录下来，形成一个干涉图样。分析干涉图样的变化，就能得到物体表面的应变信息。全息干涉法是一种非接触测量方法，无需直接接触物体表面，因此可以避免对物体造成损伤。同时，由于充分利用了激光的相干性，全息干涉法具有较高的测量精度和灵敏度。这使得全息干涉法在科研和工程领域中具有普遍的应用前景。

应变的测量是工程和科学领域中不可或缺的一部分，而应变计则是较常用的测量工具之一。这种传感器能够精确地捕捉物体的应变变化，其工作原理是电阻与应变之间的正比关系。在众多类型的应变计中，粘贴式金属应变计因其可靠性和易用性而备受青睐。粘贴式金属应变计的中心部分是由细金属丝或金属箔构成的格网。这种特殊的结构使得金属丝或箔在平行于应变方向时能够承受更大的应变。格网通过基底与测试样本紧密相连，从而确保样本所受的应变能够有效地传递到应变计上，进而引起电阻的相应变化。评价应变计性能的一个关键参数是应变灵敏度，我们通常用应变计因子(GF)来衡量。这个参数反映了电阻变化与长度变化或应变之间的比率，GF值越大，意味着应变计对于应变的反应越敏锐。除了传统的接触式测量方法，现代技术还提供了光学非接触应变测量的可能性。这种方法巧妙地运用了光学原理，无需直接接触测试样本即可测量其应变。由于避免了与样本的直接接触，这种方法可以很大程度减少对样本的干扰。通过使用如光栅、激光干涉仪等先进设备，光学非接触应变测量技术能够实现高精度、高效率的测量。光学非接触应变测量可以实时监测结构体的应变分布情况，为结构的安全性评估提供重要依据。

作为当前主流的技术路径，数字图像相关（DIC）技术的工作流程已形成标准化范式：首先在被测物体表面制备随机散斑图案，这一图案如同 "光学指纹"，为后续识别提供特征标记，可通过人工喷涂、光刻或利用材料自然纹理实现；随后采用高分辨率相机阵列同步采集变形前后的图像序列，捕捉每一个微小形变瞬间；通过零均值归一化互相关系数（ZNCC）等算法，追踪散斑在图像中的位移变化，经三维重建计算得到全场位移场与应变场数据。这种技术路径带来三大突破：其一，非接触特性消除了测量器件对测试系统的力学干扰，尤其适用于软材料、微纳结构等易损伤样品的测试；其二，全场测量能力实现了从 "点测量" 到 "面分析" 的跨越，单次测试可获取数百万个数据点，使变形分布可视化成为可能；其三，亚像素级测量精度突破了传统方法的极限，位移测量精度可达 0.01 像素，配合高分辨率相机可实现纳米级形变检测。这些优势让光学非接触测量成为解决复杂力学测试问题的方案。光学非接触应变测量通过运用光源波长变化实现多样化测量。浙江全场非接触式测量系统

可以通过全场非接触式测量方式，测试关键部位变形和损伤的起始位置。浙江全场非接触式测量系统

光学非接触测量在汽车研发中的应用是汽车三维扫描的反面。三维扫描是一种非常常见的非接触测量技术应用。无论是激光、白光还是蓝光三维扫描设备，它都不需要接触被测物体，可以测量物体的空间点坐标，重建物体的三维形状。在汽车研发中，研发人员经常会对一些曲面多、曲面不规则的零件进行反转。这些零件不单难以测量，而且效率低下，勉强测量后的反向误差也很大。随着三维扫描技术的发展和应用，汽车倒车的效率和精度得到了极大的提高。浙江全场非接触式测量系统