產品詳情
1.1 系統(tǒng)介紹
XTDIC-Micro系列顯微應變測量系統(tǒng),將數(shù)字圖像相關法(DIC)與雙目體式顯微鏡技術結合,通過追蹤獲取顯微鏡下材料表面變形過程的序列二維散斑圖像,解算出被測物體在各變形狀態(tài)微觀尺度的三維全場位移場和應變場,實現(xiàn)微小物體變形過程中物體表面的三維坐標、位移及應變的測量,廣泛的應用于生物力學、動態(tài)應變測量、高速變形測量、斷裂力學、及動態(tài)材料試驗中測量材料特性參數(shù)等。
基于雙目體式顯微鏡光路系統(tǒng),在實現(xiàn)顯微觀察的同時,可以實現(xiàn)微小物體的全場應變、位移的實時測量,具有速度快、精度高、易操作等特點。系統(tǒng)的多功能的控制箱提供了各種A/D采集,D/A輸出及相機觸發(fā)功能,并配有高精度的四維運動位移控制裝置、顯微應變測量專用微型拉力試驗機和細微散斑制備裝置,彌補了傳統(tǒng)手段無法進行微小物體變形測量的不足,成為微觀尺度領域變形應變測量的一個了有力測量手段,對于微結構件、生物材料、仿生學的力學性能測試具有重要意義。
系統(tǒng)組成:雙光路體式顯微鏡、兩臺工業(yè)相機、物鏡、定制環(huán)形LED光源,全自動動標定多軸電動轉臺、具有雙頻阻尼隔振系統(tǒng)的抗震臺,相機同步控制觸發(fā)控制箱、光刻標定板、三維數(shù)字散斑動態(tài)變形分析軟件、載荷加壓控制通訊接口、計算機系統(tǒng)等組成。
1.2 應用范圍
- 微觀形貌、應變分析(微米級、納米級)
- 生物力學(骨骼、肌肉、血管等)
- 應變計算、強度評估、組件尺寸測量、非線性變化的檢測
- 先進材料(CFRP、木材、 內含PE的纖維、金屬泡沫、橡膠等)
- 零部件試驗(測量位移、應變)
- 材料試驗( 楊氏模量、泊松比、彈塑性的參數(shù)性能)
- 斷裂力學性能
- 動力學測量(動態(tài)測量、瞬態(tài)測量)
- 強度評估
- 非線性變化檢測
- 動態(tài)應變測量,如疲勞試驗
- 均勻和非均勻材料變形過程中的行為分析
- 各種各向同性和各向異性材料變形特性
1.3 系統(tǒng)的技術優(yōu)勢
- 系統(tǒng)技術先進:國內首個自主研發(fā)的數(shù)字圖像相關法三維變形測量系統(tǒng);自主知識產權的核心算法,技術指標達到國外先進水平。
- 系統(tǒng)應用范圍廣:可用于機械、材料、力學、建筑、土木等多個學科的科學研究與工程測量中,適用于大部分材料,實時獲得被測物全場三維坐標、位移、應變數(shù)據(jù)。
- 系統(tǒng)配置靈活:支持幾毫米到幾米的測量幅面;支持百萬至千萬像素相機,支持低速到高速相機,支持千兆網(wǎng)和Camera Link等多種相機接口;支持任意數(shù)目相機的同時標定,并可以支持外部圖像標定。
- 實時測量:可以實時進行全場應變計算和結果顯示,而非事后處理。
- 系統(tǒng)兼容性強:同時兼容單相機二維測量和多相機三維測量;兼容32位、64位系統(tǒng)。
- 功能模塊強大:具備圓形標志點動態(tài)變形、剛體物體運動軌跡姿態(tài)測量功能模塊。
- 擴展接口豐富:具備萬能試驗機接口,可實時采集試驗機的力、位移等信號;具備杯突實驗機接口,可以測量材料的FLC曲線;具備體式顯微鏡接口,可以實現(xiàn)幾個毫米甚至更微小物體的三維全場變形應變檢測;支持多相機組同步測量,可以同步測量多個區(qū)域的變形應變;系統(tǒng)具備多路A/D輸入、多路D/A輸出、多路開關量輸入和輸出,并可靈活進行擴展。
- 產品性能穩(wěn)定:國內外幾十家使用驗證,性能穩(wěn)定,包括國內多家軍工用戶(中國飛行試驗研究院、中國飛機強度所、復合材料43研究所等),歐美大學(英國NEWCASTLE大學、英國格拉斯哥大學、美國普渡大學等),國內大學(、哈爾濱工業(yè)大學、南京航空航天大學等)。
- 技術支持:自主研發(fā),定制開發(fā)靈活;強大的頂尖級研發(fā)技術團隊為您提供全面的解決方案和技術指導,時刻是您科研開發(fā)的堅實技術后盾。
1.4 系統(tǒng)基本功能
7.4.1基本測量功能:
- ※測量幅面:體式顯微測量幅面1mm²-100mm²;系統(tǒng)軟件可以根據(jù)需求定制測量幅面,配合const、strobe系列硬件可支持50毫米到10米的測量幅面。
- ※測量相機:顯微測量配備0接口相機;系統(tǒng)軟件可支持百萬至千萬像素、低速到高速、千兆網(wǎng)、USB3.0和Camera Link,CXP等多種相機接口,系統(tǒng)軟件控制模塊可支持在線同步采集幀率4500 fps(非高速采集存儲后下載再導入模式)。
- ※系統(tǒng)標定:提供兩種標定模式:全自動標定,采用專用全自動標定軟件和電動標定臺,可實現(xiàn)一鍵式高精度自動標定;系統(tǒng)基本手動標定模式,通過對光刻標定板的不同姿態(tài)手動調整擺放實現(xiàn)標定,支持1-50個相機的同時標定,支持外部圖像標定。
- ※測量模式:同時兼容單相機二維測量和多相機三維測量。
- ※實時計算:采集圖像的同時,可以實時進行三維全場應變計算,具備在線和離線兩種計算處理模式。
- ※高質量斑紋制備及自動分析與實驗規(guī)劃:提供專業(yè)的制斑工藝指導、工具,系統(tǒng)軟件可根據(jù)實驗條件,圖像質量,自動進行散斑圖質量分析及步長面片大小推薦,提升數(shù)據(jù)處理效率和精度;
- 計算模式:具備自動計算和自定義計算兩種模式;
- 測量結果:全場三維坐標、位移、應變、軌跡姿態(tài)、速度及加速度等動態(tài)變形數(shù)據(jù)、溫度場計算(配備有紅外相機時);
- 多個檢測工程:系統(tǒng)軟件支持多個檢測工程的計算、顯示及分析;
- ※支持探針測量功能:系統(tǒng)支持探針方式進行單點位置數(shù)據(jù)采集功能;
- ※支持基于全局控制點的相機外參數(shù)動態(tài)定向,可有效消除測量過程中由于相機基準失穩(wěn)帶來的測量誤差;
- ※可根據(jù)已解算數(shù)據(jù),以編輯公式形式創(chuàng)建新的自定義數(shù)據(jù);
- ※支持導入CAD模型并進行變形模擬顯示;
- ※支持系統(tǒng):支持支持Win10的64位系統(tǒng),具備多線程加速計算功能。
(2)軟件分析報告功能
- ※18種變形應變計算功能:X、Y、Z、E三維位移;Z值投影;徑向距離、徑向距離差;徑向角、徑向角差;應變X、應變Y和應變XY;主應變;最小主應變;厚度減薄量;Mises應變;Tresca應變;剪切角。
- ※支持紅外、近紅外的溫度場解算(配備有紅外相機時)。
- ※支持位移、速度、加速度,角速度,角加速度的解算。
- 支持DIC計算結果和Ansys,ABAQUS的有限元結果的對比分析,以色譜圖的形式顯示DIC結果和有限元計算結果的偏差。
- 支持導入CAD模型(step、iges、stl),計算CAD模型和DIC網(wǎng)格數(shù)據(jù)之間的偏差,以及CAD模型的變形。
- 支持剛性運動物體的軌跡及姿態(tài)解算,可同時跟蹤多個目標,并分析不同剛性體間距離角度等變形數(shù)據(jù)。
- 支持視頻引伸計功能,可以創(chuàng)建多組引伸計,并自定義標距;
- 支持對變形的時域分析,分析變形頻率和振幅,并可以輸出UFF文件;
- ※坐標轉換功能:321轉換、參考點擬合、全局點轉換、矩陣轉換等多種坐標轉換功能;
- ※元素創(chuàng)建功能:三維點、線、面、圓、槽孔、矩形孔、球、圓柱、圓錐;
- ※分析創(chuàng)建功能:點點距離、點線距離、點面距離、線線夾角、線面夾角、面面夾角;
- ※圖像質量分析:包括清晰度分析、亮度分析、對比度分析、散斑質量分析、掃描有效區(qū)域分析;
- ※實時輸出:支持散斑計算結果的實時UDP輸出;
- 數(shù)據(jù)平滑功能:均值,中值,高斯濾波等多種平滑功能;
- 數(shù)據(jù)插值功能:包括狀態(tài)內差值和時間軸差值;
- 材料性能分析:自動計算材料的彈性模量、泊松比、R值和N值等參數(shù);
- 三維截線功能:可對三維測量結果進行直線或圓形截線分析。
- 曲線繪制功能:所有測量結果均可以繪制成曲線圖。
- 成形極限分析功能:可繪制和編輯FLD成形極限曲線。
- 視頻創(chuàng)建功能:可將測量過程二維圖像或者三維測量結果制作成視頻并輸出保存。
- 數(shù)據(jù)輸出功能:測量結果及分析結果輸出成報表,支持TXT,XLS,DOC文件的輸出。
(3)采集控制功能
- ※采集控制箱可以實現(xiàn)測量頭的控制、多個相機的同步觸發(fā)、多路模擬量和開關量數(shù)據(jù)采集、輸入和輸出信號控制。
- 支持Ring-Buffer采集模式,根據(jù)實驗需求切換不同的采集頻率,實現(xiàn)變頻率采集;
- 疲勞采集模塊,自動完成疲勞實驗波形曲線(三角波,正弦波)的相位信息的識別,計數(shù),抓取和停止,自動識別疲勞頻率,波峰和波谷,完成疲勞實驗的長時間監(jiān)測。
- ※具備實時輸出功能,支持UDP、串口、TCP/IP接口的數(shù)字信號輸出,支持DA模擬輸出,支持實時監(jiān)控與反饋功能,實現(xiàn)外部通訊、控制與數(shù)據(jù)交互;
- 多相機同步控制:多相機外同步觸發(fā)信號;
- ※外部采集通訊接口:支持外部載荷如微電子萬能試驗機等外部載荷聯(lián)機采集通訊接口,通過串口通訊或者模擬量實時采集外部的加載力、位移等信號,并與三維全場應變測量數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步,實現(xiàn)應力和應變數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一。
- 光源控制:可以實現(xiàn)測量過程中不同補光需要的LED光源控制,支持精密同步的高頻光源控制。
(4)預留擴展接口:
- ※試驗機接口:通過串口通訊或者模擬量實時采集試驗機的力、位移等信號,并與三維全場應變測量數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步,實現(xiàn)應力和應變數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一;
- ※多測頭同步檢測接口:可以支持1~8個測頭的多相機組同步測量,相機數(shù)目任意擴展,可以同步測量多個區(qū)域的變形應變,適用于不同實驗條件需求下的變形應變測量。
- ※顯微應變測量:配合雙目體式顯微鏡,系統(tǒng)可以實現(xiàn)微小視場的三維全場變形應變檢測,并可支持掃描電鏡、原子顯微鏡等顯微圖像的應變數(shù)據(jù)計算。
- ※大尺寸變形接口:支持攝影測量靜態(tài)變形系統(tǒng),實現(xiàn)變形和局部全場應變檢測數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一。
- ※標志點動態(tài)變形檢測接口:具備圓形標志點動態(tài)變形測量功能;
- ※運動軌跡姿態(tài)檢測接口:具備剛體物體運動軌跡姿態(tài)測量功能;
1.5 典型配置
型號 |
專業(yè)型 |
標準型 |
經濟型 |
顯微鏡 |
德國徠卡M125C |
德國徠卡M80 |
永新NSZ-806 |
總放大倍數(shù) |
0.64x-8x(1.0x物鏡) |
0.6x-4.8x |
0.8x-10x |
相機分辨率 |
500萬像素 |
500萬像素 |
230萬像素 |
幀頻(滿幀) |
75 fps |
75 fps |
40 fps |
最小曝光時間 |
21us |
21μs |
21μs |
測量范圍 |
1mm²-100mm² |
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位移精度 |
0.01pixel |
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位移測量范圍 |
0.01%-500% |
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應變分辨率 |
30μ? |
30μ? |
50μ? |
測量姿態(tài) |
垂直/水平 |
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工作距離 |
61.5mm |
83.4mm |
78mm |
可測量數(shù)據(jù) |
3D全場位移、應變等 |
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用戶接口 |
8路模擬輸入,4路模擬輸出,2路數(shù)字輸入,2路數(shù)字輸出 |
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全自動標定系統(tǒng) |
獨立標定板設計,視野一致的可調中心對齊結構,降低手動操作的要求 快速標定裝置匹配軟件實現(xiàn)100s一鍵自動標定,結果直接應用到分析計算軟件 |
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其他功能 |
專用制斑工具、光刻標定板、光學隔振平臺 |
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選配 |
0.63x、1.0x、1.6x、2.0x物鏡 |
- |
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電腦 |
DELL Precision T5820,CPU:至強W2223;機械硬盤:2T;固態(tài)硬盤:500G(三星 970EVO plus);內存16G×2;顯卡:GTX1650;顯示器:2K液晶顯示器; |