广西全场三维非接触式应变与运动测量系统

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）。研索仪器光学非接触应变测量系统可拓展高速相机支持kHz级采样，实时监测瞬态应变（如冲击、振动）。广西全场三维非接触式应变与运动测量系统

在理想情况下，应变计的电阻应该随着应变的变化而变化。然而，由于应变计材料和样本材料的温度变化，电阻也会发生变化。为了进一步减少温度的影响，可以在电桥中使用两个应变计，其中1/4桥应变计配置类型II。通常情况下，一个应变计(R4)处于工作状态，而另一个应变计(R3)则固定在热触点附近，但并未连接至样本，且平行于应变主轴。因此，应变测量对虚拟电阻几乎没有影响，但是任何温度变化对两个应变计的影响都是一样的。由于两个应变计的温度变化相同，因此电阻比和输出电压(Vo)都没有变化，从而使温度的影响得到了较小化。光学非接触应变测量是一种先进的技术，可以实现对材料应变的精确测量，而无需直接接触样本。这种技术基于光学原理，通过测量光的散射或反射来获取应变信息。与传统的接触式应变测量方法相比，光学非接触应变测量具有许多优势，如高精度、高灵敏度和无损伤等。在光学非接触应变测量中，应变计起着关键作用。应变计是一种特殊的传感器，可以将应变转化为电阻变化。通过测量电阻的变化，可以确定材料的应变情况。上海高速光学非接触测量系统光学非接触应变测量应用于不同材料的应变测量。

通过采用相似材料结构模型实验的方法，我们可以研究钢筋混凝土框架结构在强烈地震作用下的行为。利用数字散斑的光学非接触应变测量方式，我们可以获取模型表面的三维全场位移和应变数据。然而，传统的应变计作为应变测量工具存在一些问题。首先，应变计的贴片过程非常繁琐，需要精确地将应变计贴在被测物体表面。这个过程需要耗费大量时间和精力，并且容易出现贴片不牢固的情况，从而影响测量精度。其次，应变计的测量精度严重依赖于贴片的质量。如果贴片不完全贴合或存在空隙，就会导致测量结果的偏差。这对于需要高精度测量的实验来说是一个严重的问题。此外，应变计对环境温度非常敏感。温度的变化会导致应变计的性能发生变化，从而影响测量结果的准确性。因此，在进行实验时需要严格控制环境温度，增加了实验的难度和复杂性。另外，应变计无法进行全场测量，只能测量贴片位置的应变。这意味着我们无法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的变形或断裂时，应变计容易损坏，从而影响测试数据的质量。

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。称重单元内的应变测量通常更方便且经济效率高。

在动态与瞬态测量领域，研索仪器的技术优势更为突出。其 VIC-3D 疲劳场与振动测量系统可搭配帧率高达 20 万 fps 的高速摄像机，轻松捕捉瞬态冲击、周期性振动等动态过程中的变形信息，无需复杂布线即可实现动态变形的全场可视化。在汽车碰撞测试中，该系统能记录车身关键部位的应变峰值与变形轨迹；在航空航天领域，可用于机翼动态变形、旋翼高速旋转轨迹的测量分析，为结构可靠性设计提供关键数据。此外，红外 3D 温度场耦合 DIC 系统实现了温度场与应变场的同步测量，3D Micro-DIC 显微测量系统将精度提升至微米级，进一步拓展了测量技术的应用边界。光学应变测量技术具有高精度和高灵敏度，能够捕捉到微小的应变变化。上海VIC-2D数字图像相关技术测量系统

光学非接触应变测量在高温、高压等特殊环境中进行测量。广西全场三维非接触式应变与运动测量系统

光学非接触应变测量是一项基于光学理论的先进技术，用于检测物体表面的应变分布。与传统的接触式应变测量方法相比，光学非接触应变测量具有无损、高精度和高灵敏度等诸多优势，因此在材料科学和工程结构分析等领域得到了普遍应用。该技术基于光的干涉原理。当光线与物体表面相互作用时，会发生折射、反射和散射等光学现象，这些现象会导致光线的相位发生变化。物体表面的应变会引起光线的相位差异，通过测量这种相位差异，我们可以间接获取物体表面的应变信息。在实施光学非接触应变测量时，通常使用干涉仪来测量光线的相位差异。干涉仪的主要组成部分包括光源、分束器、参考光路和待测光路。光源发出的光线经过分束器被分为两束，其中一束作为参考光线通过参考光路，另一束作为待测光线通过待测光路。在待测光路中，光线与物体表面相互作用并发生相位变化，这是由物体表面的应变引起的。当待测光线与参考光线再次相遇时，它们会产生干涉现象。这种现象会导致光线的强度发生变化，通过测量光线强度的变化，我们可以确定光线的相位差异。广西全场三维非接触式应变与运动测量系统