在非环境温度下进行非接触式应变测量需要特别的测试设置。在使用带非接触式引伸计的环境箱时,以下一些提示可帮助您获得可靠的测量结果。
环境箱视窗
环境箱视窗需由光学玻璃制成,尺寸必须能够提供轴向和横向观察所需的视野。如果您计划使用立体摄像系统,则必须确保窗口尺寸足够大。此外,窗口尺寸还必须足以透过能够照亮试样表面的光线。
工作距离
非接触式引伸计的工作距离必须足够长,以便能够在关闭环境箱门后将引伸计放置在环境箱外的适当距离处。
零度以下低温
在零度以下的低温环境中进行测试时,可能需要为环境箱视窗除霜。支持除霜环境箱视窗中嵌有发热元件,类似于车窗除霜系统中使用的电热丝,其工作原理是让电流通过电热丝来加热环境箱视窗,从而起到除霜的作用。然而,使用支持除霜的窗口也有缺点,因为发热丝可能会减小横向视野或者限制到达试样表面的光量。因此,视野较窄的激光引伸计非常适用于零度以下低温环境中的测试。使用激光引伸计时,环境箱视窗中的发热元件不会干扰应变测量,但如果使用视频引伸计来进行 2D 或 3D DIC,发热元件之间的距离就必须要足够宽才能确保满足视野要求。
在低温环境中进行测试的另一挑战在于试样上可能会形成冰晶,进而掩盖试样表面上的标记。如果所需温度导致了试样表面结冰,非接触式引伸计就很有可能会无法工作。某些环境箱提供了湿度控制功能,可以解决这一问题,但标准环境箱通常不提供湿度控制功能。
高温
在较高温度环境中进行测试需要使用特殊墨水或标记物,具体取决于测试温度。MTS 可以为特定温度范围推荐适用的标记物类型。
鉴于有辐射或需要空气流通,温度升高时,信号噪声会更大。为了解决这一问题,可以在达到温度时使用风扇循环热气流,然后在进行测试时关闭风扇以减小热气流。如果测试频率或测试速度允许,还可以使用滤波器来尽量减少信号噪声。
引伸计安装
最为灵活的解决方案是使用三脚架安装,因为三脚架可以在不同系统之间轻松移动。但三脚架的缺点在于必须将其放置在系统前面的地板上,而操作员必须小心地避免撞到或绊到三脚架支腿,进而增加了更换试样的难度。
某些引伸计则采用框架安装解决方案,操作员可以轻松拆卸引伸计,以便打开环境箱门更换试样,然后再将引伸计放回到环境箱前面。
如需了解更多有关如何使用带环境箱的非接触式应变测量设备的信息,请联系 MTS。