[發明專利]一種雙顯微數字散斑應變測量方法

無效

• 申請號: 200710065976.7
• 申請日: 2007-06-19
• 公開（公告）號: CN101182989A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 馬琨;吳加權
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01B9/04
• 分類號: G01B9/04;G01B11/16
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 趙云

技術領域

本發明涉及結構件的應力、應變的測量方法，尤其是應用光電子技術的應變測量方法。

背景技術

在我國眾多公路網中，存在成千上萬大大小小的在役橋梁需要進行安全檢測。同時每年都有大量新建橋梁需要通過質量安全驗收。目前，雖然已經有X射線、CT、超聲波探測及在構件內埋設光纖等檢測手段對建筑物關鍵部位的應力、應變進行檢。然而，由于測試量大，測試成本高，許多技術在工程現場難于實現，以至于目前仍然大量采用貼應變片一類傳統電測檢測手段對橋梁的承載能力進行測試。由于該方法需要在大型橋梁上布置成百上千的測試點進行維護調試測量，從而使得檢測周期長，檢測費用高，需要浪費大量的財力、人力、物力，對于在役橋梁的安全檢測更是無法展開。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙顯微數字散斑應變測量方法，其檢測周期短，資源耗費量少；檢測費用低，經濟效益可觀；實施方便，便于廣泛應用。

解決本發明的技術問題所采用的方案是：將兩個為一組的帶顯微鏡頭的CCD裝于固定平臺上，測量時在被測物表面制作散斑場，由雙CCD同步采集被測物兩點間標距內的受載前、后的散斑圖像，傳輸入PC機中由相關處理軟件進行運算，得到被測物的力學參量。

本發明的技術方案還包括：顯微鏡的鏡筒上帶有調焦裝置，它由鏡筒上組裝的調焦導軌和調焦手輪連接而成，可方便地調整焦距，在CCD上獲取被測點的最佳圖象；當對建筑構件進行測量時，CCD的固定平臺須與待測構件成一個統一體，可以消除震動對測量精度的影響。

本發明雙顯微數字散斑應變測量方法中所涉及的數字散斑相關運算的基本思想是由CCD攝像機記錄被測物體變形前后的兩幅散斑圖，經計算機A/D轉換得到兩個灰度場，在變形前物體表面某點P的灰度場為P(x，y)，在變形后物體表面的灰度場為P(x+u，y+v)，其中u、v為變形位移量。現在的問題將變形測量問題轉化為兩個灰度場的相關搜索和相關識別的數值計算過程來實現物體變形中位移量u和v的測量。在作相關運算時，首先在變形前的散斑場中選定一個子集區A作為測量的參考子區域。然后，在變形后的散斑場中搜索與參考子區域相對應的子集B，子集大小為m×m像素。根據概率與統計理論，兩子集相關系數定義為

若兩子集完全相關，相關系數為C＝1，若有變形，相關系數會有所下降，測量中通過相關搜索找到相關系數C最大值時對應的變形量即為要求的實際變形位移量。按照上述數字散斑相關方法的基本思想完成散斑相關處理軟件的編寫，測量中只需將橋梁受載前后所采集到的兩幅散斑圖通過軟件計算，便可得出橋梁因受載變形而產生的位移量。