近年来,人工智能与光学测量的深度融合催生了新一代智能应变感知系统。深度学习算法直接处理原始图像,自动提取应变特征,处理速度较传统DIC提升100倍以上。例如,卷积神经网络(CNN)在低对比度散斑图像中仍可准确预测应变场,误差小于0.005με;图神经网络(GNN)则通过构建像素间拓扑关系,提升了复杂纹理表面的测量鲁棒性。多模态融合成为另一重要趋势。DIC与红外热成像结合,可同步分析热应力与机械应变;光纤传感与声发射技术集成,能区分结构变形与裂纹扩展信号。在核反应堆压力容器监测中,光纤干涉仪与超声导波传感器的协同工作,实现了毫米级蠕变位移与微米级裂纹的联合检测。研索科技光学非接触应变测量,高效助力结构力学性能研究。重庆全场数字图像相关测量装置

光学非接触应变测量的崛起源于对传统测量痛点的攻破。接触式测量中,应变片的粘贴会改变材料表面应力状态,引伸计的夹持力可能导致样品早期损伤,而这些干扰在航空航天钛合金构件、半导体晶圆等精密测试场景中足以造成数据失真。更关键的是,传统方法同时监测数十个测点,对于复合材料裂纹扩展、混凝土结构变形等非均匀变化,根本无法完整还原全场力学响应。光学非接触应变测量技术彻底改变了这一局面,其原理是通过光学系统捕获物体表面的特征信息,利用数字算法实现变形量的计算。江苏光学非接触总代理研索仪器VIC-3D非接触全场变形测量系统可用于科研实验复合材料分层失效研究,微电子封装焊点疲劳评估。

研索仪器与达索系统的深度合作,进一步强化了 "仿真 - 实验" 的协同能力。作为达索系统在教育科研领域的重要生态伙伴,研索仪器将 DIC 测量技术与达索系统的仿真平台相结合,打造了 "仿真计算 + 实验验证" 融合的多尺度科研平台。在北京大学材料科学与工程学院的智能实验室建设项目中,研索仪器通过 BIOVIA ONE Lab 平台实现了高通量实验任务管理与跨学科数据的高效流转,DIC 测量数据可直接导入仿真系统进行模型校准;在中南大学的材料力学研究中,通过 Materials Studio 与 ABAQUS 协同建模,实现了从微观仿真到宏观测试数据的闭环对比,大幅加速了科研进展。这种 "测量数据驱动仿真优化" 的模式,已成为制造领域研发创新的重要范式。
计算光学成像:突破物理极限的“虚拟透镜”计算光学通过算法优化光路设计,突破传统成像系统的衍射极限与景深限制。结构光照明技术与压缩感知算法的结合,使DIC系统在低光照条件下仍可实现微米级分辨率测量。在半导体封装检测中,计算光学DIC无需移动平台或变焦镜头,即可完成芯片级封装体的全场应变测量,检测效率较传统方法提升30倍。量子传感:纳米级应变的“量子标尺”量子纠缠与squeezedstate技术为应变测量引入了全新物理维度。基于氮-空位(NV)色心的量子传感器,通过检测钻石晶格中电子自旋共振频率变化,可实现单应变分辨率的纳米级测量。在MEMS器件表征中,量子DIC系统可定位微梁弯曲过程中的局部应变集中点,精度达0.1nm,为微纳电子机械系统的可靠性设计提供了前所未有的检测手段。电阻应变测量(电测法)是实验应力分析中使用比较广并且适应性比较强的方法之一。

相位调制机制光波在传播过程中,材料变形引起的光程差会改变其相位分布。以干涉测量为例,两束相干光在变形表面反射后产生干涉条纹,条纹位移量与表面变形呈线性关系。通过相位解包裹算法,可将干涉条纹转化为连续相位场,进而计算应变分布。相位调制技术具有亚波长级灵敏度,但需严格控温以消除空气折射率波动干扰。频率调制机制多普勒效应是频率调制的典型体现。当激光照射到运动或变形表面时,反射光频率会发生偏移,偏移量与表面速度成正比。激光多普勒测振仪(LDV)通过检测频率偏移实现振动速度测量,而集成多普勒效应的应变测量系统则可进一步通过速度梯度计算应变率。此类技术适用于高速动态过程分析,但设备成本较高且对被测表面反射率敏感。研索仪器光学非接触应变测量系统有很好的环境兼容性,耐高温、腐蚀等恶劣条件(如发动机部件热变形测试)。新疆扫描电镜非接触应变与运动测量系统
应变测量对虚拟电阻几乎没有任何影响。重庆全场数字图像相关测量装置
系统支持多种裂尖定位算法,包括基于裂尖附近位移梯度奇异性的位移梯度法、利用 Williams 级数展开的奇异性特征识别法,以及通过理论位移场匹配的图像匹配法,用户可根据测试需求选择方案。在应力强度因子计算方面,系统集成了 J 积分法、位移关联法等多种成熟算法,其中 J 积分法通过围绕裂尖的闭合路径积分计算能量释放率,再通过转换公式获得应力强度因子,物理意义明确且计算精度高。这些功能为裂纹萌生、扩展机制研究提供了量化数据支撑,广泛应用于航空航天关键构件的疲劳寿命评估。重庆全场数字图像相关测量装置