光学非接触应变测量的原理主要基于光学原理,利用光学测量系统来测量物体的应变情况。具体来说,这种测量方式通过光线照射在被测物体上,并测量反射光线的位移来计算应变情况。在实际应用中,光学非接触应变测量系统结合了激光或数码相机与记录系统和图像测量技术。通过捕捉物体表面的图像,并利用图像处理技术,可以精确计算物体在测试过程中的多轴位移、应变和应变率。这种测量方法中最常见的技术包括激光器、光学线扫描仪和数字图像相关(DIC)软件。例如,激光器可以发射激光束照射在被测物体上,然后通过测量反射光的位移来计算应变。而DIC软件则可以通过分析物体表面的图像变化,计算出物体的位移和应变。 光学应变测量技术的非接触性使其适用于高温、高压等特殊环境下的应变测量。江苏全场非接触式应变测量
典型系统介绍——PMLABDIC-3D非接触式三维应变光学测量系统:该系统由中国科学技术大学与东南大学共同开发,采用非接触式光学测量方法,可准确测量物体的空间三维坐标以及位移和应变等数据。该系统利用数字图像处理基本原理,通过数字镜头采集图像,拍摄试件变形前后表面形貌特征,识别被测物体表面结构,然后通过三维重建以及数字图像相关性运算得出图像各像素的对应坐标。上海VIC-Gauge3D视频引伸计测量装置:该装置也是一种光学非接触应变测量设备,广泛应用于高温环境下的应变测量。通过比对已知应变的标准样品,实现对设备的准确校准,具有非接触、实时监测等优点。 安徽全场三维数字图像相关技术应变测量系统光学非接触应变测量具有高精度和非接触的特点,能够准确测量物体表面的应变情况。
光学非接触应变测量技术是一种重要的应变测量方法,主要用于测量材料或结构体表面的应变情况。常见的光学非接触应变测量技术包括:光栅法(Moire法):基本原理:光栅法通过在被测物体表面放置一组参考光栅或者使用双光束干涉产生Moire条纹,通过测量条纹的位移来计算应变。优点:可以实现高灵敏度的应变测量,对于表面应变分布的测量比较适用。缺点:对光照条件和环境要求较高,同时对被测物体表面的平整度和反射性有一定要求。全场测量法(如全场数字图像相关法):基本原理:通过拍摄被测物体表面的图像,利用数字图像相关技术进行比对分析,从而得出应变场的分布。优点:可以实现大范围的应变测量,适用于复杂形状的结构体测量。缺点:对摄像设备的要求较高,同时需要进行较复杂的数据处理。
在实际应用中,光学非接触应变测量技术确实会受到多种环境因素的干扰,如光照变化、振动或温度波动等。为了克服这些干扰,可以采取以下策略:光照变化的应对策略:使用稳定的光源:选择光源时,应优先考虑输出稳定、波动小的光源,如激光器等。动态调整曝光时间:根据实时光照强度动态调整相机的曝光时间,确保图像质量稳定。图像增强与校正算法:利用图像处理算法对图像进行增强和校正,以消除光照不均或阴影对测量结果的影响。振动的应对策略:隔振措施:在实验装置周围设置隔振平台或隔振垫,以减少外界振动对测量系统的影响。高速摄像技术:采用高速相机进行拍摄,通过缩短曝光时间和提高帧率来减少振动对图像质量的影响。数据处理滤波:在数据分析阶段,采用滤波算法(如卡尔曼滤波、中值滤波等)来去除振动引起的噪声。 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。
光学非接触应变测量技术有数字散斑干涉法:基本原理:利用散斑干涉装置,通过对散斑图案的分析来获得应变信息。优点:可以实现高精度的应变测量,对材料表面状态的要求相对较低。缺点:对光路稳定性和环境光干扰要求较高。激光测振法:基本原理:利用激光测振仪器测量被测物体表面的振动频率和振幅,通过分析变化来计算应变。优点:非常适用于动态应变的测量,可以实现高频率的应变监测。缺点:受到材料表面的反射性和干扰因素的影响。每种光学非接触应变测量技术都有其独特的优点和局限性,选择合适的技术需要根据具体的应用需求和被测对象的特点来进行综合考量。 光学非接触应变测量利用激光散斑术和数字图像相关术,无需接触被测物体即可获取应变信息。四川VIC-2D非接触式应变系统
激光散斑术通过分析照射在物体表面的激光散斑图案,实现高灵敏度的应变测量。江苏全场非接触式应变测量
光学非接触应变测量在实际应用中需要克服各种环境因素的干扰,如光照变化、振动或温度波动等。以下是一些常见的方法和技术,用于减小或消除这些干扰:光照变化:使用稳定的光源:选择稳定性高的光源,如LED光源或激光器,可以减小光照变化对测量的影响。使用滤光片:在光路中加入适当的滤光片,可以调节光线的强度和频谱,减少光照变化的影响。控制环境光:尽量在相对受控的环境光条件下进行测量,避免强光或阴影对测量结果的影响。振动干扰:使用稳定支架:将测量设备安装在稳定的支架上,减小外部振动对测量的干扰。振动隔离:使用振动隔离台或减振装置,将测量系统与外部振动隔离开来,提高测量精度。选取合适的测量时机:尽量在振动较小的时间段内进行测量,避免振动干扰对结果的影响。温度波动:温度补偿:对测量系统进行温度校准和补偿,确保测量结果不受温度波动的影响。环境控制:尽量在温度相对稳定的环境中进行测量,避免大幅度的温度波动对测量结果的影响。使用温度补偿材料:在测量对象表面附加温度补偿材料,可以帮助减小温度变化对应变测量的影响。 江苏全场非接触式应变测量