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。振弦式应变测量传感器具有较强的抗干扰能力的优点。北京光学数字图像相关测量装置

作为美国 Correlated Solutions 公司(全球 DIC 技术创始者)的中国区合作伙伴,研索仪器构建了覆盖 "基础测试 - 特殊场景 - 行业定制" 的全维度产品体系,将国际技术与本土需求深度融合。其产品布局呈现出鲜明的多尺度、全工况适配特征,从微观材料分析到大型结构检测均能提供解决方案。在基础测量领域,VIC 系列产品构成了技术基石。VIC-2D 平面应变测量系统以超过 100 万数据点 / 秒的处理速度,支持光学畸变与 SEM 漂移校正,可在拉伸、压缩、弯曲等常规工况下快速输出平面应变云图,成为高校材料力学实验室的标准配置。VIC-3D 三维表面应变测量系统则通过双目立体视觉原理,实现了三维位移与应变场的同步测量,其行业前沿的精度与可重复性,可满足从金属材料到高分子复合材料的多样化测试需求。该系统搭载的先进算法不仅能输出位移、应变等基础参数,还可直接计算泊松比、杨氏模量等材料本构参数,为材料性能评估提供一站式数据支撑。贵州光学非接触应变与运动测量系统研索仪器科技光学非接触应变测量,便携式设计,方便现场灵活测量。

生物医学:人工关节与组织工程的“光学显微镜”人工髋关节在体运动中,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,发现高应变区域与磨损斑高度重合,为材料改性(如添加纳米氧化铝颗粒增强耐磨性)提供了直接证据。在组织工程领域,DIC技术用于监测细胞支架在动态拉伸下的变形行为,揭示机械刺激对干细胞分化的调控机制,推动“机械生物学”从理论走向临床应用。
新能源:电池安全与风电叶片的“光学守护”锂离子电池在充放电过程中,电极材料体积变化引发应力集中,可能导致电池鼓包或短路。微型DIC系统结合透明电解池,实时观测硅基负极在锂嵌入/脱出过程中的应变演化,揭示了裂纹萌生与容量衰减的关联机制,为高安全性电极材料设计提供指导。在风电领域,叶片在气动载荷与重力作用下产生复杂变形,传统应变片难以覆盖整个曲面。无人机载DIC系统通过空中拍摄叶片振动视频,反演全场应变分布,结合机器学习模型预测叶片疲劳寿命,使运维成本降低25%。应变测量有多种方法,比较常见的是使用应变计测量。

航空航天:复合材料结构的“光学体检”,商用飞机机翼壁板采用碳纤维复合材料以减轻重量,但其各向异性特性导致应变分布复杂,传统应变片易引发层间损伤。三维DIC系统在机翼静力试验中,实时采集壁板在气动载荷下的全场应变,结合数字体积相关(DVC)技术分析内部纤维断裂与基体裂纹扩展,使复合材料结构设计周期缩短40%。在火箭燃料贮箱水压试验中,光纤传感网络沿贮箱周向布置,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。无需接触被测物,研索光学应变测量规避干扰,获取更真实材料力学响应。VIC-2D非接触测量系统
研索光学技术助力材料失效研究,清晰揭示裂纹萌生与扩展的应变分布。北京光学数字图像相关测量装置
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。北京光学数字图像相关测量装置