數(shù)字相關(guān)方法通過數(shù)字化攝像機把物體變形前后的散斑場轉(zhuǎn)換成數(shù)字散斑場,處理物體變形前后兩個數(shù)字散斑場要借助于圖像識別技術(shù),進(jìn)行相關(guān)分析運算,將變形后的數(shù)字散斑場和變形前的數(shù)字散斑場進(jìn)行比較,如果選定合適的變形模式,物體變形后的數(shù)字散斑場經(jīng)過數(shù)字變換就能恢復(fù)到變形前的數(shù)字散斑場。
數(shù)字散斑相關(guān)法實質(zhì)上是用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)與設(shè)備,通過對被測對象的原始圖像(散斑場)的數(shù)字灰度進(jìn)行直接的數(shù)字處理,實現(xiàn)物體變形場的測量。它不需要對被測物體作特殊的處理,原始數(shù)據(jù)(圖像)采集的方式也較為簡單(普通照相方式),測量的環(huán)境要求比較低。數(shù)字相關(guān)方法具有能發(fā)展成為一種自動的、非接觸式的、應(yīng)用范圍廣泛的測量技術(shù)的條件,可以說是未來光測力學(xué)發(fā)展的主要方向之一。
本儀器可以實現(xiàn)面內(nèi)數(shù)字相關(guān)圖像的采集及處理,采用灰度微分計算方法,從而使結(jié)果(變形矢量、u及v場位移量、線應(yīng)變及角應(yīng)變)可以數(shù)字化輸出。
配置參數(shù):
150w鹵素白光燈:功率150w,光強連續(xù)可調(diào);
白光光纖:雙頭鵝頸光纖;
進(jìn)口光學(xué)放大系統(tǒng):Optom或Navitar套筒、物鏡和適配器等全套,350mm工作距離,視野為3.54mm-22.84mm;
大型三腳架:50kg承重;
顯微鏡調(diào)節(jié)座:行程≧80mm;
三維調(diào)節(jié)座:兩方向俯仰及兩方向平移四自由度調(diào)節(jié);
升降調(diào)節(jié)座:剪切型,0~100mm調(diào)節(jié)范圍;
進(jìn)口數(shù)字CCD:Basler數(shù)字式CCD;
進(jìn)口圖采卡:Meteor-II;
定量加載系統(tǒng):拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
圖像采集、處理及計算軟件:結(jié)果可以圖像數(shù)字化輸出;
FAE-1數(shù)字智能化光測力學(xué)綜合儀
系統(tǒng)涵蓋了從全息光彈性到電子散斑、電子剪切散斑再到數(shù)字相關(guān)等光測力學(xué)發(fā)展歷程所經(jīng)歷的大部分實驗,按照《光測力學(xué)》實驗指導(dǎo)叢書包含的經(jīng)典實驗配置各光學(xué)元器件。不但有傳統(tǒng)的拍照、顯定影等濕式處理,也有圖像計算機自動采集計算的現(xiàn)代圖像處理技術(shù)。系統(tǒng)除了推薦的9個典型實驗(配實驗大綱)外,還允許用戶利用散件自由設(shè)計并布放諸如邁克爾遜干涉儀、干涉儀等,適合相關(guān)專業(yè)本科及碩士研究生教學(xué)及科研使用。
儀器特征:
多功能,非接觸測量,直觀,能獲得全場信息、可測量應(yīng)變、位移、應(yīng)力,而且具有高的靈敏度;
全面及具有靈活性和新穎性,包括:光彈性、現(xiàn)代光測力學(xué)、計算機輔助光測力學(xué)和形狀測量方法;
提供各種典型試件,可方便直接通過實驗獲得結(jié)果,便于學(xué)生和工程技術(shù)人員接受和推廣,短期內(nèi)能迅速掌握,適合較高層次人才培訓(xùn)的需要;
功能參數(shù):
1、光彈性實驗(Photoelasticity)-獲得雙折射模型的內(nèi)部及邊界應(yīng)力條紋。
視場直徑100mm;
雙光源(含單色鈉光λ=589.3nm和電子白光);
*小刻度20刻度框;
線偏振鏡直徑100mm,偏光度99.91%以上,透光度33.5%以上,耐受溫度58℃,濕度95%;
四分之一波片直徑100mm;
帶有數(shù)碼顯示的力傳感器,實現(xiàn)拉壓彎載荷,量程1500N,精度5%;
現(xiàn)代光測力學(xué):
2、全息干涉(Holographic Interferometry)-可以用于離面或面內(nèi)位移的測量。
氦氖激光:功率≥10mw,外腔式氦氖激光器,波長λ=6328埃;
非球面鏡直徑150mm;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
周邊固定,中心受載圓盤試件;
紅光敏感全息干板;
3、全息光彈性(Holographic Photoelasticity)-可以測量透明模型的等和線,結(jié)合光彈性的等差線,可以分析全場應(yīng)力和接觸應(yīng)力。
氦氖激光:功率≥10mw,外腔式氦氖激光器,波長λ=6328埃;
非球面鏡直徑150mm;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
線偏振鏡直徑25mm;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
加載系統(tǒng):實現(xiàn)拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
雙折射試件及有機玻璃試件;
紅光敏感全息干板;
4、高密度云紋干涉(High Sensitive Moire)-在結(jié)構(gòu)上復(fù)制的光柵,獲得反映結(jié)構(gòu)變形的條紋。
密度為600線/mm或1200線/mm;
非球面鏡直徑150mm;
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
*大位移靈敏度:離面0.316微米(λ/2);面內(nèi)0.417微米(1200線/mm);
*大測試范圍0.1~35mm2;
放大倍數(shù)0.2~200倍;
條紋分辨率100條/mm;
圖像采集卡:進(jìn)口高速采集卡、256灰度、30幀/秒;
CCD攝像:Watec-902H、靈敏度0.01流明、分辨率570線;
成像鏡頭:焦距50的CCTV定焦頭;
加載系統(tǒng):實現(xiàn)拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
5、剪切散斑干涉(Shearography)-可以用于測量結(jié)構(gòu)位移變化的梯度,可以用于非破壞檢測。
剪切鏡10、30、50;
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
周邊固定,中心受載圓盤試件;
成像屏,毛玻璃;
紅光敏感全息干板;
6、散斑照相(Specklegraphy)-可以測量結(jié)構(gòu)面內(nèi)逐點和全場位移。光學(xué)傅立葉變換后,可以提取條紋的信息,如可以獲得和分離散斑照相中全場位移,水平方向位移(U場)及垂直方向位移(V場)。
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
繞中心旋轉(zhuǎn)試件;
成像屏,毛玻璃;
紅光敏感全息干板;
7、影像云紋(Shadow Moire)-可以用于測量物體的形狀、面形,也可以測量變形。方法直觀,直接顯示等高線。靈敏度可隨柵線密度和入射角度調(diào)節(jié)。
白光光纖冷光源150w;
帶有75mm定焦投影放大鏡頭的投影系統(tǒng);
云紋柵板1~2線/mm;
演示試件,石膏像;
可調(diào)節(jié)平臺;
電子散斑干涉(ESPI)及電子剪切散斑干涉(ESSPI)
電子散斑干涉(ESPI)-可以測量離面或面內(nèi)位移場,由CCD攝相機取得圖像信息,直接由計算機進(jìn)行圖像處理,直接獲得干涉條紋。特點是不用經(jīng)過顯定影處理和光學(xué)信息提取,靈敏度高,可不在暗房中操作。
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
周邊固定受中心載荷圓盤可繞中心旋轉(zhuǎn)試件;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
測量靈敏度,波長級;
測量量程0.5λ~10λ;
測量范圍≦300mm2;
圖像采集卡:進(jìn)口高速采集卡、256灰度、30幀/秒;
CCD攝像:Watec-902H、靈敏度0.01流明、分辨率570線;
成像鏡頭:28-70的變焦鏡頭;
線偏振鏡直徑25mm;
偏振分光棱鏡,方棱鏡,尺寸半英寸;
電子剪切散斑干涉(ESSPI)-測量離面位移梯度,關(guān)鍵元件為固定剪切角度及方向的Wollaston棱鏡。
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴(kuò)束鏡;
Wollaston棱鏡,剪切角度0.5度;
周邊固定受中心載荷圓盤可繞中心旋轉(zhuǎn)試件;
測量靈敏度,波長級;
測量量程0.5λ~5λ;
測量范圍≦300mm2;
圖像采集卡:進(jìn)口高速采集卡、256灰度、30幀/秒;
CCD攝像:Watec-902H、靈敏度0.01流明、分辨率570線;
成像鏡頭:28-70的變焦鏡頭;
數(shù)字相關(guān)及投影柵
數(shù)字相關(guān)(DIC)
白光光纖冷光源150w;
數(shù)字式CCD,大恒1394口,1K×1K分辨率;
F25百萬像素定焦鏡頭;
六自由度調(diào)節(jié)平臺;
加載系統(tǒng):實現(xiàn)拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
投影柵形貌測量(Project Moire)
白光光纖冷光源150w;
帶有機械式相移機構(gòu)的10~15線/mm投影光柵;
帶有75mm定焦投影放大鏡頭的投影系統(tǒng);
數(shù)字式CCD,大恒1394口,1K×1K分辨率;
F25百萬像素定焦鏡頭;
測量范圍,≦200mm2回轉(zhuǎn)型物體;
測量精度,0.01mm;
六自由度試件載物臺;
激光光刀三維形貌掃描(3D-Laser Scan)
0.5mw激光掃描光刀;
進(jìn)口數(shù)字式CCD,Basler 601f;
雙頭1394圖采卡;
可以調(diào)速的旋轉(zhuǎn)平臺;
測量范圍,直徑30~90mm回轉(zhuǎn)型物體;
測量精度,0.01mm;
選配件
A) 隔振臺:2.4m×1.2m;臺高800mm;氣墊隔振;
B) 加熱爐:250℃,溫控靈敏度±1℃;