一、超高速DIC 测试系统简介
相比于以前采用的直接测量被研究物体的方法,我们现在可以使用高速摄像机以及相关的专业软件对其进行光学测量,包括测量材料的变形,位移和应变等信息。这种新技术被称之为数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC),随着该技术的快速发展,已经在许多领域内取得了广泛的应用,例如航空航天、国防以及汽车行业等。
进行数字图像相关技术分析时,首先需要将散斑场施加到待检测的物体上,在施加应力后,摄像机和数字图像相关技术软件会记录和分析散斑场的运动以揭示应变和位移发生的区域。
DIC的分析操作可以利用单个或者多个同步后的摄像机来完成,但这些摄像机都需要具有可以在不同的角度进行摄像记录的功能。单个摄像机将获得一个二维的图像,可用于分析材料的伸长率、拉伸强度和单平面失真等信息。但是多个摄像机体系则是更为常见的,该体系能够获取三维图像,可用于进行平面振动和失真分析等方面。
无论你最终选择哪种类型的DIC设备,该技术都要优于传统的传感器方法。 DIC是一种非接触式的方法,相比于传感技术,这是一个关键的特征优势,因为传感器技术会改变物体的位移或变形信息,并且DIC技术能够提供比传感器技术更丰富的离散数据点,此外,DIC技术分析更加快速,成本更加便宜,且易于与其他一些技术进行集成整合。
二、超高速DIC技术参数
采用独特的1280×800 CMOS传感器,满幅拍摄速率为7400帧/秒,最高拍摄速率可达到1000000帧/秒(可选);具有超高灵敏度(ISO):40000(黑白);10000(彩色)。20ns的时间精度,使其具有更高的帧速率、帧同步及曝光精度;395ns两次曝光最小时间间隔可满足PIV/PTV/LIF/DIC应用的需要,无图像滞后;EDR曝光控制可在1帧图像中设置2种曝光时间,有效避免眩光和爆炸过程中强光对成像的影响;最大存储容量256GB,满足长时间记录的需要;3G HD-SDI和标准HDMI视频输出,可连接模拟和数字监视器实时显示拍摄图像。
图像采集模块:超高速模式分辨率≥1200*1020时,采集帧率≥10000fps,最高采集频率≥800000fps,感光像元≤15μm,一体式超大带宽存储模块≥190GB,相机内存支持自定义分区。
触发方式:包括软件触发、外部电平信号触发(上升沿、下降沿、开关信号),满足霍普金森杆撞击瞬间给到相机触发开始拍摄信号。
配套微距镜头:焦距100mm;光圈大小:f 2.8,支持2倍放大;专用三脚架,承重不低于18Kg,最大高度150cm,折合高度675mm,云台具备6自由度微调和粗调功能,前后仰俯-30°/+90°,侧向倾斜-90°/+30°,具备水平安装和垂直安装;
强光源2个:功率≥300W,光照>8000Lux。
应变测量分析系统支持全场二维坐标重建(xy)及位移场分析(Dx/Dy/合位移),涵盖拉格朗日应变张量(EXX/EYY/EXY/E1/E2)、工程/对数/欧拉应变、米塞斯/屈雷斯加等效应变、曲率参数(k1/2/高斯/平均曲率)、面内旋转角、径向参数(距离/角度)及运动学场(速度/加速度/应变率),支持用三次样条和B样条方法计算速度以及加速度。数据可实时可视化并导出为CSV/Excel格式;
应变测量分析系统集成FOV智能计算模块:支持输入测量视场、相机参数(传感器尺寸/分辨率)及镜头参数(焦距/畸变系数),自动计算多相机空间布局方案,支持推荐散斑最佳尺寸范围;
应变测量分析系统集成散斑质量评价模块:基于散斑尺寸分布、平均灰度梯度及综合评分指标自动判定图像测量适用性,提供ROI区域散斑尺寸分段色阶显示(≥6色阶)以便识别异常尺寸区域,满足DIC分析要求,可与MTS拉伸机配对使用,满足拉伸、压缩,三点弯曲的原位DIC测量与分析;支持导入图片的DIC分析(例如SEM、OM、TEM图片分析)。

带围压的煤的可视化冲击测试
四、可视化高速摄像应力应变计算软件



超高速摄像(碳纤维冲击视频)