[发明专利]一种用于形变测量的散斑制作工具及方法

说明书

本发明公开了一种用于形变测量的散斑制作工具及方法。该工具包括光源组件、掩膜板、底板、竖直支撑杆、升降组件和第一喷涂组件，其中光源组件、掩膜板连接于升降组件，掩膜板安装于光源组件的下方，底板安装于掩膜板的下方，所述升降组件在竖直支撑杆上，且位置可上下调节，第一喷涂组件用于对试件喷涂光刻胶。该方法通过使用上述的散斑制作工具制作散斑。通过使用本方法的工具及方法，可以使得制作出的散斑排除人为因素所造成的不良影响，提高散斑的制作良品率。同时制作的散斑不会改变试件的应变分布，保证了将该散斑应用于数字图像相关技术测量时的测量精度和分析结果的准确性。本发明可广泛应用于材料分析技术领域内。

技术领域

本发明涉及材料分析技术领域，尤其是一种用于形变测量的散斑制作工具及方法。

背景技术

随着计算机科学和图像识别等技术的发展，一种新兴的用图像分析材料应变的方法——数字图像相关法(Digital Image Correlation DIC)受到了广泛的关注和应用。该方法通过试件变形前后的两幅数字图像，结合相关算法获取感兴趣区域的变形信息，从而分析得到材料的力学弹性性能等结果，对实验环境的要求极为宽松，并且具有全场测量、抗干扰能力强、测量精度高等优点。

在应用数字图像相关技术时，需要提前在试件涂上一定特征的散斑，通过实时采集试件各个变形阶段的散斑图像来分析全场应变和变形。目前现有技术中散斑的制作方案有传统的手工喷涂法和激光灼烧法，手工喷涂法是先在试件表面喷上一层白色的底漆，然后再通过手动控制的方法在底漆上喷上一层离散、不均匀的黑色散斑，这种制作方式的成本不高但是良品率很低，手动喷涂黑色散斑时稍微用力就会导致散斑连接到一起，相对地，用力不足又会导致特征散斑数量不够。激光灼烧法是采用较小光束的激光器在试件表面烧灼出黑色的特征点，这种制作方式在烧灼时会损坏试件的表面，故而可能会改变试件的应变分布，因此会影响到测量精度和分析结果的准确性。现有技术中，还未有良好的技术方案能够有效解决上述制作方式所存在的弊端。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种用于形变测量的散斑制作工具及方法，能够在制作散斑时排除人为因素所造成的不利影响，提高制作散斑的良品率，同时该制作方法不会对试件的表面造成不良影响，保证了将该散斑应用于数字图像相关技术测量时的测量精度和分析结果的准确性。

本发明实施例所采取的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于形变测量的散斑制作工具，包括：光源组件、掩膜板、底板、竖直支撑杆、升降组件和第一喷涂组件；

所述光源组件、掩膜板连接于升降组件，所述掩膜板安装于光源组件的下方，所述底板安装于掩膜板的下方，所述底板用于放置试件，所述竖直支撑杆设置于底板上，所述升降组件安装于竖直支撑杆上，且所述升降组件在竖直支撑杆上的位置可上下调节，所述第一喷涂组件用于对试件喷涂光刻胶。

进一步，所述光源组件包括准直扩束镜和发光装置；

所述发光装置安装于准直扩束镜的光束入口处，所述掩膜板安装于准直扩束镜的光束出口处的下方。

进一步，还包括：透镜组件，所述透镜组件连接于升降组件，所述透镜组件安装于掩膜板和底板之间，且所述透镜组件包括凹/凸球面透镜和凹/凸非球面透镜。

进一步，还包括：第二喷涂组件，所述第二喷涂组件用于对试件喷涂底漆。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于形变测量的散斑制作方法，用于通过所述的散斑制作工具制作散斑，包括以下步骤：

将试件放置在底板上并开启光源组件；

调整透镜组件和升降组件，使得光线透过掩膜板所形成的图像与试件上的预设测量区域重合；

在试件上的预设测量区域喷涂光刻胶；