[發明專利]一種基于轉印技術的散斑制作方法

有效

• 申請號: 201410221493.1
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103994727B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 潘鵬志;紀維偉;蘇方聲;聶余滿;馮夏庭
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司42215
• 代理人: 劉治河

技術領域

本發明涉及一種基于轉印技術的散斑制作方法，屬于光測力學、變形測量、工程檢測領域。

背景技術

數字散斑相關方法是上世紀80年代由日本I.Yamaguchi和美國南卡羅來納大學的W.H.Peter和W.F.Ranson等人同時提出的。I.Yamaguchi在研究物體小變形時，采用測量物體變形前后光強的互相關函數峰值來導出物體的位移。Yamaguchi采用雙光束照明，并在照明點法線方向放置圖像傳感器，他推導了物體變形與在衍射場中散斑位移的關系，對加載前后的衍射光場進行相關運算，導出位移場并利用這個關系得到了表面應變。Peter和Ranson則采用電視攝像機記錄被測物體加載前后的激光散斑圖，經模數轉換得到數字灰度場的相關迭代運算，從而得出位移和應變。綜上所述，數字散斑相關法是通過對變形前后的待測物體表面的散斑圖進行相關計算從而測量出物體表面的變形場。因此，散斑成為數字相關法最為重要的組成部分之一。散斑制作的快慢就影響到整個測試的進度，散斑的質量就影響到變形測量的精度。

傳統散斑制作方法采用激光制作，該方法制作的散斑精度高，需要在防振臺上進行測試，對環境影要求高。目前制作的散斑的方法最為常用的是采用噴漆技術，在待測物體表面反復噴涂黑白兩色漆，從而形成人工散斑。這種制作散斑的方法，顆粒大，隨機性強，散斑質量的好壞通常取決于制作人員的技術水平，制作的待測物體返工次數較多。此外，還有化學氣相沉積法、紫外線光刻法，這些方法制作散斑制作方法復雜，散斑顆粒難以控制。而溶液鍍銀法、電子束曝光法、聚焦離子束刻蝕等制作方法，又因制作區域小，價格昂貴，不適合進行推廣。

發明內容

針對上述存在問題，本發明方法提供了一種制作簡單、快捷，操作方便，精度高，價格低廉，適用性強的基于轉印技術的散斑制作方法。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種基于轉印技術的散斑制作方法，所述制作方法按以下步驟進行：

a.通過計算機軟件輸入散斑尺寸、散斑數量、產生變形等參數，生成兩對以上散斑圖。

b.通過軟件對每對數字散斑圖進行數字散斑相關運算，，根據計算結果，選擇散斑匹配度高的散斑圖。

c.打印出選定的散斑圖。

d.按照待測物體尺寸對打印出的散斑圖進行裁剪。

e.將裁剪出的散斑圖轉印在待測物體表面，得到帶有選定散斑圖的待測物體。

本發明所述通過計算機軟件生成散斑圖，包括生成兩對以上散斑圖，每對散斑圖包括無形變散斑圖及相對應賦予已知形變的散斑圖。

本發明所述軟件模擬運算，為對每對散斑圖進行匹配及相關運算。

本發明所述計算效果好的散斑圖，為匹配精度高，計算形變與已知形變較為吻合的散斑圖。

本發明所述轉印，為水轉印技術或熱轉印技術或冷轉印技術。

本發明與現有散斑制作技術相比，具有以下優點及突出效果：常規的散斑制作制作方法，依靠人工操作直接噴涂在待測物體表面，隨機性較大，返工次數多。而通過計算機模擬生成散斑圖，可以對散斑圖的散斑大小、密度、圖形尺寸進行控制，然后再進行相關運算，選擇出匹配度高、計算效果好的散斑圖，只要嚴格按照流程，基本不存在返工。采用噴漆制作散斑圖，操作復雜，且制作完散斑圖后需要較長的晾干時間，制作周期長。通過轉印技術進行散斑的制作，散斑圖直接通過打印機輸出，然后轉印待測物體表面，轉印工序完成后即可開始測試，操作簡單，同時降低了制作周期。就散斑的制作的可重復性而言，采用噴漆制作散斑方法，同一測試中不同待測物體具有的散斑圖往往不同，缺乏對比性。而通過轉印方法制作散斑圖，在選定散斑圖后可以大批量制作，不僅同一測試中可以采用相同的散斑圖，只要待測物體尺寸相同，在不同測試中都可以采用相同的散斑。就生產成本而言，對于一般精度的測試，通過普通打印機就可以實現上述散斑圖的制作，使得該制作方法成本低，取材方便，制作簡單。此外，隨著打印技術和轉印技術的不斷發展，該方法也將得到不斷的發展。

附圖說明

圖1為本發明的操作制作方法流程圖。

圖2為計算機模擬生成的一對散斑圖。

圖3為計算機相關匹配的計算結果的云圖。

圖4為通過水轉印技術制作散斑的制作方法流程圖。

圖5為通過熱轉印技術制作散斑的制作方法流程圖。

圖6為通過冷轉印技術制作散斑的制作方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的具體實施作進一步詳細描述