為了在航空航天、汽車、焊接工藝等領域的材料研究中取得重大進展，材料研究人員正在致力于研發更輕、更堅固、更耐高溫的材料。這些材料的研發不只可以提高產品的性能和可靠性，還可以為科研實驗人員提供可靠的非接觸式應變測量解決方案，從而增強科研實驗室的創新能力，以滿足應用材料科學快速發展的需求。在高溫材料測試實驗室中，對新材料的性能測試是非常重要的。因此，在測量設備、數據收集和分析計算等方面，實驗數據的高可靠性至關重要。光學非接觸應變測量技術是一種非常有效的方法，可以實時、準確地測量材料在高溫環境下的應變情況。這種測量方法不只可以避免傳統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、更精確的數據。光學非接觸應變測量技術基于光學原理，通過測量材料表面的形變來推導出應變信息。這種方法可以應用于各種材料，包括金屬、陶瓷、復合材料等，并且可以在高溫環境下進行測量。通過使用高分辨率的相機和先進的圖像處理算法，可以實現對材料表面形變的精確測量，從而得到準確的應變數據。光學非接觸應變測量的精度受到多種因素的影響，包括光源穩定性、光學元件質量和干涉圖案清晰度等。云南全場非接觸式應變測量裝置

金屬應變計的實際應變計因子可以通過傳感器廠商或相關文檔獲取，通常約為2。實際上，應變測量的量很少大于幾個毫應變（10?3），因此必須精確測量電阻極微小的變化。例如，如果測試樣本的實際應變為500毫應變，應變計因子為2的應變計可檢測的電阻變化為2 * (500 * 10??) = 0.1%。對于120Ω的應變計，變化值只為0.12Ω。為了測量如此小的電阻變化，應變計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相互連接的電阻臂和激勵電壓VEX組成。當應變計與被測物體一起安裝在電橋的一個臂上時，應變計的電阻值會隨著應變的變化而發生微小的變化。這個微小的變化會導致電橋的電壓輸出發生變化，進而可以通過測量輸出電壓的變化來計算應變的大小。光學非接觸應變測量是一種新興的測量技術，它利用光學原理來測量材料的應變。這種技術可以實現非接觸、高精度和高靈敏度的應變測量。光學非接觸應變測量通常使用光纖光柵傳感器或激光干涉儀等設備來測量材料表面的位移或形變，從而間接計算出應變的大小。廣東三維全場數字圖像相關應變測量光學應變測量對環境中的振動、溫度變化和光照等因素非常敏感，需要進行相應的環境控制和干擾抑制。

對于公路監測而言，通常存在目標占地面積大、監測環境惡劣、復雜以及檢測技術要求高的情況。因此，采用常規方式進行公路變形監測不能有效保障監測有效性，且勞動強度大，需要監測人員花費大量時間投入，自動化方面也存在欠缺。然而，運用GNSS技術可以解決這些問題。GNSS技術是一種全球導航衛星系統，通過接收多顆衛星發射的信號來進行定位。由于GNSS技術在定位上精確度高，且不需要通視，能夠全天不間斷持續工作，因此在操作上能夠很大程度上節省勞動力并將監測提升到自動化程度。研究表明，采用GNSS實施水平位移觀測時，能夠有效發現公路變形在2厘米以內的位移矢量。這意味著，通過GNSS技術可以準確監測到公路的微小變形，及時發現潛在的問題，為公路維護和管理提供重要依據。即使在高程測量下，GNSS技術也能夠將精度控制在10厘米之內，滿足公路監測的要求。

光學應變測量技術具有獨特的全場測量能力，相比傳統的應變測量方法，它能夠在被測物體的整個表面上獲取應變分布的信息。這種全場測量的能力使得光學應變測量技術在結構分析和材料性能評估中具有獨特的優勢，能夠提供更全部、準確的應變數據。傳統的應變測量方法通常只能在有限的測量點上進行測量，無法提供全場的應變信息。這限制了我們對結構和材料的全部了解。而光學應變測量技術通過使用光學傳感器，可以實現對整個表面的應變測量。這意味著我們可以獲得更多的應變數據，從而更好地了解結構和材料的應變分布情況。此外，光學應變測量技術還具有快速、實時的特點。傳統的應變測量方法通常需要較長的測量時間，并且無法實時獲取應變數據。而光學應變測量技術可以實現快速、實時的測量，能夠在短時間內獲取大量的應變數據。這使得光學應變測量技術在動態應變分析和實時監測中具有普遍的應用前景。總之，光學應變測量技術具有全場測量能力，能夠提供更全部、準確的應變數據。它還具有快速、實時的特點，適用于動態應變分析和實時監測。這使得光學應變測量技術在結構分析和材料性能評估中具有獨特的優勢，并具有普遍的應用前景。光學非接觸應變測量對環境的振動和干擾有一定要求，可以通過隔振措施或選擇穩定的測量環境來減小其影響。

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、錯位、燒穿、漏焊、未焊透以及焊腳尺寸等。檢驗方法包括外觀檢驗、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構時，需要注意測量點的平整度和光滑度。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部缺陷。超聲波的傳播速度和衰減特性與材料的物理性質和結構有關，因此可以通過分析超聲波的傳播特性來判斷材料的質量。在超聲波檢測中，縱波檢測主要用于檢測材料的內部缺陷，如裂紋、孔洞等；橫波檢測主要用于檢測焊縫的質量，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，從而評估材料的質量。雖然光學非接觸應變測量存在局限性，但通過在不同平面上投射多個光柵，可以實現多個方向上的應變測量。全場三維非接觸測量

光學非接觸應變測量在高溫環境下實現了非接觸式測量，提供了更便捷和精確的應變監測方法。云南全場非接觸式應變測量裝置

光纖光柵傳感器的光柵在應變測量中存在抗剪能力較差的問題。為了適應不同的基體結構，需要開發相應的封裝方式，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，預埋進混凝土等結構中進行應變測量，例如在橋梁、樓宇、大壩等工程中。然而，對于已有的結構進行監測時，只能進行表貼式封裝，例如對現役飛機的載荷譜進行監測。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，光學非接觸應變測量中的應變傳遞過程必然會造成應變傳遞損耗，導致光纖光柵所測得的應變與基體實際應變不一致。因此，在進行光學非接觸應變測量時，需要考慮這種應變傳遞損耗的影響。為了解決這個問題，可以采取一些措施來減小應變傳遞損耗。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變測量裝置