[发明专利]一种新型便携式应变测试系统和测试方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种新型便携式应变测试系统和测试方法。其中涉及微型位移放大机构， 微型放大镜的制作和使用， 以及使用图像的处理来测量应变的方法。

背景技术

对材料或结构在不同负载条件下的应变分析为工程设计和分析，以及结构负载，安全监测等提供了有价值的信息。应变的检测在生产和工程建设中广泛使用。测量应变最常见的方法是使用电阻式应变片和电子应变测试仪，通过电子应变片的电阻的变化来反映应变的值。这种电子应变仪一般采用专用的桥式放大器来读取因应变引起的电阻变化值。 这种专业的电子应变仪价格比较贵，携带不方便。由于耗电量高，需要供电，在野外现场使用非常的不方便。而且应变片的黏贴需要特别的黏结胶和黏贴步骤，为工程人员的使用带来诸多不便。

发明内容

本发明针对上述问题提供一种新型便携式应变测试系统和测试方法。

本发明中新型便携式应变测试系统：它包括微型位移放大机构，软体光学放大镜，用于在个人便携式平台（如数码相机、智能手机、平板电脑和笔记本电脑等）的图像采集处理和信息显示应用程序等。 所述的微型位移放大机构，包括两个固定端黏固在待测件的表面上用于位移输入，一个位移指针指示输出位移， 一个两级位移放大机构，和一个位移及长度参考部件。所述的微型位移放大机构可以采用3D打印， 注塑，压模等加工方法加工。 所述的软体光学放大镜是采用PDMS或其他软体可成型的材料热加工而成的单面放大镜，可以直接黏附在个人便携平台的照相机的镜头上。所属的图像采集处理和结果显示程序提供图像采集功能、图像模式搜索功能、图像尺寸标定功能、数字图形显示功能。

本发明新型应变测试方法是：采用一个一级或多级微型位移放大机构将待测结构表面的应变转换为位移并且进行放大输出， 然后采用热成型方法加工而成的软体透镜与个人便携设备（如数码相机、智能手机、平板电脑和笔记本电脑等）组成具备显微功能的图像拍摄设备，并通过应用程序获取位移放大机构的输出指示器图像、分析位移放大机构输出指示器的输出位移，参照预先标定的位移-应变关系，便可得出相应的待测的应变值，并通过个人便携设备的显示屏显示给用户。

本发明的优点是：使用方便，无需采用专用的桥式电阻信号放大器来读取应变， 只需要与普遍使用的个人便携式设备相结合就可以，不受现场供电等诸多状况的限制；性价比高，采用本发明的方法基本与目前市场上普遍使用的应变片所测得的分辨率相当，但价格却便宜得多；本发明中的微型位移放大器的固定比通常的应变片的黏贴固定要简单容易得多，采用普通强力胶即可。本发明中的系统和方法使用简单， 非工程专业人员亦可操作。

附图说明

图1为本发明的方法基本功能构成示意图。

图2为本发明中的4种微型位移放大机构原理示意图。

图3为本发明中的软体透镜及其制作方法示意图以及透镜样品。

图4为本发明中的采用3D打印的两个微型位移放大机构实例样品图。

图5为本发明中的采用3D打印的两个微型位移放大机构进行应变测试结果。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明中新型应变测量方法采用微型位移放大机构固定在待测物体表面，然后采用个人图像/信息平台，如数码相机、智能手机、平板电脑和笔记本电脑等， 配合使用图像放大设备，如放大镜，显微镜等，拍摄微型位移放大机构的位移输出指示器在不同应变下的指示位置，然后通过图像分析和预先对位移放大机构的输入输出位移的标定关系得出应变的测得值。