[發明專利]一種新型便攜式應變測試系統和測試方法

在審

• 申請號: 201610315654.2
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN107367238A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 賴擁軍;謝孔英
• 申請（專利權）人: 浙江微科機電有限公司;賴擁軍;謝孔英
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種新型便攜式應變測試系統和測試方法。其中涉及微型位移放大機構， 微型放大鏡的制作和使用， 以及使用圖像的處理來測量應變的方法。

背景技術

對材料或結構在不同負載條件下的應變分析為工程設計和分析，以及結構負載，安全監測等提供了有價值的信息。應變的檢測在生產和工程建設中廣泛使用。測量應變最常見的方法是使用電阻式應變片和電子應變測試儀，通過電子應變片的電阻的變化來反映應變的值。這種電子應變儀一般采用專用的橋式放大器來讀取因應變引起的電阻變化值。 這種專業的電子應變儀價格比較貴，攜帶不方便。由于耗電量高，需要供電，在野外現場使用非常的不方便。而且應變片的黏貼需要特別的黏結膠和黏貼步驟，為工程人員的使用帶來諸多不便。

發明內容

本發明針對上述問題提供一種新型便攜式應變測試系統和測試方法。

本發明中新型便攜式應變測試系統：它包括微型位移放大機構，軟體光學放大鏡，用于在個人便攜式平臺（如數碼相機、智能手機、平板電腦和筆記本電腦等）的圖像采集處理和信息顯示應用程序等。 所述的微型位移放大機構，包括兩個固定端黏固在待測件的表面上用于位移輸入，一個位移指針指示輸出位移， 一個兩級位移放大機構，和一個位移及長度參考部件。所述的微型位移放大機構可以采用3D打印， 注塑，壓模等加工方法加工。 所述的軟體光學放大鏡是采用PDMS或其他軟體可成型的材料熱加工而成的單面放大鏡，可以直接黏附在個人便攜平臺的照相機的鏡頭上。所屬的圖像采集處理和結果顯示程序提供圖像采集功能、圖像模式搜索功能、圖像尺寸標定功能、數字圖形顯示功能。

本發明新型應變測試方法是：采用一個一級或多級微型位移放大機構將待測結構表面的應變轉換為位移并且進行放大輸出， 然后采用熱成型方法加工而成的軟體透鏡與個人便攜設備（如數碼相機、智能手機、平板電腦和筆記本電腦等）組成具備顯微功能的圖像拍攝設備，并通過應用程序獲取位移放大機構的輸出指示器圖像、分析位移放大機構輸出指示器的輸出位移，參照預先標定的位移-應變關系，便可得出相應的待測的應變值，并通過個人便攜設備的顯示屏顯示給用戶。

本發明的優點是：使用方便，無需采用專用的橋式電阻信號放大器來讀取應變， 只需要與普遍使用的個人便攜式設備相結合就可以，不受現場供電等諸多狀況的限制；性價比高，采用本發明的方法基本與目前市場上普遍使用的應變片所測得的分辨率相當，但價格卻便宜得多；本發明中的微型位移放大器的固定比通常的應變片的黏貼固定要簡單容易得多，采用普通強力膠即可。本發明中的系統和方法使用簡單， 非工程專業人員亦可操作。

附圖說明

圖1為本發明的方法基本功能構成示意圖。

圖2為本發明中的4種微型位移放大機構原理示意圖。

圖3為本發明中的軟體透鏡及其制作方法示意圖以及透鏡樣品。

圖4為本發明中的采用3D打印的兩個微型位移放大機構實例樣品圖。

圖5為本發明中的采用3D打印的兩個微型位移放大機構進行應變測試結果。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本發明中新型應變測量方法采用微型位移放大機構固定在待測物體表面，然后采用個人圖像/信息平臺，如數碼相機、智能手機、平板電腦和筆記本電腦等， 配合使用圖像放大設備，如放大鏡，顯微鏡等，拍攝微型位移放大機構的位移輸出指示器在不同應變下的指示位置，然后通過圖像分析和預先對位移放大機構的輸入輸出位移的標定關系得出應變的測得值。