非接觸式高溫應變位移測量分析系統(tǒng)

1. 工作原理

采用高分辨數(shù)字工業(yè)攝像機，并選用合適的鏡頭，視頻測量儀器可以對小到1mm、大到過100m的被測物進行測量。

此儀器采用亞像素技術。亞像素技術，是一種圖像計算方法，一般情況下，圖像的單位是像素，即是說，圖像是有一系列的像素點組成。但是，利用這種亞像素技術，可以將一個像素再進行細分，認為一個像素是有多個亞像素組成。比如：通過一種計算方法，可以把一個像素細分成10個亞像素，這樣的話，可以識別的單位由原來的一個像素，變成1/10個像素，那么測量也就了10倍。此儀器在測量小試樣的時候，可分辨1/500個像素。

視頻測量儀器利用本公司的圖像計算方法，利用亞像素技術，可測量攝像機圖像上目標點的位置。不需要設定專門的目標點。比如以下特征點都可以用做測量的目標點。

l  自然的紋理（比如：建筑物的表面特征）

l  標記筆做的標記

l  噴漆產(chǎn)生的斑點

2. 使用意義

2.1 功能

準確跟蹤視頻中目標點的位置，一個目標點相當于一個位移傳感器，兩個目標點相當于一個應變傳感器。

2  可實時測量三維參數(shù)：

?        位移                應變

?        距離                角位移

?        速度                加速度

?        泊松比

?        應力/應變曲線、模數(shù)（需要另外提供載荷信號）

2  可實時測量多個目標點，目標點的數(shù)量取決于所用計算機的性能。

2  可同步測量多個參數(shù)；比如：同時測量位移、變形、泊松比等等。

可拍攝實驗過程，后期對錄像進行再分析。

2.2 優(yōu)點（與傳統(tǒng)接觸式傳感器相比）

非接觸式應變位移測量儀與傳統(tǒng)的傳感器相比，在測量高（應變5個微應變，位移0.05微米）的情況下，可以進行：

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

非接觸式應變位移測量儀，可以解決接觸式傳感器存在的以上問題。

3. 用途及測量

非接觸式應變位移測量儀可以動態(tài)實時測量應變、位移、泊松比等等。廣泛應用于：材料測試領域、結(jié)構(gòu)檢測領域、組合件測量領域。

3.1 材料測試領域

3.1.1 測量（材料力學測試）

在材料領域里，主要是用于測量小試樣的變形。廣泛應用于各種力學試驗機上，作為一種非接觸式的多點式引伸計進行使用。

這時采用材料測試鏡頭，非接觸式應變位移測量儀的測量為：

 應變：5個微應變

位移：0.05微米

3.1.2 應用領域

l 各種材料的力學測試（可與試驗機相連）。

比如：金屬、塑料、橡膠、復合材料、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)整標距

l  可實現(xiàn)測量信號的反饋控制

比如：與疲勞試驗機相連，實現(xiàn)應變信號的反饋控制。

l 條件下的測量：

高溫測量：800度以上時，可能需要濾光片

              沖擊、高頻振動：需要攝像機

              損傷和破壞性實驗：

              疲勞試驗、測泊松比、裂紋的繁衍 等等

3.2 土木礦業(yè)測試領域

3.2.1 測量（土木礦業(yè)領域力學測試）

在土木礦業(yè)領域里，主要是用于測量大型結(jié)構(gòu)件的變形。廣泛應用于各種振動臺上，作為一種非接觸式的多點式位移計和應變片進行使用。

這時采用土木礦業(yè)領域鏡頭，非接觸式應變位移測量儀的測量為：

 應變：50個微應變

位移：0.01毫米

3.2.2 應用領域

l 各種混凝土墻體模型破壞實驗。

l  各類建筑物模型振動臺實驗

l 相似材料模擬實驗

l 壓縮實驗

l 結(jié)構(gòu)件的檢測

3.3 機械測試領域

3.3.1 測量（機械領域力學測試）

在機械領域里，主要是用于測量大小機械結(jié)構(gòu)件的變形。廣泛應用于各種實驗環(huán)境，作為一種非接觸式的多點式位移計和應變片進行使用。

這時采用機械領域相機和鏡頭，非接觸式應變位移測量儀的測量為：

 應變：50個微應變

位移：0.01毫米

3.3.2 應用領域

l 汽車整車及各部件的各類工況實驗

l  風洞實驗

l 沖擊實驗

l 高溫環(huán)境實驗