可靠的非接触应变测量材料测试亚博网站下载

epsilon技术工程总监Wes Womack博士与Azom谈论关于材料测试的非接触应变测量，以及如何进行测量准确且一致以避免常见错误。亚博网站下载

在我们上次谈话之后，你能告诉我们你在Epsilon科技发布的任何新更新和产品吗?

由于一些原因，人们对非接触式引伸计的兴趣一直在上升。在过去的一年里，我们对这项技术给予了极大的关注，最近我们宣布了一个具有一些重大创新的新产品系列。

为什么材料测试实亚博网站下载验室转向非接触突出器？

两个突出的原因是希望每小时测试更多的样品(更高的吞吐量)和用一个传感器覆盖多个测量长度和测量范围。非接触式方法在样品非常薄、柔顺或可能被接触引伸计损坏的应用中也很有吸引力，对于在失效时释放大量能量的测试，如果将机械引伸计留在原位可能会损坏。

在材料测试应用中，什么技术通常用于非接触应变测量?亚博网站下载

摄像机是最广泛使用的传感器平台，其次是传统的激光扫描系统。视频系统，点对点视频突出器用于实用定量亚博网站下载而全场DIC方法提供位移数据或定性结构和组件的应变数据。

什么障碍防止了更广泛使用的非接触应变测量方法？

主要挑战已经在实时使用中实现了足够的分辨率，准确性和速度。此外，许多视频成像系统的用户抱怨他们花了太长的时间来设置和使用，并要求存储和后处理大规模视频文件。

测试标准如ASTM D3039规定了扩展计分辨率和精度最小值，一些非接触式突出器已经挣扎或未达到这些规格。获得高帧率和数据速率是另一个挑战;然而，这些特征对于执行非接触应变控制是必要的，这对于金属测试而越来越多的应变控制。

此外，许多实验室管理人员需要简单的操作员 - 管理者希望与扩展仪相互作用以增加吞吐量。今天的大多数视频突出器需要大量的时间来培训，调整和校准，以优化伸展计的设置并正确使用它们，以及每次改变样本时的软件交互。因此，我们的两个主要设计目标是在执行重复测试时消除对软件交互的需求，以及消除后处理的任何视频数据。

图像信用：epsilon技术

Epsilon技术系统使用的技术范围是什么?

我们发现，通过复合材料和金属典型的小应变测量所需的分辨率和准确性需要多种技术的组合。管理光路，使用远心光学，快速准确的图像处理算法，专用光学校准技术以及在测试机器上安装的伸展计安装都是重要的因素。使用高速，高分辨率相机传感器是必要的，但我们发现这是不够的 - 组合所提到的所有技术都是至关重要的。

此外，我们设计了一种系统架构，消除了第二台计算机，提供了几个显着的好处。这些是关键技术，特别是对于挑战高速，低应变应用。新系统还将激光器集成为快速准确的光学器件设置。

可靠和准确的非接触应变测量最重要的考虑因素是什么?为什么?

获得良好的性能取决于有足够的分辨率和速度，以及避免校准错误。用户需要注意分辨率，以满足要求的精度级别。例如，ISO 6892和527要求分辨率为1μm或更好，这取决于应用，并不是所有的非接触式引伸计都能做到这一点。同样，ISO 6892建议在应变控制中运行测试，这需要非常快速的实时应变测量图像处理。依赖于测试后图像分析的非接触式伸长计不能用于应变控制。

还有许多其他考虑因素，例如使用远心镜头来补偿平面外运动，验证系统校准在整个视野上，校正不均匀照明。

图像信用：epsilon技术

可靠的非接触应变测量最容易被忽略的因素是什么?

最常见的问题之一是将相机安装在三脚架上。所有所需要的是一个凹凸或有人认为他们可以移动三脚架并把它放回来。除非再次执行校准，否则之后测试数据将是未校准的。这就是为什么将直接安装到测试机器的原因是必不可少的。

当存在“超出平面”运动时，另一个错误源是使用传统镜头。例如，“平坦”试样通常会在整个张力试验中弯曲并伸直。通过传统镜头，这种外平面运动会导致测量误差，因为样品较小。当应变测量值约为2％或更低时，当测试高模量材料时，此误差可能是非常显着的。亚博网站下载

解决方案是使用远心透镜，当样品移出平面时不会改变图像尺寸，消除这种误差源。

此外，重要的是要检查非接触率突出仪的精度等级如何确定。通常，制造商将向特定精度等级陈述最低规格长度，因此必须考虑测试样本的规格长度。此外，值得检查扩展器的验证报告，以确保扩展仪在将使用的规格长度处具有在要测量的应变值处具有必要的准确性。当测量0-1％或具有较小规格长度时，在长规长度或高伸长率下验证的伸展计可能无法满足所需的精度等级。

如何使用视频扩展计来提高测试周期时间和吞吐量?

具有高测试卷的实验室可以寻找自动检测样品标记的非接触突出器，并在没有任何预测试或测试后软件交互的情况下开始测量菌株。这导致了半自动或全自动应变测量的可能性，其中测试操作员仅需要改变样品，并且从未接触伸直计。繁忙实验室中的效益更快，繁忙的实验室吞吐量较少。

对于疲劳测试，可以使用更快的更新率来加速测试本身;具有30 Hz数据速率的视频系统将需要100倍的时间来完成比具有3000 Hz数据速率的视频系统的百万循环测试。

非接触式伸长计是用于循环疲劳试验还是应变控制试验?它们能用于高速率拉伸试验吗?如何?

非接触突出器的工作如接触突出器，用于疲劳测试和应变控制：伸展计必须实时响应足够快，以保持疲劳循环或应变控制回路。这会强调快速处理，延迟最小。简单地说，更快的伸展计实时数据速率使得能够更高的疲劳测试频率和应变控制中的更好性能。

物理动力学(振动)也可能是一个限制因素。一些非接触式系统对振动不敏感，在这方面可以胜过接触式伸长计，但重要的是选择一个具有健壮、刚性安装的系统。

考虑到这些因素，没有运动部件的高速非接触式伸长计可能提供更高的疲劳测试频率。

具有高帧率和跟踪速度的非接触式伸长计也为高速率拉伸测试提供了新的功能。例如，一个3000赫兹帧速率的延伸计可以在仅持续100毫秒的拉伸测试中测量300个数据点。

Epsilon技术公司还生产其他类型的引伸计吗?

我们制作了30多种型号的突出器，COD测量器材和校准器，以处理许多应用 - 来自液氦的环境，轴向，剪切，扭转，平均，双轴等。

图像信用：epsilon技术

我们的读者可以在哪里找到更多？

有关视频伸长计，伸长计校准器，或一般的伸长计，请访问www.epsilontech.com．想要保持最新迄今为止的读者也可以注册我们的通讯．

关于Wes Womack博士

Wes Womack博士是埃斯利隆技术的工程总监。他在2011年加入epsilon，他的背景包括机械设计，控制和信号处理。他领导epsilon的工程团队，因为它们开发了专门的宽松和改进的应变测量技术，并确保了epsilon产品与ISO和ASTM标准的合规性。WES在ASTM标准委员会中活跃，用于机械测试和换能器校准。

韦斯还作为高中机器人俱乐部的导师参与了杰克逊，WY社区。他还为对工程感兴趣的高中生举办了材料科学研讨会。亚博网站下载亚博老虎机网登录

WES在机械工程和PE认证中拥有博士学位。