专利名称：基于数字图像的非接触式光学应变测量方法及应变计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应变测量方法及传感器，尤其是一种利用数字摄像技术实现的 基于数字图像的非接触式光学应变测量方法及应变计。
背景技术：
长期以来，应变测量大多采用电阻应变计、光纤应变计、半导体应变计或机械 引伸计等接触式的传感方式。这些测量方式不仅给被测试样以附加质量，而且其中有些 由于粘接剂的使用在一定程度上也对试样起到了增强作用，使得这些测量方式在越来越 多的生物材料、薄膜材料等试样的测量方面不能被接受。而目前已商品化的视频光学引 伸计，虽然利用视频技术实现了非接触测量，但其所能达到的应变分辨率却远远不能满 足测量的需要。其绝对变形的分辨力一般都在微米量级，相对变形的分辨率最高也只能 达到视场的 1/100000，S卩 10 个微应变(Instron 公司的 AdvancedVideo Extensometer)。
发明内容
本发明提供一种基于数字图像的非接触式光学应变测量方法及应变计，其具有 分辨率高和操作方便的优点。本发明采用如下技术方案一种基于数字图像的非接触式光学应变测量方法，步骤1制备一应变计，所述应变计包括1个公共镜头、与镜头相连的焦距调节 装置及光圈调节装置，在成像平面上设置至少2个图像传感器；步骤2将应变计的镜头对准样品，调节焦距和光圈，使至少2个图像传感器能够 感知到样品上的两个区域；步骤3分别在上述两个区域的图像上确定两个图像子区域，图像子区域的中心 坐标分别为P(X1, Y1)和Q(X2，Y2)；步骤4使样品发生变形，记录步骤2中所述样品上的两个区域在样品变形后对应 的两个新区域的图像；步骤5用数字图像相关分析技术分别在两个新区域图像中寻找步骤3中两 图像子区域的新位置，并确定所对应的新的中心坐标P' (XI+Δ X1,
权利要求
1.一种基于数字图像的非接触式光学应变测量方法，其特征在于，步骤1制备一应变计，所述应变计包括1个公共镜头(1)、与镜头(1)相连的焦距 调节装置(2)及光圈调节装置(3)，在成像平面上设置至少2个图像传感器(5)；步骤2将应变计的镜头(1)对准样品，调节焦距和光圈，使至少2个图像传感器(5) 能够感知到样品上的两个区域；步骤3分别在上述两个区域的图像上确定两个图像子区域，图像子区域的中心坐标 分别为 P (X1, Y1)和 Q(X2，Y2)；步骤4使样品发生变形，记录步骤2中所述样品上的两个区域在样品变形后对应的两 个新区域的图像；步骤5用数字图像相关分析技术分别在两个新区域图像中寻找步骤3中两图像子区 域的新位置，并确定所对应的新的中心坐标P' (X^AX1, Y^AY1)和Q' (X2+Δ X2, Y2+Δ Y2)；步骤6计算P (X1, Y1)和Q(X2，Y2)之间的线应变ε，
2.一种用于权利要求1所述的基于数字图像的非接触式光学应变测量方法的应变计， 其特征在于，包括1个公用的镜头(1)、与镜头(1)相连的焦距调节装置(2)及光圈调 节装置(3)，在成像平面上设有至少2个图像传感器(5)。
3.根据权利要求2所述的应变计，其特征在于，在成像平面上设有3个图像传感器 (5)，且每2个的连线相交。
4.根据权利要求2所述的应变计，其特征在于，在成像平面上设有4个图像传感器 (5)，且4个图像传感器按照2X2阵列分布。
全文摘要
基于数字图像的非接触式光学应变测量方法，制备一应变计，应变计包括公共镜头、焦距及光圈调节装置，在成像平面上设至少2个图像传感器；对准样品，使至少2个图像传感器能够感知到样品上的两个区域；分别确定两个图像子区域，其中心坐标分别为P(X1，Y1)和Q(X2，Y2)；记录品上的两个区域在样品变形后对应的两个新区域的图像；分别在两个新区域图像中寻找中两图像子区域的新位置，并确定新坐标P′(X1+△X1，Y1+△Y1)和Q′(X2+△X2，Y2+△Y2)；计算线应变ε，X方向、Y方向的距离。应变计，包括1个公用的镜头、与镜头相连的焦距调节装置及光圈调节装置，在成像平面上设有至少2个图像传感器。
文档编号G01B11/16GK102012215SQ20101053332
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者何小元 申请人:东南大学