高速光学非接触应变测量系统

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‌
光学非接触应变测量技术具有明显的技术优势和应用前景，是应变测量领域的重要发展方向之一。高速光学非接触应变测量系统

数字图像相关法（DIC）：原理：通过比较物体变形前后两幅或多幅数字图像中特征点的位移变化，来计算物体的应变场。优点：全场测量、精度高、易于实现。应用：广泛应用于材料测试、结构监测等领域。电子散斑干涉术（ESPI）：原理：通过将激光照射到物体表面，并利用CCD相机记录物体表面散射的光波干涉条纹，来测量物体表面的微小变形。特点：高灵敏度、高分辨率。激光干涉仪法：原理：利用激光干涉原理测量物体表面的位移变化，进而推导出应变。应用：适用于高精度测量和动态应变测量。江苏全场三维非接触变形测量光学非接触测量由于不需要与被测物体直接接触，因此避免了传统接触式测量方法可能带来的误差和损伤。

    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。

    常用的结构或部件变形测量仪器有水平仪、经纬仪、锤球、钢卷尺、棉线、激光测位仪、红外测距仪、全站仪等。构件的变形形式有梁、屋架的挠曲、屋架的倾斜、柱的侧向等，应根据试验对象的不同选用不同的方法及仪器。在测量小跨、屋架挠度时，可以采用简易拉线法，或选用基准点采用水平仪测平。房屋框架的倾斜变位测量，一般是将吊锤从上弦固定到下弦处，测量其倾斜值，记录倾斜方向。可采用粘贴10mm左右厚、50-80mm宽的石膏饼粘贴牢固，以判断裂缝是否发展为宜，可采用粘贴石膏法。还可在裂缝的两边粘贴几对手持应变计，用手持应变计测量变形发展情况。 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。

   在桥梁静动载试验时，如何减小应变测试中的各种干扰因素，提高检测效率和测量数据的可信度，是长期以来工程师们一直在苦苦探索的问题。经过多年的技术攻关，终于研发成功了一种可装配式多用途应变测量传感器，成功地应用在了多座桥梁的静动载试验中，有效解决了桥梁静动载试验中应变测量时遇到的一系列问题，特别是恶劣环境下的应变测试问题。应变片由两个相同的敏感栅重叠配置，可以抵消所产生的电磁感应噪声。导线采用绞合线，同样可以抵消感应噪声，因此该应变片不易受交变磁场的影响。随着计算机技术和图像处理技术的不断进步，三维应变测量技术的自动化和智能化水平也在不断提高。高速光学非接触应变测量系统

在航空航天领域，光学非接触应变测量技术可用于测量飞机结构在飞行过程中的应变情况。高速光学非接触应变测量系统

我国西南地区地震频发，大量边坡受强震累积作用产生损伤，极易受天气和人类工程活动影响诱发滑坡灾害，开展强震区岩质边坡长期稳定性研究尤为重要。黄土表（浅）层裂隙及其发育，使得滑坡、崩塌等地质灾害频繁发生，对含裂隙的土质斜坡的研究是一种有益的探索。研究团队通过开展含裂隙黄土斜坡和不含裂隙黄土斜坡的对比振动台模型试验，研究地震荷载作用下黄土斜坡坡面位移和加速度响应规律。通过三维全场应变测量系统，高精度、实时获得斜坡表面的变形量，从斜坡坡面位移和坡体加速度两个方面分析斜坡的动力响应特征，揭示地震作用下两类黄土地震斜坡的动力响应特性。高速光学非接触应变测量系统