山东全场三维非接触应变与运动测量系统

实际光学应变测量系统往往综合利用多种物理机制。例如，数字图像相关法（DIC）同时依赖光强调制与几何变形约束，而电子散斑干涉术（ESPI）则结合了相位调制与散斑统计特性，这种多机制融合提升了测量的鲁棒性与精度。数字图像相关法（DIC）：从实验室到工业现场的普适化技术DIC通过对比变形前后两幅数字图像的灰度分布，利用相关函数匹配算法计算表面位移场，进而通过微分运算获得应变场。其流程包括：表面随机散斑制备、图像采集、亚像素位移搜索、全场应变计算。技术优势DIC的突破在于其普适性：对测量环境无特殊要求（可适应高温、真空、腐蚀等极端条件），对被测物体形状无限制（平面、曲面、复杂结构均可），且支持静态、动态、瞬态全过程测量。现代高速相机与GPU并行计算技术的发展，使DIC的实时处理速度突破每秒千帧，满足冲击等瞬态过程分析需求。光学非接触应变测量就找研索仪器科技（上海）有限公司！山东全场三维非接触应变与运动测量系统

能源领域：核反应堆压力容器蠕变监测核反应堆运行过程中，压力容器需承受高温高压与中子辐照，蠕变变形是影响安全性的关键因素。光纤干涉传感网络沿容器周向布置，可连续监测毫米级蠕变位移，数据通过无线传输至控制中心，实现全生命周期健康管理。生物医学：人工关节磨损评估人工髋关节在体运动过程中，聚乙烯衬垫与金属股骨头间的接触应力导致衬垫磨损，可能引发假体松动。微型DIC系统结合透明关节模拟器，实时观测衬垫表面应变分布与裂纹扩展路径，为材料改性与结构设计提供依据。江苏VIC-2D数字图像相关测量系统机械式应变测量已有很长的历史。

光学非接触应变测量技术的广泛应用，正在重塑多个关键行业的研发模式。在航空航天领域，研索仪器的 isi-sys 激光无损检测系统采用 Shearography/ESPI 技术，可对复合材料结构进行非破坏性强度检测，精确识别内部缺陷，为飞行器安全提供保障；在汽车工程中，通过 VIC 系列系统对车身及零部件进行受力变形测试，帮助制造商优化设计，提升产品安全性与耐用性。在新能源领域，该技术可用于电池材料的力学性能测试，监测充放电过程中的微变形；而在高校与科研机构，从生物组织力学研究到新型材料开发，研索仪器的测量系统已成为基础研究的重要工具。这些应用场景共同印证了光学非接触测量技术在推动产业升级与科研创新中的关键价值。

近年来，DIC技术向三维化与微型化演进。三维DIC通过双目视觉或多相机系统重建表面三维形貌，消除平面DIC因出平面位移导致的测量误差，在复合材料层间剪切测试中展现出独特优势。微型DIC则结合显微成像技术，实现微米级分辨率的应变测量，为MEMS器件、生物细胞力学研究提供利器。干涉测量以光波波长为基准，通过检测干涉条纹变化实现纳米级位移测量。根据干涉光路设计，可分为电子散斑干涉术（ESPI）、云纹干涉术与光纤干涉术等分支。三维应变测量技术采用可移动式非接触测量头，可方便地整合应用到静态、动态、高速和高温等测量环境中。

在材料科学、结构工程与生物力学等领域，应变测量是揭示材料力学行为、评估结构安全性的关键手段。传统应变测量依赖电阻应变片、引伸计等接触式传感器，虽具有高精度与低成本优势，但在高温、腐蚀、高速加载或微纳尺度等极端条件下，接触式方法的局限性日益凸显。光学非接触应变测量技术凭借其非侵入、全场测量、高空间分辨率及动态响应能力，正逐步成为复杂环境下应变分析的优先选择工具。本文将从光学测量的物理基础出发，系统梳理主流技术路线，探讨其技术挑战与创新方向，并结合典型应用场景展现其工程价值。振弦式应变测量传感器研究起源于20世纪30年代。上海VIC-3D数字图像相关变形测量

研索仪器VIC-3D非接触全场变形测量系统可用于汽车碰撞测试中的钣金变形分析，电池热失控膨胀监测。山东全场三维非接触应变与运动测量系统

光学应变测量的本质是通过分析光与材料表面相互作用后的信号变化，反推材料变形信息。这一过程涉及几何光学、物理光学与波动光学的综合应用，其物理机制可归纳为以下三类：光强调制机制当光照射到变形表面时，表面粗糙度、倾斜角度或遮挡关系的变化会直接导致反射光强分布改变。例如，在激光散斑法中，粗糙表面反射的激光形成随机散斑场，材料变形使散斑图案发生位移与变形，通过分析散斑相关性即可提取应变场。此类方法对光源稳定性要求较低，但易受环境光干扰，且空间分辨率受散斑颗粒尺寸限制。山东全场三维非接触应变与运动测量系统