[实用新型]虚拟光学引伸计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量构件及其他物体两点之间平均线应变的一种仪器及其测量方法，具体涉及一种无需与试件接触即可进行测量并且使用方便、成本低廉的虚拟光学引伸计。 

背景技术

引伸计(extensometer)是测量构件及其他物体两点之间平均线应变的一种仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。在测量过程中，传感器直接和被测构件接触。 

目前，最常用的引伸计为电阻式引伸计。用此种引伸计测量应变时，将引伸计装卡于试件上，刀刃口与试件接触并将试件变形传递到变形传递杆上，再进一步传递到弹性元件，通过变形传递杆感知应变，粘贴在弹性元件上的应变片感知应变并将其转换为电阻变化量，用适当的测量放大电路将电阻变化转换为电压变化后输出，最终通过测得的电压信号值获得应变的大小。此种引伸计在测量时需接触试件，需要导线引出信号，因此在测量柔性材料变形或者在特殊环境(如高温高压)中测量时存在困难。此外，因为应变片量程有限，且刀口间要有一定的距离，此种引伸计也不能测量微小试件的变形，在测量大变形时也存在问题。 

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种无需与试件接触即可进行测量并且测量精度高、线性度好和节省安装空间的虚拟光学引伸计。 

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的虚拟光学引伸计，包括计算机、图像采集装置、图像处理装置、数据处理装置和结果输出装置，所述计算机的输入端与图像采集装置连接，计算机的输出端与图像处理装置、数据处理装置和结果输出装置依次连接。 

所述图像采集装置为CCD相机，CCD相机与计算机通过USB接口连接。 

所述图像采集装置将采集到的原始图像传送到计算机，所述图像处理装置从原始图像中提取标记点图像，所述数据处理装置根据所提取的标记点图像进行计算并将结果通过结果输出装置进行输出。 

CCD相机为以电荷耦合器件作为光敏感器和光电转换器的遥感用相机。CCD英文全称为Charge-coupled Device，中文全称为电荷耦合元件，可以称为 CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高；CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号；CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号；经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。 

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的虚拟引伸计安装方便，占据空间小；量程不受限制，不会由于测量范围的变化而使引伸计发生破坏；是非接触测量，对被测物无任何附加影响；具有线性度好、测量精度高和无累计误差等优点。 

附图说明

图1是本实用新型的虚拟光学引伸计的结构框图； 

图2是图像采集装置的工作流程图； 

图3是测量的实时位移时间曲线； 

图4是测量的实时应变时间曲线； 

图5是测量值与实际位移的对比曲线； 

图6为桃子试件上标记点的方位示意图； 

图7为应力应变曲线。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。 

如图1所示，本实用新型的虚拟光学引伸计，包括计算机1、图像采集装置2、图像处理装置3、数据处理装置4和结果输出装置5，计算机1的输入端与图像采集装置2连接，计算机1的输出端与图像处理装置3、数据处理装置4和结果输出装置5依次连接。 

本实施例中，图像采集装置2为CCD相机，CCD相机与计算机1通过USB接口连接。 

本实用新型在使用时，图像采集装置2将采集到的原始图像传送到计算机1，图像处理装置3从原始图像中提取标记点图像，数据处理装置4根据所提取的标记点图像进行计算并将结果通过结果输出装置5进行输出。 

本实用新型的虚拟光学引伸计在使用时，具体包括以下步骤： 

1)在待测试件上标记两个标记点；2)图像采集装置2实时记录包含这两个标记点的图片，并输入到计算机1中；3)图像处理装置3通过滤波、二值化分割、区域选择和图像的闭运算从原始图像中提取标记点图像；4)数据处理装置4首先根据以下公式计算标记点的灰度重心坐标，