在材料科學、結構工程與生物力學等領域,應變測量是揭示材料力學行為、評估結構安全性的關鍵手段。傳統應變測量依賴電阻應變片、引伸計等接觸式傳感器,雖具有高精度與低成本優勢,但在高溫、腐蝕、高速加載或微納尺度等極端條件下,接觸式方法的局限性日益凸顯。光學非接觸應變測量技術憑借其非侵入、全場測量、高空間分辨率及動態響應能力,正逐步成為復雜環境下應變分析的優先選擇工具。本文將從光學測量的物理基礎出發,系統梳理主流技術路線,探討其技術挑戰與創新方向,并結合典型應用場景展現其工程價值。振弦式應變測量傳感器研究起源于20世紀30年代。福建三維全場非接觸應變系統

在材料科學與工程測試領域,應變測量是評估材料力學性能、優化結構設計的關鍵環節。傳統接觸式測量方法依賴應變片、引伸計等器件與被測物體直接接觸,不僅易干擾測試狀態、破壞樣品完整性,更難以捕捉全場變形信息。隨著工業制造向高精度、復雜化升級,光學非接觸應變測量技術應運而生,成為打破傳統局限的變革性解決方案。研索儀器科技(上海)有限公司(ACQTEC)作為該領域的領航者,以數字圖像相關(DIC)技術為關鍵,構建起覆蓋多尺度、多場景的測量體系,為科研與工業領域提供精確可靠的測試支撐。上海VIC-2D非接觸式變形測量電阻應變測量(電測法)是實驗應力分析中使用比較廣并且適應性比較強的方法之一。

完善的服務體系是研索儀器技術價值實現的重要保障。公司始終秉持 "技術產品化、服務項目化" 的理念,構建了覆蓋全國的服務網絡與全流程服務鏈條,確保技術方案能夠精確匹配用戶需求。在服務網絡布局方面,研索儀器已在華東、中南、華南等重點區域設立辦事處,并在長沙建立了專業的產品展示與技術服務中心,形成了 "總部統籌、區域響應" 的服務格局。這種布局確保了能夠快速響應客戶需求,提供及時的現場技術支持。無論是設備安裝調試、操作培訓還是故障維修,都能實現高效對接,降低用戶的時間成本。
光學非接觸應變測量的崛起源于對傳統測量痛點的攻破。接觸式測量中,應變片的粘貼會改變材料表面應力狀態,引伸計的夾持力可能導致樣品早期損傷,而這些干擾在航空航天鈦合金構件、半導體晶圓等精密測試場景中足以造成數據失真。更關鍵的是,傳統方法同時監測數十個測點,對于復合材料裂紋擴展、混凝土結構變形等非均勻變化,根本無法完整還原全場力學響應。光學非接觸應變測量技術徹底改變了這一局面,其原理是通過光學系統捕獲物體表面的特征信息,利用數字算法實現變形量的計算。研索儀器科技光學非接觸應變測量,便攜式設計,方便現場靈活測量。

數字圖像相關法(DIC)的提出標志著光學測量進入數字化時代。通過將散斑圖案數字化,結合亞像素位移搜索算法,DIC擺脫了膠片記錄的束縛,測量速度與精度提升。21世紀初,三維DIC技術通過雙目視覺或多相機系統重構表面三維形貌,解決了平面DIC因出平面位移導致的誤差問題,在復合材料沖擊測試中實現了應變場與三維位移場的同步獲取。與此同時,光纖傳感技術憑借其抗電磁干擾與長距離傳輸優勢,在大型結構健康監測中嶄露頭角。光纖布拉格光柵(FBG)通過波長編碼應變信息,單根光纖可串聯數十個傳感器,實現橋梁、風電葉片等結構的分布式應變監測。例如,港珠澳大橋部署的FBG傳感網絡,連續5年實時采集超過10萬個應變數據點,支撐了大橋全生命周期安全評估。三維應變測量技術對于塑性材料研究來說是非常重要的工具。全場非接觸式應變測量裝置
研索儀器光學非接觸應變測量系統無需接觸樣品,避免機械干擾或損傷,適用于脆弱材料(如薄膜、生物組織)。福建三維全場非接觸應變系統
光學非接觸應變測量的發展,本質上是光學、材料、計算科學與工程應用交叉融合的結果。三大前沿領域的突破正重塑光學測量的技術邊界:超快光學:捕捉瞬態變形的“光學快門”飛秒激光技術的發展使光學測量的時間分辨率突破皮秒級。在材料動態力學性能測試中,超快DIC系統結合飛秒激光脈沖照明與高速相機,可捕捉金屬材料在沖擊載荷下的絕熱剪切帶演化過程,揭示應變率對材料失效模式的影響機制。例如,在鈦合金靶板穿甲試驗中,超快光學測量清晰記錄了彈頭接觸瞬間(<1μs)的應變波傳播與局部熔化現象,為裝甲防護設計提供了關鍵數據。福建三維全場非接觸應變系統