非接觸式高溫應(yīng)變位移測(cè)量分析系統(tǒng)

1. 工作原理

采用高分辨數(shù)字工業(yè)攝像機(jī)，并選用合適的鏡頭，視頻測(cè)量?jī)x器可以對(duì)小到1mm、大到過(guò)100m的被測(cè)物進(jìn)行測(cè)量。

此儀器采用亞像素技術(shù)。亞像素技術(shù)，是一種圖像計(jì)算方法，一般情況下，圖像的單位是像素，即是說(shuō)，圖像是有一系列的像素點(diǎn)組成。但是，利用這種亞像素技術(shù)，可以將一個(gè)像素再進(jìn)行細(xì)分，認(rèn)為一個(gè)像素是有多個(gè)亞像素組成。比如：通過(guò)一種計(jì)算方法，可以把一個(gè)像素細(xì)分成10個(gè)亞像素，這樣的話，可以識(shí)別的單位由原來(lái)的一個(gè)像素，變成1/10個(gè)像素，那么測(cè)量也就了10倍。此儀器在測(cè)量小試樣的時(shí)候，可分辨1/500個(gè)像素。

視頻測(cè)量?jī)x器利用本公司的圖像計(jì)算方法，利用亞像素技術(shù)，可測(cè)量攝像機(jī)圖像上目標(biāo)點(diǎn)的位置。不需要設(shè)定專門(mén)的目標(biāo)點(diǎn)。比如以下特征點(diǎn)都可以用做測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)。

l  自然的紋理（比如：建筑物的表面特征）

l  標(biāo)記筆做的標(biāo)記

l  噴漆產(chǎn)生的斑點(diǎn)

2. 使用意義

2.1 功能

準(zhǔn)確跟蹤視頻中目標(biāo)點(diǎn)的位置，一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)位移傳感器，兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)應(yīng)變傳感器。

2  可實(shí)時(shí)測(cè)量三維參數(shù)：

?        位移                應(yīng)變

?        距離                角位移

?        速度                加速度

?        泊松比

?        應(yīng)力/應(yīng)變曲線、模數(shù)（需要另外提供載荷信號(hào)）

2  可實(shí)時(shí)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)量取決于所用計(jì)算機(jī)的性能。

2  可同步測(cè)量多個(gè)參數(shù)；比如：同時(shí)測(cè)量位移、變形、泊松比等等。

可拍攝實(shí)驗(yàn)過(guò)程，后期對(duì)錄像進(jìn)行再分析。

2.2 優(yōu)點(diǎn)（與傳統(tǒng)接觸式傳感器相比）

非接觸式應(yīng)變位移測(cè)量?jī)x與傳統(tǒng)的傳感器相比，在測(cè)量高（應(yīng)變5個(gè)微應(yīng)變，位移0.05微米）的情況下，可以進(jìn)行：

此儀器可以解決接觸式傳感器普遍遇到的一些問(wèn)題。比如：小試樣、大變形、表面光滑等等。具體區(qū)別見(jiàn)下表：

非接觸式應(yīng)變位移測(cè)量?jī)x，可以解決接觸式傳感器存在的以上問(wèn)題。

3. 用途及測(cè)量

非接觸式應(yīng)變位移測(cè)量?jī)x可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量應(yīng)變、位移、泊松比等等。廣泛應(yīng)用于：材料測(cè)試領(lǐng)域、結(jié)構(gòu)檢測(cè)領(lǐng)域、組合件測(cè)量領(lǐng)域。

3.1 材料測(cè)試領(lǐng)域

3.1.1 測(cè)量（材料力學(xué)測(cè)試）

在材料領(lǐng)域里，主要是用于測(cè)量小試樣的變形。廣泛應(yīng)用于各種力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上，作為一種非接觸式的多點(diǎn)式引伸計(jì)進(jìn)行使用。

這時(shí)采用材料測(cè)試鏡頭，非接觸式應(yīng)變位移測(cè)量?jī)x的測(cè)量為：

 應(yīng)變：5個(gè)微應(yīng)變

位移：0.05微米

3.1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

l 各種材料的力學(xué)測(cè)試（可與試驗(yàn)機(jī)相連）。

比如：金屬、塑料、橡膠、復(fù)合材料、高分子材料、混凝土、皮革、光纖、薄膜、木材、巖土、生物材料等等

l  可調(diào)整標(biāo)距

l  可實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào)的反饋控制

比如：與疲勞試驗(yàn)機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)應(yīng)變信號(hào)的反饋控制。

l 條件下的測(cè)量：

高溫測(cè)量：800度以上時(shí)，可能需要濾光片

              沖擊、高頻振動(dòng)：需要攝像機(jī)

              損傷和破壞性實(shí)驗(yàn)：

              疲勞試驗(yàn)、測(cè)泊松比、裂紋的繁衍 等等

3.2 土木礦業(yè)測(cè)試領(lǐng)域

3.2.1 測(cè)量（土木礦業(yè)領(lǐng)域力學(xué)測(cè)試）

在土木礦業(yè)領(lǐng)域里，主要是用于測(cè)量大型結(jié)構(gòu)件的變形。廣泛應(yīng)用于各種振動(dòng)臺(tái)上，作為一種非接觸式的多點(diǎn)式位移計(jì)和應(yīng)變片進(jìn)行使用。

這時(shí)采用土木礦業(yè)領(lǐng)域鏡頭，非接觸式應(yīng)變位移測(cè)量?jī)x的測(cè)量為：

 應(yīng)變：50個(gè)微應(yīng)變

位移：0.01毫米

3.2.2 應(yīng)用領(lǐng)域

l 各種混凝土墻體模型破壞實(shí)驗(yàn)。

l  各類建筑物模型振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)

l 相似材料模擬實(shí)驗(yàn)

l 壓縮實(shí)驗(yàn)

l 結(jié)構(gòu)件的檢測(cè)

3.3 機(jī)械測(cè)試領(lǐng)域

3.3.1 測(cè)量（機(jī)械領(lǐng)域力學(xué)測(cè)試）

在機(jī)械領(lǐng)域里，主要是用于測(cè)量大小機(jī)械結(jié)構(gòu)件的變形。廣泛應(yīng)用于各種實(shí)驗(yàn)環(huán)境，作為一種非接觸式的多點(diǎn)式位移計(jì)和應(yīng)變片進(jìn)行使用。

這時(shí)采用機(jī)械領(lǐng)域相機(jī)和鏡頭，非接觸式應(yīng)變位移測(cè)量?jī)x的測(cè)量為：

 應(yīng)變：50個(gè)微應(yīng)變

位移：0.01毫米

3.3.2 應(yīng)用領(lǐng)域

l 汽車整車及各部件的各類工況實(shí)驗(yàn)

l  風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

l 沖擊實(shí)驗(yàn)

l 高溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)