[發明專利]一種基于光學原理的平面變形快捷測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201310339692.8
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103398667A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 周華飛;秦良忠;豆紅堯;謝子令
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 程春生

技術領域

本發明屬于光學測量領域，具體涉及一種基于光學原理的平面變形快捷測量裝置及方法。

背景技術

變形是自然界普遍存在的現象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時間域和空間域的變化。在工程領域方面，當變形量不超過一定范圍時不會造成危害；如果超過變形體所能承受的允許值，則可能引發嚴重的災難。因此，對結構進行定期的變形測量顯得非常重要。

目前，應變片是最常見的變形測量儀器，但應變片一般存在以下三個缺點：1、溫度變化引起應變片敏感柵電阻變化、試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數不同，兩者皆會產生附加應變，引起較大的測量誤差；2、應變片的量程有限，在大應變下具有較大的非線性；3、應變片的輸出信號較微弱，在復雜的環境下，抗干擾能力較差。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種基于光學原理的平面變形快捷測量裝置，可在不同位置多次對平面結構的變形進行測量，具有操作簡單，成本低廉、耐高溫和精度高等特點；本發明同時提供了一種基于光學原理的平面變形快捷測量方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種基于光學原理的平面變形快捷測量裝置，其特征在于，包括四片呈十字形排列的鎳鎘板和數碼相機，所述四片鎳鎘板包括兩片橫向設置的第一鎳鎘板和第二鎳鎘板，以及兩片縱向設置的第三鎳鎘板和第四鎳鎘板，每片鎳鎘板上均開設有一螺栓槽，所述螺栓槽內安裝有一螺栓，所述螺栓可沿螺栓槽滑動；所述螺栓的底端固定在待測物體上；

所述第一鎳鎘板上固定設置有第一橫向標志物和第二橫向標志物，第二鎳鎘板上固定設置有第三橫向標志物；第一橫向標志物、第二橫向標志物和第三橫向標志物的中心點位于同一橫向直線上；第二橫向標志物位于第一橫向標志物和第三橫向標志物之間；

所述第三鎳鎘板上固定設置有第一縱向標志物和第二縱向標志物，第四鎳鎘板上固定設置有第三縱向標志物；第一縱向標志物、第二縱向標志物和第三縱向標志物的中心點位于同一縱向直線上；第二縱向標志物位于第一縱向標志物和第三縱向標志物之間；所述橫向直線與縱向直線相互垂直。

本發明的進一步設置在于，所述第一橫向標志物、第二橫向標志物、第三橫向標志物、第一縱向標志物、第二縱向標志物和第三縱向標志物均為氮化硅，所述氮化硅焊接在鎳鎘板上。

本發明還同時提供了一種基于光學原理的平面變形快捷測量方法，包括以下步驟：

（1）將權利要求（1）所述的基于光學原理的平面變形快捷測量裝置中安裝在待測物體上，在兩片橫向設置的第一鎳鎘板和第二鎳鎘板之間留有間距，兩片縱向設置的第三鎳鎘板和第四鎳鎘板之間留有間距；

（2）安裝完成后，用數碼相機對四片鎳鎘板進行第一次拍攝，所得圖像作為參考圖像；記第一橫向標志物與第二橫向標志物中心點之間的距離為n_x個像素，第一橫向標志物與第三橫向標志物中心點之間的距離為m_x個像素；第一縱向標志物與第二縱向標志物中心點之間的距離為n_y個像素，第一縱向標志物與第三縱向標志物中心點之間的距離為m_y個像素；

第一次觀測時，

第一橫向標志物與第三橫向標志物中心點之間的實際距離為lx=Nxmxnx;]]>

第一縱向標志物與第三縱向標志物中心點之間的實際距離為ly=Nymyny;]]>