云南三维全场数字图像相关技术测量系统

刻写在光纤上的光栅传感器自身抗剪能力很差，在应变测量的应用中，需要根据实际需要开发相应的封装来适应不同的基体结构，通常采用直接埋入式、封装后表贴式、直接表贴等方式。埋入式一般是将光纤光栅用金属或其他材料封装成传感器后，将其预埋进混凝土等结构中进行应变测量，如桥梁、楼宇、大坝等。但在已有的结构上进行监测只能进行表贴，如现役飞机的载荷谱监测等。无论是哪种封装形式，由于材料的弹性模量以及粘帖工艺的不同，在应变传递过程必将造成应变传递损耗，光纤光栅所测得的的应变与基体实际应变不一致。变形测量主要指的是物体的使用过程中由于应力等因素影响造成的形态变化。云南三维全场数字图像相关技术测量系统

在材料科学、结构工程与生物力学等领域，应变测量是揭示材料力学行为、评估结构安全性的关键手段。传统应变测量依赖电阻应变片、引伸计等接触式传感器，虽具有高精度与低成本优势，但在高温、腐蚀、高速加载或微纳尺度等极端条件下，接触式方法的局限性日益凸显。光学非接触应变测量技术凭借其非侵入、全场测量、高空间分辨率及动态响应能力，正逐步成为复杂环境下应变分析的优先选择工具。本文将从光学测量的物理基础出发，系统梳理主流技术路线，探讨其技术挑战与创新方向，并结合典型应用场景展现其工程价值。广西三维全场数字图像相关应变测量光学非接触应变测量可以通过测量干涉图案的变化来获取材料的应变信息。

作为美国 Correlated Solutions 公司（全球 DIC 技术创始者）的中国区合作伙伴，研索仪器构建了覆盖 "基础测试 - 特殊场景 - 行业定制" 的全维度产品体系，将国际技术与本土需求深度融合。其产品布局呈现出鲜明的多尺度、全工况适配特征，从微观材料分析到大型结构检测均能提供解决方案。在基础测量领域，VIC 系列产品构成了技术基石。VIC-2D 平面应变测量系统以超过 100 万数据点 / 秒的处理速度，支持光学畸变与 SEM 漂移校正，可在拉伸、压缩、弯曲等常规工况下快速输出平面应变云图，成为高校材料力学实验室的标准配置。VIC-3D 三维表面应变测量系统则通过双目立体视觉原理，实现了三维位移与应变场的同步测量，其行业前沿的精度与可重复性，可满足从金属材料到高分子复合材料的多样化测试需求。该系统搭载的先进算法不仅能输出位移、应变等基础参数，还可直接计算泊松比、杨氏模量等材料本构参数，为材料性能评估提供一站式数据支撑。

光学应变测量主要用于测量物体的应变分布，可以应用于材料力学、结构工程、生物医学等领域。它可以提供物体表面应变的定量信息，对于研究物体的力学性质和结构变化具有重要意义。而光学干涉测量主要用于测量物体表面的形变，可以应用于光学元件的制造、光学镜面的检测、光学薄膜的质量控制等领域。它可以提供物体表面形变的定性信息，对于研究物体的形状变化和表面质量具有重要意义。总结起来，光学应变测量和光学干涉测量是两种不同的光学测量方法。光学应变测量通过测量物体表面的应变来获得物体应力状态的信息，而光学干涉测量通过测量物体表面的形变来获得物体形状和表面质量的信息。它们在测量原理和应用领域上有着明显的不同，但都在科学研究和工程应用中发挥着重要的作用。光学非接触应变测量通过数字信号处理实现应变测量。

光学非接触应变测量技术主要类型包括数字图像相关性（DIC）、激光测量和光学线扫描仪等。以下是各自的基本原理以及优缺点：数字图像相关性（DIC）:原理：通过追踪被测样品表面散斑图案的变化，计算材料的变形和应变。优点：能够提供全场的二维或三维应变数据，适用于多种材料和环境条件。缺点：对光照条件敏感，需要高质量的图像以获得精确结果，数据处理可能需要较长时间。激光测量:原理：利用激光束对准目标点，通过测量激光反射或散射光的位置变化来确定位移。优点：精度高，可用于远距离测量，适合恶劣环境下使用。缺点：通常只能提供一维的位移信息，对于复杂形状的表面可能需要多角度测量。光学非接触应变测量应用于材料性能的优化设计。上海全场数字图像相关应变系统

光学非接触应变测量对环境的振动和干扰有一定要求，可以通过隔振措施或选择稳定的测量环境来减小其影响。云南三维全场数字图像相关技术测量系统

随着我国航空航天事业的飞速发展，新型飞行器的飞行速度越来越快，随之带来的是对其热防护结构的更高要求，由此热结构材料的高温力学性能成为热防护系统与飞行器结构设计的重要依据。数字图像相关法（DIC）是近年来新兴的一种非接触式变形测量方法，相较于传统的变形测量方法，它具有适用范围广、环境适应性强、操作简单和测量精度高的特点，尤其是在高温实验的测量中具有独特的优势。数字图像相关法（DIC）作为一种可视化全场测量手段，可重点关注局域变形带空间特征，结合微观表征和时域分析，揭示内在物理机制，为克制材料PLC效应提供理论基础。云南三维全场数字图像相关技术测量系统