在实际应用中,光学非接触应变测量技术确实会受到多种环境因素的干扰,如光照变化、振动或温度波动等。为了克服这些干扰,可以采取以下策略:光照变化的应对策略:使用稳定的光源:选择光源时,应优先考虑输出稳定、波动小的光源,如激光器等。动态调整曝光时间:根据实时光照强度动态调整相机的曝光时间,确保图像质量稳定。图像增强与校正算法:利用图像处理算法对图像进行增强和校正,以消除光照不均或阴影对测量结果的影响。振动的应对策略:隔振措施:在实验装置周围设置隔振平台或隔振垫,以减少外界振动对测量系统的影响。高速摄像技术:采用高速相机进行拍摄,通过缩短曝光时间和提高帧率来减少振动对图像质量的影响。数据处理滤波:在数据分析阶段,采用滤波算法(如卡尔曼滤波、中值滤波等)来去除振动引起的噪声。 光学应变测量技术具有非接触性、高精度和高灵敏度等优势。扫描电镜数字图像相关测量系统
光学非接触应变测量技术在实际应用中可以采取多种措施来克服环境因素的干扰。首先,对于光照变化的影响,可以采用封闭或遮光的措施来控制实验环境的光线条件,或者使用对光线变化不敏感的传感器和算法。例如,数字图像相关(DIC)技术通过图像相关点进行对比算法,能够在不同光照条件下计算出物体表面的位移及应变分布。其次,针对振动问题,可以通过稳定固定测量设备,或者使用抗振动设计的仪器来减少振动对测量结果的影响。在某些情况下,还可以采用滤波或平均处理数据的方法来消除振动带来的噪声。再者,对于温度波动,可以利用温度补偿技术,如使用温度稳定的材料或结构,或者在数据处理中考虑温度变化的影响。激光测量技术通常具有较好的温度稳定性,但仍需注意温度对光束路径和材料特性的潜在影响。而且,为了提高测量的准确性和可靠性,通常会结合使用多种技术,如将光学应变测量法与数字图像相关(DIC)软件相结合,以获得更较全的应变信息。此外,非接触式全场应变测量系统允许用户利用更强大的DIC软件来测量全场位移、应变和应变率,从而提供更较全的数据支持。 上海VIC-2D数字图像相关应变测量光学非接触应变测量在材料科学、工程领域以及其他许多应用中发挥着重要的作用。
光学非接触应变测量技术在复杂材料和结构的应变测量中可能面临以下挑战:材料特性:复杂材料和结构的非均匀性、各向异性等特性可能导致应变场的复杂性,增加了测量的难度。表面处理:复杂材料表面的光学特性和反射性可能会影响光学传感器的测量精度和稳定性。测量环境:测量环境的振动、温度变化等因素可能会影响光学传感器的性能和测量结果。为了克服这些挑战,可以采取以下措施提高测量的准确性和可靠性:适当的光学配置:选择合适的光学传感器和配置方案,以很大程度地适应复杂材料和结构的特性,如采用不同波长的激光或使用多个传感器组合测量等。
应用领域光学非接触应变测量在材料科学、工程领域以及其他许多应用中具有广泛的应用前景。以下是一些主要的应用领域:材料性能测试:用于测试各种材料的力学性能,如拉伸、压缩、弯曲等过程中的应变变化。工程结构监测:在桥梁、建筑、飞机等工程结构的监测中,用于实时检测结构的应变状态,评估结构的安全性和稳定性。生物医学:在生物医学领域,用于测量生物组织的应变变化,如血管、心脏等的应变状态。高温环境测量:在高温环境下,传统的接触式应变测量方法往往无法满足需求,而光学非接触应变测量可以克服这一难题,实现高温环境下的应变测量。 光学技术的进步将提升该测量的精度和应用范围,实现多维度、高精度的应变测量。
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。 此技术具备高精度和高灵敏度,能测量微小形变。扫描电镜数字图像相关测量系统
光学非接触应变测量具有高速测量的优势,可以实现实时测量,无需接触物体。扫描电镜数字图像相关测量系统
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,从而实现对结构物的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。扫描电镜数字图像相关测量系统