光学测量领域中,光学应变测量和光学干涉测量是两种重要的技术手段。虽然它们都属于光学测量,但在测量原理和应用背景上存在明显差异。首先,让我们深入探讨光学应变测量的工作原理。这种测量技术的中心是通过捕捉物体表面的形变来推断其内部的应力分布状态。该过程主要依赖于光栅投影和图像处理技术。具体实施步骤包括将光栅投射到目标物体表面,随后使用高精度相机或其他光学传感器捕捉光栅形变图像。通过对这些图像进行一系列复杂而精密的处理和分析,我们能够得到物体表面的应变分布信息。与光学应变测量相比,光学干涉测量在方法上有着本质的不同。它是一种直接测量物体表面形变的技术,主要利用光的干涉现象来实现。在光学干涉测量中,一束光源被分为两束,分别沿不同路径传播,并在某一点重新汇合。当物体表面发生形变时,这两束光的相位关系会发生相应的变化。通过精确测量这种相位变化,我们可以获取物体表面的形变信息。总的来说,光学应变测量和光学干涉测量虽然都是光学测量的重要分支,但在工作原理和应用范围上具有明显的区别。光学应变测量通过间接方式推断物体内部的应力状态,而光学干涉测量则直接测量物体表面的形变。 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。湖南光学数字图像相关测量系统
应变的测量是工程和科学领域中不可或缺的一部分,而应变计则是较常用的测量工具之一。这种传感器能够精确地捕捉物体的应变变化,其工作原理是电阻与应变之间的正比关系。在众多类型的应变计中,粘贴式金属应变计因其可靠性和易用性而备受青睐。粘贴式金属应变计的中心部分是由细金属丝或金属箔构成的格网。这种特殊的结构使得金属丝或箔在平行于应变方向时能够承受更大的应变。格网通过基底与测试样本紧密相连,从而确保样本所受的应变能够有效地传递到应变计上,进而引起电阻的相应变化。评价应变计性能的一个关键参数是应变灵敏度,我们通常用应变计因子(GF)来衡量。这个参数反映了电阻变化与长度变化或应变之间的比率,GF值越大,意味着应变计对于应变的反应越敏锐。除了传统的接触式测量方法,现代技术还提供了光学非接触应变测量的可能性。这种方法巧妙地运用了光学原理,无需直接接触测试样本即可测量其应变。由于避免了与样本的直接接触,这种方法可以很大程度减少对样本的干扰。通过使用如光栅、激光干涉仪等先进设备,光学非接触应变测量技术能够实现高精度、高效率的测量。 新疆VIC-2D数字图像相关应变测量在工业制造中,光学非接触应变测量技术可用于汽车、航空、造船等领域的结构安全测试和质量检测。
使用多波长或多角度测量技术:利用多波长或多角度的光学测量技术,可以获取更多关于材料表面和结构的信息,从而更准确地测量应变。这种技术可以揭示材料内部的应变分布和层间应变差异。结合其他测量技术:将光学非接触应变测量技术与其他测量技术(如机械传感器、电子显微镜等)相结合,可以相互补充,提高测量的准确性和可靠性。例如,可以使用机械传感器来校准光学测量系统,或使用电子显微镜来观察材料微观结构的变化。进行环境控制:在测量过程中控制环境因素,如保持恒定的温度、湿度和光照条件,以减少其对测量结果的影响。此外,可以使用温度补偿算法来纠正温度引起的测量误差。
对钢材的性能的应变测量主要是检查裂纹、孔、夹渣等,对焊缝主要是检查夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、未焊透及焊脚尺寸不够等,对铆钉或螺栓主要是检查漏焊、漏检、错位、烧穿、漏焊、未焊透及焊脚尺寸等。检验方法主要有外观检验、X射线、超声波、磁粉、渗透性等。超声波在金属材料测量中对频率要求高,功率不需要过大,因此测量灵敏度高,测试精度高。超声测量一般采用纵波测量和横波测量(主要用来测量焊缝)。用超声检查钢结构时,要求测量点的平整度、光滑。 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。
振弦式应变测量传感器的研究起源于20世纪30年代,其工作原理如下:钢弦在一定的张力作用下具有固定的自振频率,当张力发生变化时其自振频率也会随之发生改变。当结构产生应变时,安装在其上的振弦式传感器内的钢弦张力发生变化,导致其自振频率发生变化。通过测试钢弦振动频率的变化值,能够计算得出测点的应力变化值。振弦式应变测量传感器的优点是具有较强的抗干扰能力,在进行远距离输送时信号失真非常小,测量值不受导线电阻变化以及温度变化的影响,传感器结构相对简单、制作与安装过程比较方便。 通过测量材料在受力情况下的应变分布,可以了解材料的强度、韧性、疲劳寿命等性能指标。光学非接触应变系统
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。湖南光学数字图像相关测量系统
电阻应变测量(电测法)是实验应力分析中使用比较广和适应性比较强的方法之一。该方法是利用电阻应变计(简称应变片或电阻片)作为敏感元件,用应变仪作为测量仪器,通过测量可以得出受力构件上的应力、应变的一种实验方法。测量时,将应变计牢固地贴在构件上,构件变形连同应变计一起变形,应变计的变形产生了电阻的变化,通过测量电桥使这微小的电阻变化转换成电压或电流的变比,经过信号放大,将其变换成构件的应变值而显示出来,完成上述转换工作的仪器叫应变仪。 湖南光学数字图像相关测量系统