随着计算机图像处理技术的飞速发展,对材料和结构三维信息的提取在工业生产、汽车制造、土木建筑等领域中显得尤为重要。结合光、电、计算机等技术的优点,光学三维应变测量技术达到了非接触性、无破坏性、精度和分辨率高以及测量速度快的特点,在弹性塑性材料等特殊测量领域受到很大的关注。研究和设计一个新产品或制造各种零部件时,掌握所使用材料的特性信息十分关键,这有助于更加可靠、有效地比较塑性材料的差异和优化成形过程。 三维应变测量技术用于测量桥梁、建筑等结构在受力或变形时的应变状态,以评估其安全性和稳定性。湖北全场非接触测量
光学非接触应变测量技术在结构健康监测中的应用研究一直备受关注。这项技术通过利用光学传感器对结构物表面进行测量,能够实时、准确地获取结构物的应变信息,从而实现对结构物健康状态进行监测和评估。光学非接触应变测量技术具有高精度和高灵敏度的特点。传统的应变测量方法往往需要接触式传感器,而光学非接触测量技术可以避免对结构物的破坏和干扰,提供更加准确和可靠的应变测量结果。同时,光学传感器的灵敏度高,可以检测到微小的应变变化,对结构物的微小损伤和变形进行监测。 江苏全场三维数字图像相关技术应变测量系统光学应变测量快速实时,适用于动态应变分析和实时监测。
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。
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。 三维应变测量技术采用可移动式非接触测量头,可以方便地整合应用到静态、动态、高速和高温等测量环境中。
应变式称重传感器,是一款将机械力巧妙转化为电信号的设备,准确测量重量与压力。只需将螺栓固定在结构梁或工业机器部件,它便能敏锐感知因施加的力而产生的零件压力。作为工业称重与力测量的中心工具,应变式称重传感器展现了厉害的高精度与稳定性。随着技术的不断进步,其灵敏度和响应能力得以提升,使得这款传感器在众多工业称重与测试应用中备受青睐。在实际操作中,将仪表直接置于机械部件上,不只简便还经济高效。此外,传感器亦可轻松安装于机械或自动化生产设备上,实现重量与力的准确测量。光学非接触应变测量技术崭新登场,运用光学传感器测量物体应变。相较于传统接触式应变测量,其独特优势显而易见。较明显的是,它无需与被测物体接触,从而避免了由接触引发的测量误差。光学传感器具备高灵敏度与快速响应特性,能够实时捕捉物体的应变变化。更值得一提的是,光学非接触应变测量还能应对复杂环境挑战,如在高温、高压或强磁场环境下进行测量。 光学非接触应变测量主要依赖于光学测量技术,如数字全息术、激光测振仪、数字图像相关法(DIC)等。湖南光学数字图像相关技术应变测量
光学应变测量利用光的相位或强度变化,高精度、高灵敏度地捕捉微小应变变化。湖北全场非接触测量
机械式应变测量方法:机械式应变测量已经有很长的历史,其主要利用百分表或千分表测量变形前后测试标距内的距离变化而得到构件测试标距内的平均应变。工程测量中使用的机械式应变测量仪器主要包括手持应变仪和千分表引伸计。机械式应变测量方法主要的特点是读数直观、环境适应能力强、可重复性使用等。但需要人工读数、费时费力、精度差,对于应变测点数量众多的桥梁静载试验显然不合适。因此,除了少数室内模型试验的特殊需要,工程结构中很少使用。 湖北全场非接触测量