北京全场三维非接触式应变测量装置

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。光学非接触应变测量利用全息干涉术和激光散斑术，通过光的干涉和散斑图案分析物体表面应变。北京全场三维非接触式应变测量装置

光学非接触应变测量技术是一种通过光学原理来测量物体表面应变的方法。它可以实时、精确地测量材料的应变分布，无需直接接触被测物体，避免了传统接触式应变测量中可能引入的干扰和破坏。该技术的原理主要基于光学干涉原理和光栅衍射原理。通过使用激光光源照射在被测物体表面，光线会发生干涉或衍射现象。当被测物体受到应变时，其表面形状和光程会发生变化，从而导致干涉或衍射图样的变化。通过分析这些变化，可以推导出被测物体表面的应变分布情况。光学非接触应变测量技术在工程领域有广泛的应用。它可以用于材料力学性能的研究、结构变形的监测、应力分布的分析等。例如，在航空航天领域，可以利用该技术来评估飞机机翼的应变分布情况，以确保其结构的安全性和可靠性。在材料科学研究中，该技术可以用于研究材料的力学性能和变形行为，为材料设计和优化提供重要的参考。总之，光学非接触应变测量技术通过光学原理实现对物体表面应变的测量，具有非接触、实时、精确等特点。福建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通过近距离测量实现高分辨率测量。

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。

光学应变测量系统（DIC）普遍应用于航空航天领域，用于测量和验证不同工况下结构的形变和振动情况，以一种高精度、非接触式、可视化全场测量的方式，替代传统的引伸计和应变片测量方法。该系统能够方便地整合到例如环境测试箱、风洞、疲劳测试台等测试环境，提供飞机制作过程中的材料测试、零部件检测、整机检测等各阶段的位移、应变测量等数据。飞机在高速飞行时由于气体与蒙皮材料表面摩擦，使大量的动能转变为热能并传递到蒙皮表面，所以蒙皮材料在不同攻角、风速、温度中都会受到一定的影响。光学非接触应变测量通过自适应算法实现精度自校准。

光学应变测量是一种常用的非接触式测量方法，主要用于测量物体的应变分布。它可以应用于材料力学、结构工程、生物医学等领域，为研究物体的力学性质和结构变化提供重要的定量信息。光学应变测量的原理是利用光学干涉的原理，通过测量物体表面的光学路径差来获得应变信息。当物体受到外力作用时，会引起物体表面的形变，从而改变光的传播路径，进而产生干涉现象。通过测量干涉图案的变化，可以得到物体表面的应变分布。光学应变测量的优点是非接触式测量，不会对被测物体造成损伤，同时具有高精度和高灵敏度。它可以实时监测物体的应变状态，对于研究材料的力学性质和结构变化具有重要意义。在结构工程中，可以用于监测建筑物、桥梁等结构的应变分布，以及评估其安全性能。在生物医学领域，可以用于测量人体组织的应变分布，研究生物力学特性和疾病诊断。与光学应变测量相比，光学干涉测量主要用于测量物体表面的形变。它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。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定性信息。它可以检测物体表面的微小形变，对于研究物体的形状变化和表面质量具有重要意义。光学非接触应变测量可以通过多点测量和自适应算法来提高测量的准确性。福建扫描电镜数字图像相关技术总代理

光学非接触应变测量通过多点测量实现复杂应变场的测量。北京全场三维非接触式应变测量装置

应变式称重传感器是一种测量重量和压力的设备，它将机械力转换为电信号。当螺栓固定在结构梁或工业机器部件上时，该传感器会感应到由于施加的力而导致的零件上的压力。这种传感器是工业称重和力测量的主要设备，提供高精度、高稳定的称重。随着灵敏度和响应能力的不断改进，应变式称重传感器成为各种工业称重和测试应用的推荐。将仪表直接放置在机械部件上时，称重单元内的应变测量更为方便和经济高效，同时也能够轻松地将传感器直接安装到机械或自动化生产设备上，以便更准确地测量重量和力。北京全场三维非接触式应变测量装置