[发明专利]一种基于光学原理的平面变形快捷测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光学测量领域，具体涉及一种基于光学原理的平面变形快捷测量装置及方法。

背景技术

变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域的变化。在工程领域方面，当变形量不超过一定范围时不会造成危害；如果超过变形体所能承受的允许值，则可能引发严重的灾难。因此，对结构进行定期的变形测量显得非常重要。

目前，应变片是最常见的变形测量仪器，但应变片一般存在以下三个缺点：1、温度变化引起应变片敏感栅电阻变化、试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，两者皆会产生附加应变，引起较大的测量误差；2、应变片的量程有限，在大应变下具有较大的非线性；3、应变片的输出信号较微弱，在复杂的环境下，抗干扰能力较差。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种基于光学原理的平面变形快捷测量装置，可在不同位置多次对平面结构的变形进行测量，具有操作简单，成本低廉、耐高温和精度高等特点；本发明同时提供了一种基于光学原理的平面变形快捷测量方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于光学原理的平面变形快捷测量装置，其特征在于，包括四片呈十字形排列的镍镉板和数码相机，所述四片镍镉板包括两片横向设置的第一镍镉板和第二镍镉板，以及两片纵向设置的第三镍镉板和第四镍镉板，每片镍镉板上均开设有一螺栓槽，所述螺栓槽内安装有一螺栓，所述螺栓可沿螺栓槽滑动；所述螺栓的底端固定在待测物体上；

所述第一镍镉板上固定设置有第一横向标志物和第二横向标志物，第二镍镉板上固定设置有第三横向标志物；第一横向标志物、第二横向标志物和第三横向标志物的中心点位于同一横向直线上；第二横向标志物位于第一横向标志物和第三横向标志物之间；

所述第三镍镉板上固定设置有第一纵向标志物和第二纵向标志物，第四镍镉板上固定设置有第三纵向标志物；第一纵向标志物、第二纵向标志物和第三纵向标志物的中心点位于同一纵向直线上；第二纵向标志物位于第一纵向标志物和第三纵向标志物之间；所述横向直线与纵向直线相互垂直。

本发明的进一步设置在于，所述第一横向标志物、第二横向标志物、第三横向标志物、第一纵向标志物、第二纵向标志物和第三纵向标志物均为氮化硅，所述氮化硅焊接在镍镉板上。

本发明还同时提供了一种基于光学原理的平面变形快捷测量方法，包括以下步骤：

（1）将权利要求（1）所述的基于光学原理的平面变形快捷测量装置中安装在待测物体上，在两片横向设置的第一镍镉板和第二镍镉板之间留有间距，两片纵向设置的第三镍镉板和第四镍镉板之间留有间距；

（2）安装完成后，用数码相机对四片镍镉板进行第一次拍摄，所得图像作为参考图像；记第一横向标志物与第二横向标志物中心点之间的距离为n_x个像素，第一横向标志物与第三横向标志物中心点之间的距离为m_x个像素；第一纵向标志物与第二纵向标志物中心点之间的距离为n_y个像素，第一纵向标志物与第三纵向标志物中心点之间的距离为m_y个像素；

第一次观测时，

第一横向标志物与第三横向标志物中心点之间的实际距离为lx=Nxmxnx;]]>

第一纵向标志物与第三纵向标志物中心点之间的实际距离为ly=Nymyny;]]>