随着数字孪生技术的成熟,光学非接触应变测量正从“数据采集工具”升级为“模型驱动引擎”。通过将光学测量数据实时注入数字孪生体,可构建“感知-预测-决策”的闭环系统:在风电叶片监测中,光学测量数据驱动的数字孪生模型可预测叶片裂纹扩展,指导预防性维护;在核电站管道系统中,光纤传感网络与数字孪生结合,实现蠕变-疲劳耦合损伤的在线评估,避免突发泄漏事故。光学非接触应变测量技术的演进,本质上是人类对“光-物质相互作用”认知深化的过程。从干涉仪的波长级精度到量子传感的原子级分辨率,从胶片记录到AI实时处理,光学测量不断突破物理极限与工程瓶颈,成为连接基础研究与产业应用的关键桥梁。未来,随着超构表面、拓扑光子学与神经形态计算等前沿技术的融合,光学应变测量将迈向智能化、微型化与集成化新阶段,为人类探索材料极限性能、保障重大基础设施安全提供更强有力的技术支撑。研索仪器非接触全场系统可自动生成全场应变云图、主应变方向、泊松比等参数,支持与FEA仿真数据对比验证。云南全场非接触应变测量系统

在材料力学性能评估、结构可靠性验证的科研与工业场景中,应变测量始终是关键技术支撑。传统接触式测量依赖应变片、引伸计等器件的物理接触,不仅易干扰测试载荷分布、损伤精密样品,更受限于 "单点采样" 的先天缺陷,难以捕捉复杂结构的全场变形规律。随着制造对测试精度的要求迈入微米级甚至纳米级,光学非接触应变测量技术凭借其独特优势实现跨越式发展。研索仪器科技(上海)有限公司(ACQTEC)深耕该领域十余年,以数字图像相关(DIC)技术为关键,构建起覆盖多尺度、全场景的测量解决方案体系,成为连接国际先进技术与中国产业需求的桥梁。高速光学非接触总代理光学非接触应变测量技术基于光学原理,通过分析物体表面在受力变形前后光学特性的变化来获取应变信息。

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与生产模式。研索仪器凭借其完善的产品体系与专业的技术服务,已在航空航天、汽车工程、土木工程、新能源等领域积累了大量案例,成为行业技术升级的重要推动者。在航空航天领域,安全性与轻量化是永恒的追求,研索仪器的测量技术为这一目标提供了精确保障。其 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,识别内部缺陷与分层损伤,无需拆解即可完成飞行器结构的安全评估。在飞机风洞试验中,VIC-3D 系统可实时测量不同攻角、风速条件下机翼的动态变形,获取关键部位的应变分布与振动特性,为机翼结构优化提供数据支撑。在火箭发动机涡轮叶片测试中,极端环境测量系统能够模拟高温高压工况,监测叶片在工作状态下的变形情况,确保发动机运行的可靠性。
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。振弦式应变测量传感器研究起源于20世纪30年代。

人工智能赋能的数据处理传统光学测量数据处理依赖人工特征提取与参数调优,效率与泛化能力受限。深度学习技术的引入为这一问题提供了解决方案。例如,卷积神经网络(CNN)可直接从原始图像中预测应变场,处理速度较传统DIC算法提升两个数量级;生成对抗网络(GAN)则可用于散斑图案增强,提升低对比度图像的测量精度。航空航天:复合材料结构健康监测在C919大型客机机翼壁板测试中,三维DIC系统实时采集壁板在气动载荷下的应变分布,结合有限元模型验证设计合理性。测试结果表明,光学测量数据与数值模拟结果吻合度超过95%,缩短了适航认证周期。研索仪器光学非接触应变测量系统具有亚微米级位移分辨率,应变测量精度达0.005%。广西VIC-2D数字图像相关技术应变测量装置
研索仪器科技光学非接触应变测量,全场测量无死角,获取应变分布。云南全场非接触应变测量系统
作为当前主流的技术路径,数字图像相关(DIC)技术的工作流程已形成标准化范式:首先在被测物体表面制备随机散斑图案,这一图案如同 "光学指纹",为后续识别提供特征标记,可通过人工喷涂、光刻或利用材料自然纹理实现;随后采用高分辨率相机阵列同步采集变形前后的图像序列,捕捉每一个微小形变瞬间;通过零均值归一化互相关系数(ZNCC)等算法,追踪散斑在图像中的位移变化,经三维重建计算得到全场位移场与应变场数据。这种技术路径带来三大突破:其一,非接触特性消除了测量器件对测试系统的力学干扰,尤其适用于软材料、微纳结构等易损伤样品的测试;其二,全场测量能力实现了从 "点测量" 到 "面分析" 的跨越,单次测试可获取数百万个数据点,使变形分布可视化成为可能;其三,亚像素级测量精度突破了传统方法的极限,位移测量精度可达 0.01 像素,配合高分辨率相机可实现纳米级形变检测。这些优势让光学非接触测量成为解决复杂力学测试问题的方案。云南全场非接触应变测量系统