為了在航空航天,、汽車、焊接工藝等領(lǐng)域的材料研究中取得重大進(jìn)展,，材料研究人員正在致力于研發(fā)更輕,、更堅(jiān)固、更耐高溫的材料,。這些材料的研發(fā)不只可以提高產(chǎn)品的性能和可靠性,，還可以為科研實(shí)驗(yàn)人員提供可靠的非接觸式應(yīng)變測量解決方案,，從而增強(qiáng)科研實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新能力，以滿足應(yīng)用材料科學(xué)快速發(fā)展的需求,。在高溫材料測試實(shí)驗(yàn)室中,，對新材料的性能測試是非常重要的。因此,，在測量設(shè)備,、數(shù)據(jù)收集和分析計(jì)算等方面，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的高可靠性至關(guān)重要,。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)是一種非常有效的方法,，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測量材料在高溫環(huán)境下的應(yīng)變情況,。這種測量方法不只可以避免傳統(tǒng)接觸式測量方法可能引起的干擾和損傷,，還可以提供更全部、更精確的數(shù)據(jù),。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量技術(shù)基于光學(xué)原理,，通過測量材料表面的形變來推導(dǎo)出應(yīng)變信息。這種方法可以應(yīng)用于各種材料,，包括金屬,、陶瓷、復(fù)合材料等,，并且可以在高溫環(huán)境下進(jìn)行測量,。通過使用高分辨率的相機(jī)和先進(jìn)的圖像處理算法，可以實(shí)現(xiàn)對材料表面形變的精確測量,，從而得到準(zhǔn)確的應(yīng)變數(shù)據(jù),。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量的精度受到多種因素的影響，包括光源穩(wěn)定性,、光學(xué)元件質(zhì)量和干涉圖案清晰度等,。云南全場非接觸式應(yīng)變測量裝置

金屬應(yīng)變計(jì)的實(shí)際應(yīng)變計(jì)因子可以通過傳感器廠商或相關(guān)文檔獲取，通常約為2,。實(shí)際上,，應(yīng)變測量的量很少大于幾個(gè)毫應(yīng)變（10?3），因此必須精確測量電阻極微小的變化,。例如,，如果測試樣本的實(shí)際應(yīng)變?yōu)?00毫應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)因子為2的應(yīng)變計(jì)可檢測的電阻變化為2 * (500 * 10??) = 0.1%,。對于120Ω的應(yīng)變計(jì)，變化值只為0.12Ω,。為了測量如此小的電阻變化,，應(yīng)變計(jì)采用基于惠斯通電橋的配置概念,。常見的惠斯通電橋由四個(gè)相互連接的電阻臂和激勵電壓VEX組成。當(dāng)應(yīng)變計(jì)與被測物體一起安裝在電橋的一個(gè)臂上時(shí),，應(yīng)變計(jì)的電阻值會隨著應(yīng)變的變化而發(fā)生微小的變化,。這個(gè)微小的變化會導(dǎo)致電橋的電壓輸出發(fā)生變化，進(jìn)而可以通過測量輸出電壓的變化來計(jì)算應(yīng)變的大小,。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量是一種新興的測量技術(shù),，它利用光學(xué)原理來測量材料的應(yīng)變。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非接觸,、高精度和高靈敏度的應(yīng)變測量,。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量通常使用光纖光柵傳感器或激光干涉儀等設(shè)備來測量材料表面的位移或形變，從而間接計(jì)算出應(yīng)變的大小,。廣東三維全場數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)變測量光學(xué)應(yīng)變測量對環(huán)境中的振動,、溫度變化和光照等因素非常敏感，需要進(jìn)行相應(yīng)的環(huán)境控制和干擾抑制,。

對于公路監(jiān)測而言,，通常存在目標(biāo)占地面積大、監(jiān)測環(huán)境惡劣,、復(fù)雜以及檢測技術(shù)要求高的情況,。因此，采用常規(guī)方式進(jìn)行公路變形監(jiān)測不能有效保障監(jiān)測有效性,，且勞動強(qiáng)度大,，需要監(jiān)測人員花費(fèi)大量時(shí)間投入，自動化方面也存在欠缺,。然而,，運(yùn)用GNSS技術(shù)可以解決這些問題。GNSS技術(shù)是一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),，通過接收多顆衛(wèi)星發(fā)射的信號來進(jìn)行定位,。由于GNSS技術(shù)在定位上精確度高，且不需要通視,，能夠全天不間斷持續(xù)工作,，因此在操作上能夠很大程度上節(jié)省勞動力并將監(jiān)測提升到自動化程度。研究表明,，采用GNSS實(shí)施水平位移觀測時(shí),，能夠有效發(fā)現(xiàn)公路變形在2厘米以內(nèi)的位移矢量。這意味著,，通過GNSS技術(shù)可以準(zhǔn)確監(jiān)測到公路的微小變形,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，為公路維護(hù)和管理提供重要依據(jù)。即使在高程測量下,，GNSS技術(shù)也能夠?qū)⒕瓤刂圃?0厘米之內(nèi),，滿足公路監(jiān)測的要求。

光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)具有獨(dú)特的全場測量能力,，相比傳統(tǒng)的應(yīng)變測量方法,，它能夠在被測物體的整個(gè)表面上獲取應(yīng)變分布的信息。這種全場測量的能力使得光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)在結(jié)構(gòu)分析和材料性能評估中具有獨(dú)特的優(yōu)勢,，能夠提供更全部,、準(zhǔn)確的應(yīng)變數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的應(yīng)變測量方法通常只能在有限的測量點(diǎn)上進(jìn)行測量,，無法提供全場的應(yīng)變信息,。這限制了我們對結(jié)構(gòu)和材料的全部了解。而光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)通過使用光學(xué)傳感器,，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)表面的應(yīng)變測量,。這意味著我們可以獲得更多的應(yīng)變數(shù)據(jù)，從而更好地了解結(jié)構(gòu)和材料的應(yīng)變分布情況,。此外,，光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)還具有快速、實(shí)時(shí)的特點(diǎn),。傳統(tǒng)的應(yīng)變測量方法通常需要較長的測量時(shí)間,，并且無法實(shí)時(shí)獲取應(yīng)變數(shù)據(jù)。而光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速,、實(shí)時(shí)的測量,，能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取大量的應(yīng)變數(shù)據(jù)。這使得光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)在動態(tài)應(yīng)變分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測中具有普遍的應(yīng)用前景,?？傊鈱W(xué)應(yīng)變測量技術(shù)具有全場測量能力,，能夠提供更全部,、準(zhǔn)確的應(yīng)變數(shù)據(jù)。它還具有快速,、實(shí)時(shí)的特點(diǎn),，適用于動態(tài)應(yīng)變分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測。這使得光學(xué)應(yīng)變測量技術(shù)在結(jié)構(gòu)分析和材料性能評估中具有獨(dú)特的優(yōu)勢,，并具有普遍的應(yīng)用前景,。光學(xué)非接觸應(yīng)變測量對環(huán)境的振動和干擾有一定要求，可以通過隔振措施或選擇穩(wěn)定的測量環(huán)境來減小其影響,。

鋼材性能的測量主要涉及裂紋,、孔洞、夾渣等方面，而焊縫的檢測則主要關(guān)注夾渣,、氣泡,、咬邊、燒穿,、漏焊、未焊透以及焊腳尺寸不足等問題,。對于鉚釘或螺栓,，主要檢查漏焊、漏檢,、錯(cuò)位,、燒穿、漏焊,、未焊透以及焊腳尺寸等,。檢驗(yàn)方法包括外觀檢驗(yàn)、X射線,、超聲波,、磁粉、滲透性等,。超聲波在金屬材料檢測中要求頻率高,，功率不需要過大，因此具有高檢測靈敏度和測試精度,。超聲檢測通常采用縱波檢測和橫波檢測（主要用于焊縫檢測）,。在使用超聲檢查鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要注意測量點(diǎn)的平整度和光滑度,。超聲波檢測是一種非接觸的檢測方法,，通過將超聲波傳入被測物體中，利用超聲波在材料中的傳播特性來檢測材料的內(nèi)部缺陷,。超聲波的傳播速度和衰減特性與材料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān),，因此可以通過分析超聲波的傳播特性來判斷材料的質(zhì)量。在超聲波檢測中,，縱波檢測主要用于檢測材料的內(nèi)部缺陷,，如裂紋、孔洞等,；橫波檢測主要用于檢測焊縫的質(zhì)量,，如夾渣、氣泡等,。通過分析超聲波的反射,、折射和散射等特性，可以確定缺陷的位置、形狀和大小,，從而評估材料的質(zhì)量,。雖然光學(xué)非接觸應(yīng)變測量存在局限性，但通過在不同平面上投射多個(gè)光柵,，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向上的應(yīng)變測量,。全場三維非接觸測量

光學(xué)非接觸應(yīng)變測量在高溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了非接觸式測量，提供了更便捷和精確的應(yīng)變監(jiān)測方法,。云南全場非接觸式應(yīng)變測量裝置

光纖光柵傳感器的光柵在應(yīng)變測量中存在抗剪能力較差的問題,。為了適應(yīng)不同的基體結(jié)構(gòu)，需要開發(fā)相應(yīng)的封裝方式,，如直接埋入式,、封裝后表貼式、直接表貼等,。直接埋入式封裝通常將光纖光柵用金屬或其他材料封裝成傳感器后,，預(yù)埋進(jìn)混凝土等結(jié)構(gòu)中進(jìn)行應(yīng)變測量，例如在橋梁,、樓宇,、大壩等工程中。然而,，對于已有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測時(shí),，只能進(jìn)行表貼式封裝，例如對現(xiàn)役飛機(jī)的載荷譜進(jìn)行監(jiān)測,。無論采用哪種封裝形式,，由于材料的彈性模量以及粘貼工藝的不同，光學(xué)非接觸應(yīng)變測量中的應(yīng)變傳遞過程必然會造成應(yīng)變傳遞損耗,，導(dǎo)致光纖光柵所測得的應(yīng)變與基體實(shí)際應(yīng)變不一致,。因此，在進(jìn)行光學(xué)非接觸應(yīng)變測量時(shí),，需要考慮這種應(yīng)變傳遞損耗的影響,。為了解決這個(gè)問題，可以采取一些措施來減小應(yīng)變傳遞損耗,。例如,，在封裝過程中選擇合適的材料，具有較高的彈性模量,，以提高傳感器的靈敏度和準(zhǔn)確性,。此外，粘貼工藝也需要精確控制,，以確保光柵與基體之間的接觸緊密,，減小傳遞損耗,。云南全場非接觸式應(yīng)變測量裝置