CN114689644A - 高温环境参数测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种高温环境参数测量方法及装置，所述方法包括：加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量；获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。本公开实施例可以实现高温环境中待测物全场弹性模量、全场位移、应变场、应力场的高效、准确测量，可以为研究待测物的应力‑氧化耦合行为提供重要支撑，同时对材料设计提供有力指导。

Description

高温环境参数测量方法及装置
技术领域
本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种高温环境参数测量方法及装置。
背景技术
在航天航空、航空发动机、新能源等领域，许多关键结构部件常服役于高温环境中。在高温、超高温环境中，材料常伴随着强氧化、烧蚀的现象，材料的耐高温性能、抗氧化烧蚀性能成为制约设备发展的重要因素。因此，高温结构材料(如：镍基高温合金)的发展有力推动航天航空、航发等领域的前进。由于在高温服役环境中，高温结构材料也会产生明显的氧化现象，这会导致材料的力学性能、稳定性等发生变化，严重影响材料的使用寿命。然而，由于材料的氧化行为和应力状态存在耦合效应，二者相互制约、相互影响，目前材料在高温氧化下的应力水平很难进行评估，这为材料寿命的预测和设计的指导带来很大的困难。
因此，亟需提出一种高温环境下的应力测量方法。
发明内容
根据本公开的一方面，提供了一种高温环境参数测量方法，所述方法包括：
加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，其中，所述待测物的表面设置有多个参考点，各个参考点在所述目标温度下的抗氧化能力达到预设级别，所述全场弹性模量表示待测物表面各点的弹性模量；
获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；
根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。
在一种可能的实施方式中，在加热所述待测物之前，所述方法还包括：
在初始待测物的表面生成第一介质层；
在所述第一介质层表面涂覆光刻胶，并按照预设图案对所述第一介质层进行光刻处理，所述预设图案与所述待测物表面的所述多个参考点对应；
对光刻处理后的、未被光刻胶覆盖的第一介质层进行刻蚀处理，并去除光刻胶，得到所述待测物。
在一种可能的实施方式中，所述第一介质层为二氧化硅、碳化硅、氮化硅的任意一种，各个参考点为柱状，各个参考点的直径为2.5μm～3.5μm、高度为600nm～800nm，各个参考点之间的距离为6μm～14μm。
在一种可能的实施方式中，确定所述待测物表面的全场弹性模量，包括：
对所述待测物表面的目标区域进行处理得到M×N阵列的观测点，M、N均为正整数；
确定各个观测点的载荷位移曲线，所述载荷位移曲线用于表示所述待测物表面的各个观测点在受力过程中位移随外加载荷的变化关系；
根据所述载荷位移曲线得到各个观测点的弹性模量；
利用各个观测点的弹性模量插值得到所述全场弹性模量。
在一种可能的实施方式中，在确定所述待测物表面的全场模量之前，所述方法还包括：
对所述待测物进行抗氧化处理。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，包括：
根据所述第一图像、所述第二图像中各个参考点位置、高度，分别得到所述第一图像及所述第二图像中各个参考点的空间坐标；
根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移；
对各个参考点的位移进行插值，得到所述待测物表面的全场位移。
在一种可能的实施方式中，所述根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移，包括：
以所述多个参考点中的第一参考点为基准，分别确定在所述第一图像及所述第二图像中，所述多个参考点中任意一个第二参考点相对于所述第一参考点的第一平面距离、第二平面距离，其中，所述第一平面距离与所述第二平面距离的方向不同；
根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第一平面距离之差，得到所述第二参考点的第一平面位移；
根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第二平面距离之差，得到所述第二参考点的第二平面位移。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，包括：
对所述待测物表面各个点的位移分别进行差分运算，得到所述应变场；
根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，从而得到所述应力场。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，包括：
通过如下公式得到各个点的应力：
Figure BDA0003570702910000021
其中，σx、σy分别表示x方向、y方向的应力，E表示弹性模量，ν表示泊松比，εx表示x方向的应变，εy表示y方向的应变。
根据本公开的一方面，提供了一种参数测量装置，所述装置包括：
加热模块，用于加热待测物，其中，所述待测物的表面设置有多个参考点，各个参考点在目标温度下的抗氧化能力达到预设级别；
第一确定模块，用于在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，所述全场弹性模量表示待测物表面各点的弹性模量；
第二确定模块，用于获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；
第三确定模块，用于根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。
本公开实施例的各个方面通过加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，实现了高温环境中待测物全场弹性模量、全场位移、应变场、应力场的高效、准确测量，可以为研究待测物的应力-氧化耦合行为提供重要支撑，同时对材料设计提供有力指导，具有极其重要的工程应用价值与科学研究价值。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
图1示出了根据本公开实施例的参数测量方法的流程图。
图2示出了根据本公开实施例的参数测量方法的流程图。
图3示出了根据本公开实施例的待测物制备过程的示意图。
图4示出了根据本公开实施例的参考点阵列的示意图。
图5示出了根据本公开实施例的确定全场弹性模量的流程图。
图6示出了根据本公开实施例的确定全场位移的流程图。
图7示出了根据本公开实施例确定平面位移的示意图。
图8示出了根据本公开实施例的确定应变场、应力场的流程图。
图9示出了根据本公开示例的参数测量装置的框图。
图10示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。
图11示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
请参阅图1，图1示出了根据本公开实施例的参数测量方法的流程图。
如图1所示，所述方法包括：
步骤S11，加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，其中，所述待测物的表面设置有多个参考点，各个参考点在目标温度下的抗氧化能力达到预设级别，所述全场弹性模量表示待测物表面各点的弹性模量；
步骤S12，获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；
步骤S13，根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。
本公开实施例通过加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，实现了高温环境中待测物全场弹性模量、全场位移、应变场、应力场的高效、准确测量，可以为研究待测物的应力-氧化耦合行为提供重要支撑，同时对材料设计提供有力指导，具有极其重要的工程应用价值与科学研究价值。
本公开实施例参数测量方法的各个步骤均可以通过控制组件实现，例如控制组件控制加热设备加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，本公开实施例对控制组件的具体实现方式不做限定，控制组件可以包括但不限于单独的处理器，或者分立元器件，或者处理器与分立元器件的组合。所述处理器可以包括电子设备中具有执行指令功能的控制器，所述处理器可以按任何适当的方式实现，例如，被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。在所述处理器内部，可以通过逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等硬件电路执行所述可执行指令。
当然，本公开实施例参数测量方法的各个步骤也可以通过包括处理组件的电子设备实现，电子设备可以包括终端、服务器等。
本公开实施例对待测物的材料类型不做限定，待测物可以为应用于航天航空、航空发动机、新能源等领域中的耐高温材料，例如可以为合金类高温结构材料(如镍基高温合金)，本公开实施例对参考点的数目、分布、形状、材料不做限定，示例性的，参考点的材料可以为二氧化硅、碳化硅、氮化硅等在高温(例如目标温度)环境下性质保持稳定、基本不发生氧化(抗氧化能力达到预设级别)的材料的任意一种。各个参考点的形状可以为柱状，各个参考点的直径可以为2.5μm～3.5μm(如3μm)、高度可以为600nm～800nm(如700nm)，各个参考点之间的距离可以为6μm～14μm(如10±2μm)，示例性的，各个参考点可以呈随机点阵布置，以便于在高温氧化后识别特征，避免因为热膨胀引起整体点阵移动而错配。
示例性的，参考点可以是通过制备工艺制备到待测物上的，本公开实施例对具体的制备方法不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的制备方法实现，下面对优选的制备方法的可能实现方式进行示例性介绍。
请参阅图2，图2示出了根据本公开实施例的参数测量方法的流程图。
在一种可能的实施方式中，如图2所示，在加热所述待测物之前，所述方法还可以包括：
步骤S21，在初始待测物的表面生成第一介质层；
步骤S21，在所述第一介质层表面涂覆光刻胶，并按照预设图案对所述第一介质层进行光刻处理，所述预设图案与所述待测物表面的所述多个参考点对应；
步骤S21，对光刻处理后的、未被光刻胶覆盖的第一介质层进行刻蚀处理，并去除光刻胶，得到所述待测物。
本公开实施例通过在初始待测物的表面生成第一介质层，在所述第一介质层表面涂覆光刻胶，并按照预设图案对所述第一介质层进行光刻处理，对光刻处理后的、未被光刻胶覆盖的第一介质层进行刻蚀处理，并去除光刻胶，可以快速得到设置有多个参考点的所述待测物。
在一种可能的实施方式中，所述第一介质层为二氧化硅、碳化硅、氮化硅等材料的任意一种。
示例性的，所述初始待测物可以为待测材料，如可以为合金类高温结构材料(如镍基高温合金)。
本公开实施例对生长介质层的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的工艺实现，例如，本公开实施例可以采用磁控溅射的方式在样品表面沉积第一介质层，并将第一介质层的厚度控制在600～800纳米，当然，在生长介质层之前，本公开实施例可以对初始待测物进行预处理，例如可以用机械研磨、振动抛光、酒精超声清洗等工艺处理初始待测物，使初始待测物表面满足微纳制备的要求。
本公开实施例对光刻处理的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要实现对第一介质层的光刻处理，示例性的，本公开实施例可以提前制作预设图案(如根据设计的参考点阵列制作掩膜版)，在第一介质层的表面涂覆(如采用旋涂的方式)光刻胶，并可以利用深紫外显影曝光技术，在第一介质层表面实现光刻。
本公开实施例步骤S23的刻蚀处理的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的刻蚀工艺实现，示例性的，本公开实施例可以采用ICP刻蚀法对第一介质层进行刻蚀。
下面以具体的示例对制备待测物的过程进行示例性介绍。
请参阅图3，图3示出了根据本公开实施例的待测物制备过程的示意图。
请参阅图4，图4示出了根据本公开实施例的参考点阵列的示意图。
在一个示例中，如图3所示，本公开实施例可以对初始待测物使用磁控溅射的方式在样品表面沉积二氧化硅层，膜厚控制在700纳米。
在一个示例中，如图3所示，本公开实施例可以在沉积上二氧化硅层的初始待测物的表面旋涂光刻胶。
在一个示例中，如图3所示，本公开实施例可以按照图4所示的参考点阵列制作掩膜版，并利用深紫外显影曝光技术，在二氧化硅层表面实现光刻，以保留参考点阵列处即各个参考点位置的光刻胶。
在一个示例中，如图3所示，本公开实施例可以用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀法实现对二氧化硅材料的刻蚀，以得到各个参考点。
在一个示例中，如图3所示，本公开实施例可以去除多余的光刻胶，用超声清洗表面，实现对包括参考点阵列的待测物的制备。
以上对包括多个参考点的待测物的制备方法进行了示例性介绍，但应该明白的是，以上描述是示例性的，不应视为是对本公开实施例的限制，本领域技术人员可以根据实际情况及需要对制备待测物的步骤进行增加、改变甚至减少，或利用其他制备方法替代，只要可以将多个参考点制备到待测物即可。
示例性的，在得到待测物后，本公开实施例可以通过加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，实现了高温环境中待测物全场弹性模量、全场位移、应变场、应力场的高效、准确测量，当然，本公开实施例对预设时长的具体大小、目标温度的具体大小均不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要设定，例如，本公开实施例的预设时长可以根据待测物的氧化性能(氧化速度等)确定，通过对待测物加热超过预设时长，可以使得待测物充分氧化；本公开实施例的目标温度为需要对待测物进行测试的温度，本领域技术人员可以根据实际情况设定。
本公开实施例对加热待测物的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以选择合适的加热方式，例如，可以利用高温纳米压痕仪进行加热。
下面对确定待测物各个参数的具体实现方式进行示例性介绍。
请参阅图5，图5示出了根据本公开实施例的确定全场弹性模量的流程图。
在一种可能的实施方式中，如图5所示，步骤S11确定所述待测物表面的全场弹性模量，可以包括：
步骤S110，对所述待测物表面的目标区域进行处理得到M×N阵列的观测点，M、N均为正整数；
步骤S111，确定各个观测点的载荷位移曲线，所述载荷位移曲线用于表示所述待测物表面的各个观测点在受力过程中位移随外加载荷的变化关系；
步骤S112，根据所述载荷位移曲线得到各个观测点的弹性模量；
步骤S113，利用各个观测点的弹性模量插值得到所述全场弹性模量。
本公开实施例通过对所述待测物表面的目标区域进行处理得到M×N阵列的观测点，M、N均为正整数，确定各个观测点的载荷位移曲线，根据所述载荷位移曲线得到各个观测点的弹性模量，利用各个观测点的弹性模量插值可以全速、准确地得到所述全场弹性模量。
本公开实施例对得到M×N阵列的观测点的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的技术实现，例如，本公开实施例可以利用纳米压痕仪的探针对待测物表面氧化膜的目标区域压M×N(如8*8)阵列的观测点。
本公开实施例对确定各个观测点的载荷位移曲线的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以利用相关技术确定。
本公开实施例对根据所述载荷位移曲线得到各个观测点的弹性模量的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的方式实现，例如，本公开实施例可以基于纳米压痕理论利用载荷位移曲线得到8*8阵列上各点的弹性模量。
本公开实施例对插值的具体方式不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要采用合适的插值方式，如可以采用最近邻插值法(Nearest NeighborInterpolation)、双线性插值法、双三次插值法等。
在一种可能的实施方式中，在确定所述待测物表面的全场模量之前，所述方法还可以包括：
对所述待测物进行抗氧化处理。
本公开实施例在将待测物加热超过预设时长、且所述待测物达到目标温度后，可以对待测物进行抗氧化处理(如通入惰性气体)，当然也可以对待测物进行保温，通过抗氧化处理和/或保温处理，本公开实施例可以避免待测物被再次氧化。
本公开实施例还可以测试待测物在不同氧化程度下的各个参数，例如，在加热待测物达到目标温度后，可以继续加热预设时长，该预设时长与氧化程度相关联，示例性的，预设时长设置的越大，氧化程度越高，在达到预设时长后，可以通入氮气等惰性气体进行抗氧化处理以免进一步氧化，并对当前氧化程度(当前预设时长)下的待测物进行各个参数的测量，当然，预设时长的具体大小本公开实施例不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况及需要设置，本公开实施例对预设时长与氧化程度的关联关系也不做限定，不同的材料可以具有不同的氧化特性，本领域技术人员根据相关技术确定。
请参阅图6，图6示出了根据本公开实施例的确定全场位移的流程图。
在一种可能的实施方式中，如图6所示，步骤S12根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，可以包括：
步骤S120，根据所述第一图像、所述第二图像中各个参考点位置、高度，分别得到所述第一图像及所述第二图像中各个参考点的空间坐标；
步骤S121，根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移；
步骤S122，对各个参考点的位移进行插值，得到所述待测物表面的全场位移。
本公开实施例根据所述第一图像、所述第二图像中各个参考点位置、高度，分别得到所述第一图像及所述第二图像中各个参考点的空间坐标，根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移，对各个参考点的位移进行插值，可以快速、准确地得到所述待测物表面的全场位移。
本公开实施例对获取第一图像、第二图像的具体实现方式不做限定，例如可以通过CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)相机，CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)相机，相机可以是单目相机、双目相机等，本公开实施例还可以通过纳米压痕仪的探针进行扫描，以得到各个参考点的高度，由于参考点抗氧化能力极强(假设不发生氧化)，因此，各个参考点的高度在加热前后均不会发生变化，因此，通过提取图像中的高度信息，平面中各个参考点的位置，可以建立空间坐标系，得到各个参考点的空间坐标。
在一种可能的实施方式中，如图6所示，步骤S121根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移，可以包括：
步骤S1210，以所述多个参考点中的第一参考点为基准，分别确定在所述第一图像及所述第二图像中，所述多个参考点中任意一个第二参考点相对于所述第一参考点的第一平面距离、第二平面距离，其中，所述第一平面距离与所述第二平面距离的方向不同；
步骤S1211，根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第一平面距离之差，得到所述第二参考点的第一平面位移；；
步骤S1212，根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第二平面距离之差，得到所述第二参考点的第二平面位移。
本公开实施例通过以所述多个参考点中的第一参考点为基准，分别确定在所述第一图像及所述第二图像中，所述多个参考点中任意一个第二参考点相对于所述第一参考点的第一平面距离、第二平面距离，并根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第一平面距离之差，快速得到所述第二参考点的第一平面位移，并根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第二平面距离之差，快速得到所述第二参考点的第二平面位移，通过以上方式，本公开实施例消除了刚体位移，提高了参数确定的准确性。
请参阅图7，图7示出了根据本公开实施例确定平面位移的示意图。
在一个示例中，可任意选取一个参考点为第一参考点，其他参考点为第二参考点。例如，如图7所示，假设以A点(包括氧化前即第一图像中的A0及氧化后即第二图像中的A1)为基准点(第一参考点)，并需要计算B点(第二参考点)发生的位移(氧化后即第二图像中的B1相对于氧化前即第一图像中的B0发生的位移)，可以首先计算第一图像中B0与A0的第一平面距离l0、第二平面距离h0，和第二图像中B1与A1的第一平面距离l1、第二平面距离h1(步骤S1210以所述多个参考点中的第一参考点为基准，分别确定在所述第一图像及所述第二图像中，所述多个参考点中任意一个第二参考点相对于所述第一参考点的第一平面距离、第二平面距离)，示例性的，第一平面距离的方向可以为如图7所示的横向，第二平面距离的方向可以为如图7所示的纵向。
在一个示例中，在得到第一图像中B0与A0的平面距离l0、第二平面距离h0和第二图像中B1与A1的平面距离l1、第二平面距离h1后，可以根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第一平面距离之差，得到所述第二参考点的第一平面位移，并根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第二平面距离之差，得到所述第二参考点的第二平面位移，例如，可以得到B点氧化后相对于氧化前的位移为:
Figure BDA0003570702910000101
其中，u表示第一平面位移，v表示第二平面位移。
通过以上方法，本公开实施例可以依次计算得到各个参考点在不同方向的平面位移，并可以对各个参考点的位移进行插值(如线条插值、样条插值等)，得到所述待测物表面的全场位移。
请参阅图8，图8示出了根据本公开实施例的确定应变场、应力场的流程图。
在一种可能的实施方式中，如图8所示，步骤S13根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，可以包括：
步骤S130，对所述待测物表面各个点的位移分别进行差分运算，得到所述应变场；
步骤S131，根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，从而得到所述应力场。
本公开实施例通过对所述待测物表面各个点的位移分别进行差分运算，可以快速得到所述应变场，根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，从而快速、准确地得到所述应力场。
示例性的，步骤S130对所述待测物表面各个点的位移分别进行差分运算，得到所述应变场，可以通过公式1、公式2实现：
Figure BDA0003570702910000102
Figure BDA0003570702910000103
其中，εx表示x方向的应变，εy表示y方向的应变，m、n分别表示每个像素在x方向和y方向对应的特征长度。
在一种可能的实施方式中，步骤S131根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，可以包括：
通过如下公式2得到各个点的应力：
Figure BDA0003570702910000104
其中，σx、σy分别表示x方向、y方向的应力，E表示弹性模量，v表示泊松比，εx表示x方向的应变，εy表示y方向的应变。
通过对待测物表面各点分别进行以上计算，可以快速准确地得到待测物表面的应力场。
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
请参阅图9，图9示出了根据本公开示例的参数测量装置的框图。
如图9所示，所述装置包括：
加热模块10，用于加热待测物，其中，所述待测物的表面设置有多个参考点，各个参考点在目标温度下的抗氧化能力达到预设级别；
第一确定模块20，用于在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，所述全场弹性模量表示待测物表面各点的弹性模量；
第二确定模块30，用于获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；
第三确定模块40，用于根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。
本公开实施例通过加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，实现了高温环境中待测物全场弹性模量、全场位移、应变场、应力场的高效、准确测量，可以为研究待测物的应力-氧化耦合行为提供重要支撑，同时对材料设计提供有力指导，具有极其重要的工程应用价值与科学研究价值。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括制备模块，用于：
在初始待测物的表面生成第一介质层；
在所述第一介质层表面涂覆光刻胶，并按照预设图案对所述第一介质层进行光刻处理，所述预设图案与所述待测物表面的所述多个参考点对应；
对光刻处理后的、未被光刻胶覆盖的第一介质层进行刻蚀处理，并去除光刻胶，得到所述待测物。
在一种可能的实施方式中，所述第一介质层为二氧化硅、碳化硅、氮化硅的任意一种，各个参考点为柱状，各个参考点的直径为2.5μm～3.5μm、高度为600nm～800nm，各个参考点之间的距离为6μm～14μm。
在一种可能的实施方式中，确定所述待测物表面的全场弹性模量，包括：
对所述待测物表面的目标区域进行处理得到M×N阵列的观测点，M、N均为正整数；
确定各个观测点的载荷位移曲线，所述载荷位移曲线用于表示所述待测物表面的各个观测点在受力过程中位移随外加载荷的变化关系；
根据所述载荷位移曲线得到各个观测点的弹性模量；
利用各个观测点的弹性模量插值得到所述全场弹性模量。
在一种可能的实施方式中，在确定所述待测物表面的全场模量之前，所述装置还包括：
抗氧化处理模块，用于对所述待测物进行抗氧化处理。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，包括：
根据所述第一图像、所述第二图像中各个参考点位置、高度，分别得到所述第一图像及所述第二图像中各个参考点的空间坐标；
根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移；
对各个参考点的位移进行插值，得到所述待测物表面的全场位移。
在一种可能的实施方式中，所述根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移，包括：
以所述多个参考点中的第一参考点为基准，分别确定在所述第一图像及所述第二图像中，所述多个参考点中任意一个第二参考点相对于所述第一参考点的第一平面距离、第二平面距离，其中，所述第一平面距离与所述第二平面距离的方向不同；
根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第一平面距离之差，得到所述第二参考点的第一平面位移；
根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第二平面距离之差，得到所述第二参考点的第二平面位移。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，包括：
对所述待测物表面各个点的位移分别进行差分运算，得到所述应变场；
根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，从而得到所述应力场。
在一种可能的实施方式中，所述根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，包括：
通过如下公式得到各个点的应力：
Figure BDA0003570702910000121
其中，σx、σy分别表示x方向、y方向的应力，E表示弹性模量，v表示泊松比，εx表示x方向的应变，εy表示y方向的应变。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行上述方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时，所述电子设备中的处理器执行上述方法。
电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
请参阅图10，图10示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。
例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。
参照图10，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合装置(CCD)图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如无线网络(WiFi)，第二代移动通信技术(2G)或第三代移动通信技术(3G)，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。
请参阅图11，图11示出了根据本公开实施例的一种电子设备的框图。
例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图11，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如微软服务器操作系统(Windows ServerTM)，苹果公司推出的基于图形用户界面操作系统(Mac OSXTM)，多用户多进程的计算机操作系统(UnixTM),自由和开放原代码的类Unix操作系统(LinuxTM)，开放原代码的类Unix操作系统(FreeBSDTM)或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是(但不限于)电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种参数测量方法，其特征在于，所述方法包括：
加热待测物，在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，其中，所述待测物的表面设置有多个参考点，各个参考点在所述目标温度下的抗氧化能力达到预设级别，所述全场弹性模量表示待测物表面各点的弹性模量；
获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；
根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加热所述待测物之前，所述方法还包括：
在初始待测物的表面生成第一介质层；
在所述第一介质层表面涂覆光刻胶，并按照预设图案对所述第一介质层进行光刻处理，所述预设图案与所述待测物表面的所述多个参考点对应；
对光刻处理后的、未被光刻胶覆盖的第一介质层进行刻蚀处理，并去除光刻胶，得到所述待测物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一介质层为二氧化硅、碳化硅、氮化硅的任意一种，各个参考点为柱状，各个参考点的直径为2.5μm～3.5μm、高度为600nm～800nm，各个参考点之间的距离为6μm～14μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述待测物表面的全场弹性模量，包括：
对所述待测物表面的目标区域进行处理得到M×N阵列的观测点，M、N均为正整数；
确定各个观测点的载荷位移曲线，所述载荷位移曲线用于表示所述待测物表面的各个观测点在受力过程中位移随外加载荷的变化关系；
根据所述载荷位移曲线得到各个观测点的弹性模量；
利用各个观测点的弹性模量插值得到所述全场弹性模量。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在确定所述待测物表面的全场模量之前，所述方法还包括：
对所述待测物进行抗氧化处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，包括：
根据所述第一图像、所述第二图像中各个参考点位置、高度，分别得到所述第一图像及所述第二图像中各个参考点的空间坐标；
根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移；
对各个参考点的位移进行插值，得到所述待测物表面的全场位移。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据各个参考点的空间坐标确定各个参考点在加热前后发生的位移，包括：
以所述多个参考点中的第一参考点为基准，分别确定在所述第一图像及所述第二图像中，所述多个参考点中任意一个第二参考点相对于所述第一参考点的第一平面距离、第二平面距离，其中，所述第一平面距离与所述第二平面距离的方向不同；
根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第一平面距离之差，得到所述第二参考点的第一平面位移；
根据所述第二图像与所述第一图像中所述第二参考点与所述第一参考点的第二平面距离之差，得到所述第二参考点的第二平面位移。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场，包括：
对所述待测物表面各个点的位移分别进行差分运算，得到所述应变场；
根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，从而得到所述应力场。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述应变场中各个点的应变、所述全场弹性模量中各个点的弹性模量及泊松比得到各个点的应力，包括：
通过如下公式得到各个点的应力：
Figure FDA0003570702900000021
其中，σx、σy分别表示x方向、y方向的应力，E表示弹性模量，v表示泊松比，εx表示x方向的应变，εy表示y方向的应变。
10.一种高温环境参数测量装置，其特征在于，所述装置包括：
加热模块，用于加热待测物，其中，所述待测物的表面设置有多个参考点，各个参考点在目标温度下的抗氧化能力达到预设级别；
第一确定模块，用于在所述待测物达到目标温度的情况下，确定所述待测物表面的全场弹性模量，所述全场弹性模量表示待测物表面各点的弹性模量；
第二确定模块，用于获取所述待测物在加热前的第一图像及达到所述目标温度的第二图像，根据所述第一图像及所述第二图像中所述多个参考点的位置信息确定所述待测物表面的全场位移，所述全场位移表示待测物表面各点的位移；
第三确定模块，用于根据所述全场位移及所述全场弹性模量得到所述待测物表面的应变场、应力场。
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