CN111043978A - 一种多目dic变形场测量装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多目DIC变形场测量装置和方法,该装置包括:环境模拟器、测量支架、待测试件、两个CCD探测器、视场调节结构、测量基线杆、标准对比试件、底板、一体式圆形防护罩、图像采集与处理计算机和防护罩测控器;一体式圆形防护罩与测量支架连接,测量支架安装在底板上;视场调节结构的两端分别与一体式圆形防护罩和测量基线杆连接;两个CCD探测器分别安装在测量基线杆的两端;待测试件和标准对比试件分别设置在底板上;CCD探测器和一体式圆形防护罩分别通过导线/传输管线与图像采集与处理计算机和防护罩测控器连接。本发明适用于航天器结构在常压高低温、真空高低温环境下结构三维变形测量。
Description
技术领域
本发明属于航天器结构三维变形测量技术领域,尤其涉及一种多目DIC变形场测量装置和方法。
背景技术
随着航天技术的进步,航天器向着高、精、尖的方向快速发展,以高精度天线、精密一体化支架、承载桁架结构等为代表的大尺寸高稳定结构在空间在轨环境下变形极其微小,已作为星载设备安装基准或关键结构件而被广泛应用。随着航天器精度指标性能要求显著提高,为了保证整星和星载设备指标稳定可靠,其安装基准结构必须具有高尺寸稳定的特性,即在空间在轨环境(真空、高低温)下只产生微小变形或“近零变形”,在地面研制过程中其尺寸稳定性指标的有效测量与验证,是高尺寸稳定结构研制亟需突破的瓶颈问题。因此真实有效开展高稳定结构微小变形测量具有十分重要的科学意义及工程应用价值。
目前,传统的测量方法有环境试验前后测量法、隔着环境测量法以及CCD单独保护下的摄影测量或者散斑测量法。环境试验前后测量法,该方法测量只能获取试验前后被测试件的残差,不能获取地面模拟环境变化引起结构变形的过程量,获取的结果是残差而非过程量,很难适用于空间环境条件下结构变形场测量,该方法主要用于地面模拟环境试验后应力释放对结构外形尺寸及形貌影响的评估;隔着环境测量方法,该方法在实际应用中,由于试验环境为封闭结构且观察窗尺寸及位置固定,使得试验箱内被测产品与试验箱外测量仪器的相对位姿关系受到极大限制,往往导致部分结构特征不可测,视场条件差,测量精度及被测视场很难得到保证。CCD单独保护下的摄影测量或者散斑测量法,该方法可以实现大视场原位测量,且有效保护了CCD,但没有对多目测量基线及CCD与测量基线杆的连接件进行防护,长时间大温变条件下测量将会由于测量基线的变形及CCD相对位姿变化产生较大的误差。
发明内容
本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种多目DIC变形场测量装置和方法,适用于航天器结构在常压高低温、真空高低温环境下结构三维变形测量,也适用于其他结构在常压、真空、高低温等环境下的变形测量。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,包括:环境模拟器、设置在环境模拟器内的测量支架、待测试件、CCD探测器Ⅰ、CCD探测器Ⅱ、视场调节结构、测量基线杆、石英玻璃、标准对比试件、底板和一体式圆形防护罩、以及、DIC控制与传输导线、图像采集与处理计算机、防护罩控制与传输管线和防护罩测控器;
底板设置在环境模拟器的内部底面;测量支架的底端安装在底板、顶端与一体式圆形防护罩的外顶部连接;视场调节结构安装在一体式圆形防护罩的下方;视场调节结构的一端与一体式圆形防护罩的内顶部连接,另一端与测量基线杆的中心连接;CCD探测器Ⅰ和CCD探测器Ⅱ分别安装在测量基线杆的两端;一体式圆形防护罩的底部安装有石英玻璃;待测试件和标准对比试件分别设置在底板上、位于两台CCD探测器的正下方;DIC控制与传输导线的一端与图像采集与处理计算机连接,另一端与CCD探测器Ⅰ和CCD探测器Ⅱ连接;防护罩控制与传输管线的一端与防护罩测控器连接,另一端与一体式圆形防护罩连接。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,环境模拟器的壳体上设置有:DIC穿舱接口、防护罩穿舱接口;
DIC控制与传输导线一端与图像采集与处理计算机连接,另一端穿过DIC穿舱接口与位于所述环境模拟器内的CCD探测器Ⅰ和CCD探测器Ⅱ连接;防护罩控制与传输管线一端与防护罩测控器连接,另一端穿过防护罩穿舱接口与位于所述环境模拟器内的一体式圆形防护罩连接。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,测量支架,包括:支腿Ⅰ、支腿Ⅱ、支腿Ⅲ、支腿Ⅳ、连杆Ⅰ和连杆Ⅱ;
连杆Ⅰ和连杆Ⅱ相交、且连杆Ⅰ和连杆Ⅱ的两端分别与支腿Ⅰ、支腿Ⅱ、支腿Ⅲ和支腿Ⅳ的一端连接;支腿Ⅰ、支腿Ⅱ、支腿Ⅲ和支腿Ⅳ的另一端固定在底板上。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,环境模拟器用于模拟常压真空高低温环境;视场调节结构可沿一体式圆形防护罩环向360°旋转,实现垂直于光轴方向的视场调节;一体式圆形防护罩在测量支架上的安装高度可根据光轴方向视场需要进行调节。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,一体式圆形防护罩,包括:加热面板、散热管、冷却水进水口、冷却水回水口、顶部隔热层、内舱体、外舱体、测温传感器Ⅰ、测温传感器Ⅱ和测温传感器Ⅲ;
内舱体与外舱体嵌套安装;内舱体和外舱体的顶部设置有顶部隔热层;加热面板设置在内舱体的内壁面上;测温传感器Ⅲ安装在加热面板上;测温传感器Ⅰ和测温传感器Ⅱ分别安装在CCD探测器Ⅰ和CCD探测器Ⅱ上;散热管环绕安装在内舱体与外舱体之间,散热管一端与冷却水进水口的一端连接,另一端与冷却水回水口的一端连接。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,一体式圆形防护罩,还包括:测量相关线缆接口;
防护罩控制与传输管线的另一端分别与冷却水进水口的另一端和冷却水回水口的另一端连接,以及通过测量相关线缆接口与加热面板、测温传感器Ⅰ、测温传感器Ⅱ和测温传感器Ⅲ连接。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,待测试件为碳蜂窝复合材料结构,长度为600mm,宽度为600mm,厚度为16mm;标准对比试件为2A12铝合金板,长度为120mm,宽度为60mm,厚度为3mm。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,一体式圆形防护罩采用密封耐压结构,与石英玻璃的接界面采用密封圈密封;一体式圆形防护罩的耐压范围为10-3Pa~105Pa。
在上述适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置中,石英玻璃的透光率为95%、厚度为5mm、直径为DS,测量基线杆的长度为L,一体式圆形防护罩内径为D;其中:
L=D-20mm
DS=D-4mm。
本发明还公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量方法,包括:
将完成耐高低温随机散斑制作的待测试件和标准对比试件分别放置于多目DIC变形场测量装置的底板上;
根据所述完成耐高低温随机散斑制作的待测试件和标准对比试件在底板上的位置进行视场调节;
在多目DIC变形场测量装置开机预热完成之后,对所述完成耐高低温随机散斑制作的待测试件和标准对比试件进行比对测量,得到待测试件的变形侧测量结果。
本发明具有以下优点:
(1)本发明公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置和测量方法,解决了高稳定结构地面模拟高低温环境下的高精度测量的难题,能够对微小变形结构在常压真空高低温环境下实现大视场高精度变形场测量。
(2)本发明公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置和测量方法,解决了环境温度变化影响DIC测量系统相机内部电子元器件性能以及带来更大的电流噪声,进而影响图像获取精度的问题,同时可以有效避免传统方法由于工装发生热变形时会导致相机之间基线的变化,从而影响复杂热变形又会导致相机相对姿态变化的问题,从源头上保证了常压/真空高低温环境的多目DIC变形场测量全过程测量系统内外参数的一致性,最终实现地面模拟高低温环境下高精度变形场测量。
(3)本发明公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置和测量方法,解决了传统方法测量中试验前后对比验证对实时测量精度难以追溯问题,提供了一种测量全过程实时测量精度监测可行方案。
(4)本发明公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置和测量方法,使数字图像相关测量系统可以适用于模拟空间在轨环境下测量,并保持较高的测量精度,并将其应用到热变形测量试验测试中有效解决了测量视场干扰、散斑测量相机及测量基线防护等问题,可以适用于常压/真空高低温环境的多目DIC对卫星高稳定结构的高精度变形场测量,也可用于其他类似结构常压、真空环境条件下热变形测量。
附图说明
图1是本发明实施例中一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置的结构示意图;
图2是本发明实施例中一种一体式圆形防护罩的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
实施例1
本发明公开了一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置和测量方法,旨在针对环境试验前后测量法、隔着环境测量法以及CCD单独保护下的摄影测量或者散斑测量法等常规方法存在的一些不足,通过对模拟空间在轨环境下的数字图像相关测量方法设计、测量仪器一体式防护方法、高稳定测量基线设计等,使数字图像相关测量系统可以适用于模拟空间在轨环境下大视场测量,并保持较高的测量精度。主要解决常压真空高低温环境下变形场测量存在的上述问题,同时具有非接触式、高精度、大视场、原位测量、通用等优点,主要解决高尺寸稳定结构地面模拟高低温环境下的大视场高精度测量的难题,用以适用于常压真空高低温环境下变形场测量。
如图1,在本实施例中,该适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,包括:环境模拟器1、设置在环境模拟器1内的测量支架2、待测试件3、CCD探测器Ⅰ71、CCD探测器Ⅱ72、视场调节结构8、测量基线杆9、石英玻璃10、标准对比试件11、底板12和一体式圆形防护罩25、以及、DIC控制与传输导线4、图像采集与处理计算机6、防护罩控制与传输管线13和防护罩测控器15。
优选的,底板12设置在环境模拟器1的内部底面;测量支架2的底端安装在底板12、顶端与一体式圆形防护罩25的外顶部连接;视场调节结构8安装在一体式圆形防护罩25的下方;视场调节结构8的一端与一体式圆形防护罩25的内顶部连接,另一端与测量基线杆9的中心连接;CCD探测器Ⅰ71和CCD探测器Ⅱ72分别安装在测量基线杆9的两端;一体式圆形防护罩25的底部安装有石英玻璃10;待测试件3和标准对比试件11分别设置在底板12上、位于两台CCD探测器7的正下方;DIC控制与传输导线4的一端与图像采集与处理计算机6连接,另一端与CCD探测器Ⅰ71和CCD探测器Ⅱ72连接;防护罩控制与传输管线13的一端与防护罩测控器15连接,另一端与一体式圆形防护罩25连接。
在本发明的一优选实施例中,环境模拟器1的壳体上设置有:DIC穿舱接口5、防护罩穿舱接口14。其中:DIC控制与传输导线4一端与图像采集与处理计算机6连接,另一端穿过DIC穿舱接口5与位于所述环境模拟器1内的CCD探测器Ⅰ71和CCD探测器Ⅱ72连接;防护罩控制与传输管线13一端与防护罩测控器15连接,另一端穿过防护罩穿舱接口14与位于所述环境模拟器1内的一体式圆形防护罩25连接。
在本发明的一优选实施例中,测量支架2,包括:支腿Ⅰ201、支腿Ⅱ202、支腿Ⅲ203、支腿Ⅳ204、连杆Ⅰ205和连杆Ⅱ206。其中:连杆Ⅰ205和连杆Ⅱ206相交、且连杆Ⅰ205和连杆Ⅱ206的两端分别与支腿Ⅰ201、支腿Ⅱ202、支腿Ⅲ203和支腿Ⅳ204的一端连接;支腿Ⅰ201、支腿Ⅱ202、支腿Ⅲ203和支腿Ⅳ204的另一端固定在底板12上。
在本发明的一优选实施例中,环境模拟器1用于模拟常压真空高低温环境;视场调节结构8可沿一体式圆形防护罩25环向360°旋转,实现垂直于光轴方向的视场调节;一体式圆形防护罩25在测量支架2上的安装高度可根据光轴方向视场需要进行调节。
在本发明的一优选实施例中,如图2,一体式圆形防护罩25具体可以包括:加热面板16、散热管17、冷却水进水口18、冷却水回水口19、顶部隔热层20、内舱体22、外舱体23、测温传感器Ⅰ241、测温传感器Ⅱ242和测温传感器Ⅲ243。其中:内舱体22与外舱体23嵌套安装;内舱体22和外舱体23的顶部设置有顶部隔热层20;加热面板16设置在内舱体22的内壁面上;测温传感器Ⅲ243安装在加热面板16上;测温传感器Ⅰ241和测温传感器Ⅱ242分别安装在CCD探测器Ⅰ71和CCD探测器Ⅱ72上;散热管17环绕安装在内舱体22与外舱体23之间,散热管17一端与冷却水进水口18的一端连接,另一端与冷却水回水口19的一端连接。
在本发明的一优选实施例中,一体式圆形防护罩25,还包括:测量相关线缆接口21。其中:防护罩控制与传输管线13的另一端分别与冷却水进水口18的另一端和冷却水回水口19的另一端连接,以及通过测量相关线缆接口21与加热面板16、测温传感器Ⅰ241、测温传感器Ⅱ242和测温传感器Ⅲ243连接。
在本发明的一优选实施例中,待测试件3为碳蜂窝复合材料结构,长度为600mm,宽度为600mm,厚度为16mm;标准对比试件11为2A12铝合金板,长度为120mm,宽度为60mm,厚度为3mm。
在本发明的一优选实施例中,一体式圆形防护罩25采用密封耐压结构,与石英玻璃10的接界面采用密封圈密封;一体式圆形防护罩25的耐压范围为10-3Pa~105Pa。
在本发明的一优选实施例中,石英玻璃10的透光率为95%、厚度为5mm、直径为DS,测量基线杆9的长度为L,一体式圆形防护罩25内径为D;其中:L=D-20mm;DS=D-4mm。
实施例2
在上述实施例的基础上,下面对适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置的测量流程进行说明。
在本实施例中,适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量方法包括如下步骤:
步骤S1,将完成耐高低温随机散斑制作的待测试件和标准对比试件分别放置于多目DIC变形场测量装置的底板上。
在本实施例中,待测试件耐高低温随机散斑制作过程如下:在待测试件表面喷涂耐高低温白色哑光底漆,之后使用耐高低温黑色哑光漆,在白色底漆之上喷涂随机散斑,单个散斑大小控制在DIC测量系统的3~10个像素大小。进一步的,采用与待测试件相同方法,在标准对比试件表面制作耐高低温随机散斑。
步骤S2,根据所述完成耐高低温随机散斑制作的待测试件和标准对比试件在底板上的位置进行视场调节。
在本实施例中,可以通过调节测量支架的高度,实现CCD探测器与待测试件的距离调节;进一步,通过调节CCD探测器与测量基线杆的连接位置及角度,以调节CCD探测器之间的间距及视场角;进一步,通过一体式圆形防护罩内部的视场调节结构,实现CCD探测器与测量基线杆的360°旋转,以使CCD探测器的视场尽可能多地覆盖被测区域。
步骤S3,在多目DIC变形场测量装置开机预热完成之后,对所述完成耐高低温随机散斑制作的待测试件和标准对比试件进行比对测量,得到待测试件的变形侧测量结果。
在本实施例中,步骤S3具体可以包括:
a)多目DIC变形场测量装置连接完成后,装置开机,CCD探测器激活加电,预热时间不少于2小时。
b)一体式圆形防护罩开机,通过防护罩测控器设定一体式圆形防护罩的测控温目标值T0、测控压力P0。
c)待一体式圆形防护罩内温度波动度在T0±1℃、测控压力P0±1%P0后,采用与被测视场大小相当的标定板,隔着石英玻璃对多目DIC变形场测量装置内外参数进行标定,标定图像数不少于20张。
d)初始散斑图像采集。
若为常压高低温环境,则通过图像采集与处理计算机采集待测试件及标准对比试件的初始散斑图像,每个CCD探测器采集的散斑图像数不少于20张,并记录当前采集温度T1。
若为真空高低温环境,则先抽真空,待真空度到达目标至P1之后,通过图像采集与处理计算机进行待测试件及标准对比试件的初始散斑图像采集,采集的散斑图像数不少于20张,并记录当前采集温度T1。
e)按照试验控温要求,依次进行T2、T3、T4、……、Tn控温。在待测试件分别到达目标温度T2、T3、T4、……、Tn并达到目标保温时间t小时后,通过图像采集与处理计算机分别采集被测试件及标准对比试件的散斑图像,每个CCD探测器采集散斑图像数不少于20张,并记录当前被测试件实测温度值T2a、T3a、T4a、……、Tna,以及标准对比试件的实测温度值T2b、T3b、T4b、……、Tnb。
d)随机散斑图像解算。分别对待测试件及标准对比试件的散斑图像进行数字图像相关解算,解算被测试件及标准对比试件在Ti(i=1~n)状态相对于T1状态第一幅随机散斑图像去刚体后的三维变形。
f)随机误差抑制处理。对上述待测试件及标准对比试件的Ti(i=1~n)状态去刚体后的20次重复测量的三维变形Uij(i=1~n,j=1~20),按照如下公式取平均值得到Ui、Vi及Wi。
Ui=(Ui1+Ui2+Ui3+……+Ui20+)/20
Vi=(Vi1+Vi2+Vi3+……+Vi20)/20
Wi=(Wi1+Wi2+Wi3+……+Wi20)/20
g)精度验证。在标准对比试件选取间距Lo≥0.5倍长度L两点A、B,根据标准对比试件的理论热胀系数α(T),采用如下公式,计算标准对比试件A及B在T2b、T3b、T4b、……、Tnb温度状态的理论长度。
L(Tib)=∫Lo×α(T)dT
进一步,计算A、B两点在T2b、T3b、T4b、……、Tnb温度状态的实测长度Ls(Tib)
Ls(Tib)=((Ui)2+(Vi)2+(Wi)2)1/2
进一步,计算标准对比试件A、B两点在T2b、T3b、T4b、……、Tnb温度状态的测量绝对误差δL(Tib)及相对误差△L(Tib)
δL(Tib)=Ls(Tib)-L(Tib)
△L(Tib)=(Ls(Tib)-L(Tib))/Lo
h)测量数据评价与确认。根据T2b、T3b、T4b、……、Tnb温度状态计算得到的绝对误差δL(Tib)及相对误差△L(Tib),若在测量允许误差范围内,则步骤10所得Ui、Vi及Wi为被测试件在Ti(i=1~n)状态的变形侧测量结果。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,包括:环境模拟器(1)、设置在环境模拟器(1)内的测量支架(2)、待测试件(3)、CCD探测器Ⅰ(71)、CCD探测器Ⅱ(72)、视场调节结构(8)、测量基线杆(9)、石英玻璃(10)、标准对比试件(11)、底板(12)和一体式圆形防护罩(25)、以及、DIC控制与传输导线(4)、图像采集与处理计算机(6)、防护罩控制与传输管线(13)和防护罩测控器(15);
底板(12)设置在环境模拟器(1)的内部底面;测量支架(2)的底端安装在底板(12)、顶端与一体式圆形防护罩(25)的外顶部连接;视场调节结构(8)安装在一体式圆形防护罩(25)的下方;视场调节结构(8)的一端与一体式圆形防护罩(25)的内顶部连接,另一端与测量基线杆(9)的中心连接;CCD探测器Ⅰ(71)和CCD探测器Ⅱ(72)分别安装在测量基线杆(9)的两端;一体式圆形防护罩(25)的底部安装有石英玻璃(10);待测试件(3)和标准对比试件(11)分别设置在底板(12)上、位于两台CCD探测器(7)的正下方;DIC控制与传输导线(4)的一端与图像采集与处理计算机(6)连接,另一端与CCD探测器Ⅰ(71)和CCD探测器Ⅱ(72)连接;防护罩控制与传输管线(13)的一端与防护罩测控器(15)连接,另一端与一体式圆形防护罩(25)连接。
2.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,环境模拟器(1)的壳体上设置有:DIC穿舱接口(5)、防护罩穿舱接口(14);
DIC控制与传输导线(4)一端与图像采集与处理计算机(6)连接,另一端穿过DIC穿舱接口(5)与位于所述环境模拟器(1)内的CCD探测器Ⅰ(71)和CCD探测器Ⅱ(72)连接;防护罩控制与传输管线(13)一端与防护罩测控器(15)连接,另一端穿过防护罩穿舱接口(14)与位于所述环境模拟器(1)内的一体式圆形防护罩(25)连接。
3.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,测量支架(2),包括:支腿Ⅰ(201)、支腿Ⅱ(202)、支腿Ⅲ(203)、支腿Ⅳ(204)、连杆Ⅰ(205)和连杆Ⅱ(206);
连杆Ⅰ(205)和连杆Ⅱ(206)相交、且连杆Ⅰ(205)和连杆Ⅱ(206)的两端分别与支腿Ⅰ(201)、支腿Ⅱ(202)、支腿Ⅲ(203)和支腿Ⅳ(204)的一端连接;支腿Ⅰ(201)、支腿Ⅱ(202)、支腿Ⅲ(203)和支腿Ⅳ(204)的另一端固定在底板(12)上。
4.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,环境模拟器(1)用于模拟常压真空高低温环境;视场调节结构(8)可沿一体式圆形防护罩(25)环向360°旋转,实现垂直于光轴方向的视场调节;一体式圆形防护罩(25)在测量支架(2)上的安装高度可根据光轴方向视场需要进行调节。
5.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,一体式圆形防护罩(25),包括:加热面板(16)、散热管(17)、冷却水进水口(18)、冷却水回水口(19)、顶部隔热层(20)、内舱体(22)、外舱体(23)、测温传感器Ⅰ(241)、测温传感器Ⅱ(242)和测温传感器Ⅲ(243);
内舱体(22)与外舱体(23)嵌套安装;内舱体(22)和外舱体(23)的顶部设置有顶部隔热层(20);加热面板(16)设置在内舱体(22)的内壁面上;测温传感器Ⅲ(243)安装在加热面板(16)上;测温传感器Ⅰ(241)和测温传感器Ⅱ(242)分别安装在CCD探测器Ⅰ(71)和CCD探测器Ⅱ(72)上;散热管(17)环绕安装在内舱体(22)与外舱体(23)之间,散热管(17)一端与冷却水进水口(18)的一端连接,另一端与冷却水回水口(19)的一端连接。
6.根据权利要求5所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,一体式圆形防护罩(25),还包括:测量相关线缆接口(21);
防护罩控制与传输管线(13)的另一端分别与冷却水进水口(18)的另一端和冷却水回水口(19)的另一端连接,以及通过测量相关线缆接口(21)与加热面板(16)、测温传感器Ⅰ(241)、测温传感器Ⅱ(242)和测温传感器Ⅲ(243)连接。
7.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,待测试件(3)为碳蜂窝复合材料结构,长度为600mm,宽度为600mm,厚度为16mm;标准对比试件(11)为2A12铝合金板,长度为120mm,宽度为60mm,厚度为3mm。
8.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,一体式圆形防护罩(25)采用密封耐压结构,与石英玻璃(10)的接界面采用密封圈密封;一体式圆形防护罩(25)的耐压范围为10-3Pa~105Pa。
9.根据权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置,其特征在于,石英玻璃(10)的透光率为95%、厚度为5mm、直径为DS,测量基线杆(9)的长度为L,一体式圆形防护罩(25)内径为D;其中:
L=D-20mm
DS=D-4mm。
10.一种基于权利要求1所述的适用于常压真空高低温环境的多目DIC变形场测量装置的测量方法,其特征在于,包括:
将完成耐高低温随机散斑制作的待测试件(3)和标准对比试件(11)分别放置于多目DIC变形场测量装置的底板(12)上;
根据所述完成耐高低温随机散斑制作的待测试件(3)和标准对比试件(11)在底板(12)上的位置进行视场调节;
在多目DIC变形场测量装置开机预热完成之后,对所述完成耐高低温随机散斑制作的待测试件(3)和标准对比试件(11)进行比对测量,得到待测试件(3)的变形侧测量结果。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112284543A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-29 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种热真空试验环境下温度场测量系统 |
CN112284278A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-29 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种模拟空间环境下大视场高精度结构变形测量系统 |
CN113503825A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-10-15 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种运动态结构变形视觉测量方法 |
CN113513999A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-10-19 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种航天器结构静力试验大视场实时变形测量系统及方法 |
CN114943661A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-08-26 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 基于双目相机的无标靶岩石表面变形场观测装置与方法 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55149804A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Toshiba Corp | Profile measuring apparatus for accumulated matter in high blast furnace |
US6717681B1 (en) * | 1999-03-31 | 2004-04-06 | Benjamin A. Bard | Portable real-time high-resolution digital phase-stepping shearography with integrated excitation mechanisms |
CN101672749A (zh) * | 2009-09-28 | 2010-03-17 | 北京航空航天大学 | 材料表面变形测试装置及测试方法 |
CN201819671U (zh) * | 2010-10-20 | 2011-05-04 | 北京卫星环境工程研究所 | 真空低温环境下的天线变形摄影测量系统 |
US20130114088A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-05-09 | John W. Newman | Method and apparatus for the remote nondestructive evaluation of an object |
CN204350121U (zh) * | 2014-10-29 | 2015-05-20 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种双目全景摄像机 |
CN105928467A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-07 | 北京卫星环境工程研究所 | 真空低温环境下大型航天器结构变形测量试验系统 |
CN106767478A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 北京卫星制造厂 | 一种热真空高低温环境下结构微变形测量方法 |
CN207337610U (zh) * | 2017-10-26 | 2018-05-08 | 上海泓申科技发展有限公司 | 一种火焰侦测双目摄像机 |
CN108093187A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-29 | 天津天地伟业电子工业制造有限公司 | 一种双目两通道护罩型星光摄像机 |
CN108195298A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-22 | 清华大学 | 一种高温散斑及其可调控制备方法 |
CN207573492U (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-03 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 多目摄像机 |
CN108955555A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-07 | 合肥工业大学 | 高精度高温变形测量方法 |
CN208227139U (zh) * | 2018-03-23 | 2018-12-11 | 广州广电运通金融电子股份有限公司 | 双目摄像头及摄像设备 |
CN110057301A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-26 | 慧眼自动化科技(广州)有限公司 | 一种基于双目3d视差的高度检测装置及检测方法 |
-
2019
- 2019-11-29 CN CN201911204387.1A patent/CN111043978B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55149804A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Toshiba Corp | Profile measuring apparatus for accumulated matter in high blast furnace |
US6717681B1 (en) * | 1999-03-31 | 2004-04-06 | Benjamin A. Bard | Portable real-time high-resolution digital phase-stepping shearography with integrated excitation mechanisms |
CN101672749A (zh) * | 2009-09-28 | 2010-03-17 | 北京航空航天大学 | 材料表面变形测试装置及测试方法 |
CN201819671U (zh) * | 2010-10-20 | 2011-05-04 | 北京卫星环境工程研究所 | 真空低温环境下的天线变形摄影测量系统 |
US20130114088A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-05-09 | John W. Newman | Method and apparatus for the remote nondestructive evaluation of an object |
CN204350121U (zh) * | 2014-10-29 | 2015-05-20 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种双目全景摄像机 |
CN105928467A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-07 | 北京卫星环境工程研究所 | 真空低温环境下大型航天器结构变形测量试验系统 |
CN106767478A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 北京卫星制造厂 | 一种热真空高低温环境下结构微变形测量方法 |
CN207337610U (zh) * | 2017-10-26 | 2018-05-08 | 上海泓申科技发展有限公司 | 一种火焰侦测双目摄像机 |
CN108195298A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-22 | 清华大学 | 一种高温散斑及其可调控制备方法 |
CN108093187A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-29 | 天津天地伟业电子工业制造有限公司 | 一种双目两通道护罩型星光摄像机 |
CN207573492U (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-03 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 多目摄像机 |
CN208227139U (zh) * | 2018-03-23 | 2018-12-11 | 广州广电运通金融电子股份有限公司 | 双目摄像头及摄像设备 |
CN108955555A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-07 | 合肥工业大学 | 高精度高温变形测量方法 |
CN110057301A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-26 | 慧眼自动化科技(广州)有限公司 | 一种基于双目3d视差的高度检测装置及检测方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
SUN, GY等: "On fracture characteristics of adhesive joints with dissimilar materials - An experimental study using digital image correlation (DIC) technique", 《COMPOSITE STRUCTURES》 * |
蒋山平 等: "真空低温环境用高精度CCD摄影测量系统", 《航天器环境工程》 * |
蒋树春 等: "高精度变形测量装置", 《机电产品开发与创新》 * |
马开锋: "高低温环境卫星天线形面变形的近景摄影测量与数据处理", 《中国博士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112284543A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-29 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种热真空试验环境下温度场测量系统 |
CN112284278A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-29 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种模拟空间环境下大视场高精度结构变形测量系统 |
CN113503825A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-10-15 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种运动态结构变形视觉测量方法 |
CN113503825B (zh) * | 2021-05-31 | 2023-02-03 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种运动态结构变形视觉测量方法 |
CN113513999A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-10-19 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种航天器结构静力试验大视场实时变形测量系统及方法 |
CN113513999B (zh) * | 2021-06-08 | 2023-11-10 | 北京卫星制造厂有限公司 | 一种航天器结构静力试验大视场实时变形测量系统及方法 |
CN114943661A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-08-26 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 基于双目相机的无标靶岩石表面变形场观测装置与方法 |
CN114943661B (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-04 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 基于双目相机的无标靶岩石表面变形场观测装置与方法 |
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Publication number | Publication date |
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