光學(xué)應(yīng)變測(cè)量的歷史可追溯至19世紀(jì)干涉儀的發(fā)明,但其真正從實(shí)驗(yàn)室走向工程應(yīng)用,得益于20世紀(jì)中葉激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺與數(shù)字信號(hào)處理的突破??v觀其發(fā)展歷程,可劃分為三個(gè)階段:激光器的出現(xiàn)使高相干光源成為可能,推動(dòng)了電子散斑干涉術(shù)(ESPI)與云紋干涉術(shù)的誕生。ESPI通過記錄物體變形前后的散斑干涉圖,利用條紋分析提取位移場(chǎng),實(shí)現(xiàn)了全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量,但依賴膠片記錄與人工判讀,效率低下。與此同時(shí),全息干涉術(shù)在理論層面證明了光學(xué)測(cè)量可達(dá)波長(zhǎng)級(jí)精度,卻因防振要求苛刻而局限于靜態(tài)測(cè)量。研索科技光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量,高效助力結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究。福建高速光學(xué)非接觸總代理

在動(dòng)態(tài)與瞬態(tài)測(cè)量領(lǐng)域,研索儀器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)更為突出。其 VIC-3D 疲勞場(chǎng)與振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)可搭配幀率高達(dá) 20 萬(wàn) fps 的高速攝像機(jī),輕松捕捉瞬態(tài)沖擊、周期性振動(dòng)等動(dòng)態(tài)過程中的變形信息,無(wú)需復(fù)雜布線即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變形的全場(chǎng)可視化。在汽車碰撞測(cè)試中,該系統(tǒng)能記錄車身關(guān)鍵部位的應(yīng)變峰值與變形軌跡;在航空航天領(lǐng)域,可用于機(jī)翼動(dòng)態(tài)變形、旋翼高速旋轉(zhuǎn)軌跡的測(cè)量分析,為結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。此外,紅外 3D 溫度場(chǎng)耦合 DIC 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了溫度場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)的同步測(cè)量,3D Micro-DIC 顯微測(cè)量系統(tǒng)將精度提升至微米級(jí),進(jìn)一步拓展了測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用邊界。江西VIC-2D數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量裝置應(yīng)變測(cè)量對(duì)虛擬電阻幾乎沒有任何影響。

在行業(yè)應(yīng)用方面,研索儀器將聚焦國(guó)家戰(zhàn)略需求,重點(diǎn)發(fā)力新能源、制造、生物醫(yī)藥等新興領(lǐng)域。在新能源領(lǐng)域,針對(duì)氫能儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、光伏材料等新型產(chǎn)品的測(cè)試需求,開發(fā)測(cè)量解決方案;在制造領(lǐng)域,為半導(dǎo)體設(shè)備、精密儀器等提供微納尺度測(cè)量服務(wù);在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,開發(fā)適用于人體組織、醫(yī)療植入物的測(cè)量系統(tǒng)。同時(shí),公司將積極拓展工業(yè)在線檢測(cè)市場(chǎng),推動(dòng)光學(xué)非接觸測(cè)量技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制,助力制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
相位調(diào)制機(jī)制光波在傳播過程中,材料變形引起的光程差會(huì)改變其相位分布。以干涉測(cè)量為例,兩束相干光在變形表面反射后產(chǎn)生干涉條紋,條紋位移量與表面變形呈線性關(guān)系。通過相位解包裹算法,可將干涉條紋轉(zhuǎn)化為連續(xù)相位場(chǎng),進(jìn)而計(jì)算應(yīng)變分布。相位調(diào)制技術(shù)具有亞波長(zhǎng)級(jí)靈敏度,但需嚴(yán)格控溫以消除空氣折射率波動(dòng)干擾。頻率調(diào)制機(jī)制多普勒效應(yīng)是頻率調(diào)制的典型體現(xiàn)。當(dāng)激光照射到運(yùn)動(dòng)或變形表面時(shí),反射光頻率會(huì)發(fā)生偏移,偏移量與表面速度成正比。激光多普勒測(cè)振儀(LDV)通過檢測(cè)頻率偏移實(shí)現(xiàn)振動(dòng)速度測(cè)量,而集成多普勒效應(yīng)的應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)則可進(jìn)一步通過速度梯度計(jì)算應(yīng)變率。此類技術(shù)適用于高速動(dòng)態(tài)過程分析,但設(shè)備成本較高且對(duì)被測(cè)表面反射率敏感。研索儀器光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)具有亞微米級(jí)位移分辨率,應(yīng)變測(cè)量精度達(dá)0.005%。

光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)源于其創(chuàng)新原理與技術(shù)特性。與接觸式測(cè)量相比,該技術(shù)通過光學(xué)系統(tǒng)采集物體表面圖像信息進(jìn)行分析,全程無(wú)需與被測(cè)對(duì)象產(chǎn)生機(jī)械交互,從根本上避免了加載干擾、樣品損傷等問題。其中,數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)技術(shù)作為主流實(shí)現(xiàn)方式,通過三大關(guān)鍵步驟完成精密測(cè)量:首先在物體表面制作隨機(jī)散斑圖案作為特征標(biāo)記,可采用人工噴涂或利用自然紋理;隨后通過高分辨率相機(jī)在變形過程中連續(xù)采集圖像序列;借助相關(guān)匹配算法追蹤散斑灰度模式變化,計(jì)算得到三維位移場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)。這種測(cè)量方式不僅實(shí)現(xiàn)了從 "單點(diǎn)測(cè)量" 到 "全場(chǎng)分析" 的跨越,更將位移測(cè)量精度提升至 0.01 像素級(jí)別,為細(xì)微變形檢測(cè)提供了可能。研索儀器非接觸全場(chǎng)系統(tǒng)可自動(dòng)生成全場(chǎng)應(yīng)變?cè)茍D、主應(yīng)變方向、泊松比等參數(shù),支持與FEA仿真數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證。浙江VIC-2D數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量
研索儀器光學(xué)非接觸應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)無(wú)需貼片或預(yù)加工,避免接觸式傳感器對(duì)試樣的干擾,適用于各種惡劣環(huán)境。福建高速光學(xué)非接觸總代理
新能源:電池安全與風(fēng)電葉片的“光學(xué)守護(hù)”鋰離子電池在充放電過程中,電極材料體積變化引發(fā)應(yīng)力集中,可能導(dǎo)致電池鼓包或短路。微型DIC系統(tǒng)結(jié)合透明電解池,實(shí)時(shí)觀測(cè)硅基負(fù)極在鋰嵌入/脫出過程中的應(yīng)變演化,揭示了裂紋萌生與容量衰減的關(guān)聯(lián)機(jī)制,為高安全性電極材料設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。在風(fēng)電領(lǐng)域,葉片在氣動(dòng)載荷與重力作用下產(chǎn)生復(fù)雜變形,傳統(tǒng)應(yīng)變片難以覆蓋整個(gè)曲面。無(wú)人機(jī)載DIC系統(tǒng)通過空中拍攝葉片振動(dòng)視頻,反演全場(chǎng)應(yīng)變分布,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)葉片疲勞壽命,使運(yùn)維成本降低25%。福建高速光學(xué)非接觸總代理