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為力學實驗室儀器而生
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為力學實驗室儀器而生
三維應變光學測量系統是一種光學非接觸式三維形變測應變量系統，用于分析、計算、記錄變形數據。采用圖形化顯示測量結果 ，便于更好地理解和分析被測材料的性能。系統識別測量物體表面結構的數字圖像 ，在被測物體變形過程中或者變形之后，采集連續的圖像。系統比較數字圖像并計算物體紋理特征的位移和變形。三維應變光學測量系統提供了全場的三維測量、變形、位移和應變。
非接觸式三維變形測量系統是我公司聯合中國科學技術大學與東南大學共同開發的非接觸式三維應變光學測量系統。系統采用非接觸式光學測量方法，可準確測量物體的空間三維坐標、以及載荷作用下的位移及應變等數據，應用范圍包括：
物體表面輪廓測量(三維坐標、形貌測量、逆向工程等)
材料性能測試試驗(楊氏模量、泊松比、彈塑性等)
振動模態分析試驗(穩態振動、非穩態振動)
高速變形測試試驗(爆炸、沖擊等高速測試)
疲勞、斷裂試驗(疲勞、裂紋生長等)
殘余應力分析
生物力學測試(血管、肌肉、骨骼)
FLC成形極限曲線測定
工作原理
非接觸式三維變形測量系統使用兩個相機，基于雙目立體視覺原理，采用三維數字圖像相關方法，可對被測物體表面的三維形貌和載荷作用下的三維變形場進行測量。主要原理：利用經過校驗的標定板對雙目相機系統進行標定，獲得兩個相機的內外參數;利用相關匹配算法，得到左右相機采集圖像中對應點的視差，從圖像中各點的視差數據和預先獲得的標定參數重建物體表面的三維形貌;通過比較載荷作用下測量區域內各點的三維形貌的變化，得到被測物體全場三維位移分布及應變分布。
優勢分析
非接觸式三維變形測量系統具有非接觸式、全場測量、二維和三維測量、視頻引伸計模式、高精度、適用于多種材料及形狀、適合各種尺寸待測物體、微小應變到大應變、高溫測試、高速測試等優點。
(1)非接觸式三維坐標、位移和應變測量
非接觸式三維變形測量系統采用非接觸式光學測量方法測量試件表面三維形變，通過計算可得試件表面全場每一個點的位移和應變等參數，測量過程無需安裝任何傳感器件，避免了使用傳統方法時人為因素引入的測量誤差。
(2)無需現場標定
針對固定測量視場用戶，推出無需現場標定的非接觸式三維變形測量III系統。系統使用PM-P便攜式測量頭，該測量頭針對特定測量視場，無需現場標定，保證系統測量精度。
(3)多種測量模式及功能
非接觸式三維變形測量系統有兩種測量模式針對不同應用環境：二維測量模式、三維測量模式;可實現：視頻引伸計功能、FLC成形極限曲線功能。
(4)滿足多種測試環境
非接觸式三維變形測量系統采用非接觸式光學全場測量方法，無需安裝任何傳感器件，適用于高溫測試環境以及動態測試環境。
(5)用戶可編程控制圖像采集過程
非接觸式三維變形測量系統根據不同采集需求，提供圖像采集過程可編程控制模塊，用戶可以通過時間、外部載荷、溫度以及位移等參數控制圖像采集過程，圖像采集全程可控可編程。
(6)觸發采集器
非接觸式三維變形測量系統采用自主研發的PM-TC觸發采集裝置，控制多個相機之間的觸發同步;同時，支持與外部設備之間模擬信號與數字信號的數據通信。
實際應用領域
(1)材料性能測試:
復合材料性能測試、金屬材料性能測試、新型柔性材料性能測試、聚合物材料性能測試
(2)土木工程
建筑材料性能測試、建筑抗震性能測試、堤壩安全性能監測、鋼結構結構性能測試、火箭發射塔安全性檢測
(3)汽車工程
安全碰撞測試、安全氣囊設計安全性測試、整車振動測試、零部件性能測試
(4)航空航天
飛行器風洞實驗性能測試、高溫下飛行器外殼性能測試、振動控制、輔助結構性能測試
(5)船舶工程
船體結構變形測試
(6)生物工程
骨骼、肌肉、血管等
(7)礦物工程
礦石性能測試
主要技術指標
(1)視場范圍：顯微視場(mm2)-大視場(m2)
(2)最高幀數：75fps
(3)測量精度：10μ?-1000%?
(4)觸發采集器：PM-TC觸發采集器
(5)分辨率：2048x2048 pixel
主要配置
(1)系統處理軟件
公司獨立開發的具有極高的擴展性和兼容性并且可以根據客戶需要定制功能模塊的系統處理軟件。
(2)通用測量頭
多自由度調節相機間距及夾角、適用于多種測量視場、集成偏振照明光源和激光定位導航。另有便攜式測量頭可選
(3)工業相機
CCD和CMOS、多選擇性的分辨率、自定義的采集速率、出色的圖像效果
(4)工業鏡頭
專業工業鏡頭、高分辨率、出色的成像效果、滿足不同測量視場及測量距離
(5)圖形工作站
64位多核處理器、工業級圖形處理性能、配備專業圖形顯示器。臺式和便攜式可選
(6)觸發采集器
2路模擬信號輸入/輸出、4路數字信號輸入、同步控制多相機采集、集中控制光源及激光導航
(7)云臺和支架
專業3D重型齒輪云臺、專業立式支架、多維度調節、固支穩定可靠
(8)標定板
經過校驗,精度高
應用案例分析
(1)非接觸式三維變形測量系統缺口試件三點彎曲測試
(2)非接觸式三維變形測量系統引伸計
(3)非接觸式三維變形測量系統硬幣形貌測量
(4)非接觸式三維變形測量系統裂紋擴展的變形測試
(5)非接觸式三維變形測量系統2800型斯特林制冷機振動測試
(6)非接觸式三維變形測量系統Marker點實時位移測試
(7)非接觸式三維變形測量系統結構震動位移—土木工程震動臺(代替位移傳感器及加速度傳感器)
(8)吸盤實驗
吸盤：樹脂材質，自由狀態直徑約4厘米
標定：圓點-3mm標定板
實驗過程：吸盤制好斑后吸在貨架壁上按緊，不加載荷，盡量讓其與貨架壁貼合。采集一幀作為初始狀態，再以1分鐘每幀的幀率連續采集，采集持續約6小時
選擇第100分鐘時(階段100)的應變云圖觀察應變情況
