CN210689538U - 一种用于形变测量的散斑制作工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于形变测量的散斑制作工具。该工具包括光源组件、掩膜板和第一喷涂组件，所述掩膜板安装于光源组件的下方，所述第一喷涂组件用于对试件喷涂光刻胶。通过使用上述的散斑制作工具，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。而且还可保证制作的散斑不会改变试件的应变分布，同时散斑稳定不易脱落，整个散斑的制作形成过程迅速，能够很大程度上节省散斑制作的时间。本实用新型可广泛应用于材料分析技术领域内。

Description

一种用于形变测量的散斑制作工具

技术领域

本实用新型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。

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。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型实施例提供一种用于形变测量的散斑制作工具，能够排除制作散斑时人为因素所造成的影响，提高制作散斑的良品率，同时不会对试件的表面造成不良影响。

本实用新型实施例所采取的技术方案是：

一种用于形变测量的散斑制作工具，包括：光源组件、掩膜板和第一喷涂组件；

所述掩膜板安装于光源组件的下方；

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，所述透镜组件安装于掩膜板的下方。

进一步，还包括：底板，所述底板安装于透镜组件的下方，所述底板用于放置试件。

还包括：竖直支撑杆、第一横杆、第二横杆和第三横杆；

所述竖直支撑杆连接于底板，所述竖直支撑杆由上至下依次连接于第一横杆、第二横杆和第三横杆，所述第一横杆用于固定光源组件，所述第二横杆用于固定掩膜板，所述第三横杆用于固定透镜组件。

进一步，所述第一横杆、第二横杆和第三横杆与所述竖直支撑杆的连接位置可上下调节。

进一步，所述第二横杆和第三横杆连接有固定元件，所述固定元件用于放置掩膜板和透镜组件。

进一步，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，所述发光装置为紫外激光发射器或带有滤光片的汞灯。

进一步，还包括：第二喷涂组件，所述所述第二喷涂组件用于对试件喷涂底漆。

本实用新型的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到：通过使用上述的散斑制作工具，可以使得所制作出的散斑排除人为因素所造成的不良影响，同时提高散斑的制作良品率。而且还可保证制作的散斑不会改变试件的应变分布，且制作的散斑稳定不易脱落，整个散斑的形成过程迅速，能够很大程度上节省散斑的制作时间。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的一种用于形变测量的散斑制作工具的示意图；

图2为本实用新型具体实施例的一种掩膜板示意图；

图3为本实用新型具体实施例的一种用于形变测量的散斑制作工具的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例的一种固定元件示意图。

附图标记：1、光源组件；2、掩膜板；3、试件；4、准直扩束镜；5、发光装置；6、透镜组件；7、底板；8、竖直支撑杆；9、第一横杆；10、第二横杆；11、第三横杆；12、固定元件；13、中心孔洞；14、凸起。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1，本实用新型实施例的一种用于形变测量的散斑制作工具，包括：光源组件1、掩膜板2和第一喷涂组件；

所述掩膜板2安装于光源组件1的下方；

所述第一喷涂组件用于对试件3喷涂光刻胶。

本实用新型实施例中，提出了一种基于光刻胶特性来对试件3制作散斑的工具，该散斑可应用于DIC等材料分析技术。所述工具包括光源组件1、掩膜板2和第一喷涂组件，其中，第一喷涂组件用于对试件3喷涂光刻胶，该光刻胶的颜色应当与试件3颜色具有明显的区分度，以使得后续制作出的散斑适用于图像分析。具体地，当试件3本身为白色时，可以选用T-9508黑色UV胶。所述掩膜板2上安装于光源组件1的下方，参照图2，其上有若干离散、分布不规则的孔洞，(所示图2中黑色部分为孔洞)，应当理解的是，每个掩膜板具体的孔洞形状以及数量均可按照实际需要自由设定。该掩膜板2用以使光源组件1发出的光源透过孔洞照射到试件3上，从而令试件3上预先喷涂的光刻胶部分因光源的照射而发生凝固，粘连在试件3上；而未被光源照射到的光刻胶则不会发生固化，可以在关闭光源组件1后通过简单的清洗去除，这样即可在试件3上获取到理想的散斑图案。所述光源组件1和光刻胶的种类选用应当对应，例如当选择紫外光光源时，光刻胶也应选择为对紫外光敏感的光刻胶，具体地，光源组件1可以包括但不限于以下方式：紫外光、准分子激光、电子束、离子束、X射线等光源；光刻胶的选用种类可包括：紫外光刻胶、深紫外光刻胶、极紫外光刻胶、电子束光刻胶、离子束光刻胶、X射线光刻胶。不同曝光波长的光刻胶，其适用的光刻极限分辨率不同，一般来说，曝光波长越小，加工的分辨率越佳，制作的试件3散斑效果越好。

本实用新型实施例中，因最终形成的散斑是固化在试件3表面的光刻胶，而光刻胶的固化情况又是基于掩膜板2的孔洞形成的，因此所述散斑图案是由预先制作好的掩膜板2决定的。因此，本实用新型实施例中的散斑制作工具所制作出的散斑排除了人为因素所造成的影响，大大提高了制作散斑的良品率。

参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述光源组件1包括准直扩束镜4和发光装置5；

所述发光装置5安装于准直扩束镜4的光束入口处，所述掩膜板2安装于准直扩束镜4的光束出口处的下方。

本实用新型实施例中，为了使光源组件1发射的光源达到试件3表面时效果较为平均，采用的光源组件1包括准直扩束镜4和发光装置5。发光装置5安装于准直扩束镜4的光束入口处，准直扩束镜4对发光装置5发射的光源进行扩束和准直，将点光源即原本呈聚焦状态发射的光束以平行光的形式照射到掩膜板2上。这样可以使得试件3上的各处光刻胶受光更加均匀，最终得到的散斑效果更好。

进一步作为优选的实施方式，还包括：透镜组件6，所述透镜组件6安装于掩膜板2的下方。

本实用新型实施例中，在掩膜板2下增设了透镜组件6，该透镜组件6用于调整照射到试件3上的掩膜板2图案大小，具体地，当试件3较小时，透镜组件6可以选用凸透镜，将掩膜板2图案聚焦到试件3上；当试件3较大时，透镜组件6可以选用凹透镜，将掩膜板2图案发散到试件3上。透镜组件6的设置可以大大提高本实用新型制作散斑的灵活性，可以无需更换掩膜板就能适用于各个大小的试件3，同时在使用时操作十分简单，只需挑选合适的透镜，上下调整透镜的位置使得散斑图案可完整投射、覆盖到试件3上待制作散斑的区域即可。此处应当理解的是，在试件3表面过大或者过小的情况下，采用透镜组件6也无法有效完成作业时，还是应当选择更换掩膜板2来保证制作的效果。

进一步作为优选的实施方式，还包括：底板7，所述底板7安装于透镜组件6的下方，所述底板7用于放置试件3。

进一步作为优选的实施方式，还包括：竖直支撑杆8、第一横杆9、第二横杆10和第三横杆11；

所述竖直支撑杆8连接于底板7，所述竖直支撑杆8由上至下依次连接于第一横杆9、第二横杆10和第三横杆11，所述第一横杆9用于固定光源组件1，所述第二横杆10用于固定掩膜板2，所述第三横杆11用于固定透镜组件6。

进一步作为优选的实施方式，所述第一横杆9、第二横杆10和第三横杆11与所述竖直支撑杆8的连接位置可上下调节。

本实用新型实施例中，提出了一种散斑制作工具的具体设置结构，该结构通过放置试件3的底板7作为支撑平板，底板7上设置有竖直的支撑杆，该支撑杆上横向连接于用于固定光源组件1的第一横杆9、用于固定掩膜板2的第二横杆10和用于固定透镜组件6的第三横杆11。同时，各个横杆的位置可以上下灵活调节，以保证照射的光源能够较为完整地覆盖到试件3上。所述横杆与竖直杆的活动连接可以采用滑轨、螺栓拆卸连接等任一种可调节的方式。该结构使得本实用新型在使用时更加方便快捷，只需要在底板7上放置好喷涂光刻胶的试件3，调整好各个横杆的位置后固定所有横杆。然后打开光源组件1开始工作，光源透过掩膜板2上的孔洞照射到试件3上，待试件3上的光刻胶遇光固定粘接好后，冲洗掉未被照射固化的光刻胶即可完成散斑的制作。由于光刻胶本身拥有柔韧性好、收缩率小、耐高低温和抗冲击等性能，因此光刻胶本身并不会对试件3的表面造成较大影响，更不会改变试件3的应变分布。且制作完成的散斑效果良好，稳定不易脱落；整个制作过程光刻胶固化速度快，表干效果好，能够很大程度上节省散斑制作的时间。

进一步作为优选的实施方式，所述第二横杆10和第三横杆11连接有固定元件12，所述固定元件12用于放置掩膜板2和透镜组件6。

本实用新型实施例中，通过设置固定元件12来放置掩膜板2和透镜组件6，所述固定元件12放置掩膜板2和透镜组件6的位置应当适用于具体的掩膜板2和透镜组件6形状，且应满足稳定和易于更换的特点。具体地，参照图4，所述固定元件12可以采用设置中心孔洞13的形式，该固定元件12的孔洞壁侧设置有凸起14，用于支撑掩膜板2和透镜组件6，保证了放置掩膜板2和透镜组件6时的平稳与固定，同时掩膜板2和透镜组件6还可从中心孔洞13中轻易取出，方便更换。

进一步作为优选的实施方式，所述透镜组件6包括凹/凸球面透镜和凹/凸非球面透镜。

进一步作为优选的实施方式，所述发光装置5为紫外激光发射器或带有滤光片的汞灯。

本实用新型实施例中，可优选紫外光光源作为发光装置5的发射光源，具体地，所述紫外光光源可以通过紫外激光发射器或者带有紫外滤光片的汞灯来提供。

进一步作为优选的实施方式，还包括：第二喷涂组件，所述所述第二喷涂组件用于对试件3喷涂底漆。

本实用新型实施例中，还增设了第二喷涂组件，可对试件3进行喷涂底漆，对于那些本身表面色彩状况较丰富，或是为了使试件3和散斑更容易区分，还可选择在对试件3喷涂光刻胶前先喷涂一层底漆，同样，底漆的颜色应当与光刻胶具有鲜明的区分度，具体地，例如当采用的是T-9508黑色UV胶时，可选用白色的底漆作为第二喷涂组件的喷涂材料。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“另一实施方式”或“某些实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于，包括：光源组件、掩膜板和第一喷涂组件；

所述掩膜板安装于光源组件的下方；

所述第一喷涂组件用于对试件喷涂光刻胶。

2.根据权利要求1所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于：

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。

3.根据权利要求2所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于，还包括：透镜组件，所述透镜组件安装于掩膜板的下方。

4.根据权利要求3所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于，还包括：底板，所述底板安装于透镜组件的下方，所述底板用于放置试件。

5.根据权利要求4所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于，还包括：竖直支撑杆、第一横杆、第二横杆和第三横杆；

所述竖直支撑杆连接于底板，所述竖直支撑杆由上至下依次连接于第一横杆、第二横杆和第三横杆，所述第一横杆用于固定光源组件，所述第二横杆用于固定掩膜板，所述第三横杆用于固定透镜组件。

6.根据权利要求5所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于：所述第一横杆、第二横杆和第三横杆与所述竖直支撑杆的连接位置可上下调节。

7.根据权利要求5所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于：所述第二横杆和第三横杆连接有固定元件，所述固定元件用于放置掩膜板和透镜组件。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于：所述透镜组件包括凹/凸球面透镜和凹/凸非球面透镜。

9.根据权利要求2所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于：所述发光装置为紫外激光发射器或带有滤光片的汞灯。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于形变测量的散斑制作工具，其特征在于，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。

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