Extensomètre laser

Mesure optique de l’allongement à haute température

Une mesure sans contact et précise sans aucune marquage à ultra-haute température jusqu’à +2 000 °C ? C’est possible avec l’extensomètre laser. Le laserXtens se prête parfaitement à la mesure de l’allongement optique/sans contact sur divers matériaux, dans diverses conditions ambiantes et sur une large plage de température comprise entre -80 °C et +2 000 °C. L’application de marques de mesure est rendue inutile et permet de gagner du temps et de réduire les coûts.

Avantages Sélection laserXtens Vidéo Téléchargement Extensions des fonctionnalités Demander conseil

Extensomètre laser permettant la mesure optique de l’allongement à haute température

Les avantages de l’extensomètre laser

Idéal pour les plages de température et conditions ambiantes variables (air, à vide, gaz inerte etc.)
Utilisation universelle pour matériaux variés : matériaux métalliques, matériaux réfractaires, céramique, graphite, verre
Grande variété de formes et de tailles d’éprouvette, y compris éprouvettes sensibles et mini-éprouvettes d’1,5 mm min.
Mesure sans contact de l’allongement : sans influence sur l’éprouvette, sans entretien
Aucun marquage éprouvette : gain de temps et coûts réduits
Précision élevée et précision des plages de mesure micro et macro
Compensation des mouvements d’éprouvette latéraux (hors plan)
Remplit toutes les normes relatives aux essais à haute température, par ex. ISO 6892-2, ASTM E21, DIN EN 2002-002

Mesure optique de l’allongement à haute température - Fonctionnement

L’extensomètre laser éclaire l’éprouvette d’un faisceau laser vert ou bleu (en fonction de la plage de température) et forme un motif Speckle sur la surface de l’éprouvette. Les objectifs à filtres spéciaux laissent passer uniquement le faisceau laser souhaité, la lumière rouge parasite de l’éprouvette incandescente ou brûlante est bloquée. La mesure de la variation de section est alors possible, même à haute température.

La surface de l’éprouvette avec les motifs Speckle est enregistrée à l’aide d’une ou deux caméras. Deux champs d’évaluation sont paramétrés dans l’image de la caméra (champ visuel) pour définir deux motifs partiels à la suite. Un algorithme de corrélation de pointe permet de calculer le déplacement de chaque motif Speckle. L’allongement de l’éprouvette est calculé à partir de la différence de ces mesures de déplacement.

L’extensomètre laser mesure la variation de section de l’éprouvette à haute température grâce à la détection de motif (motif Speckle)

Mesure sans marquage et sans influence sur l’éprouvette

Aucun marquage éprouvette n’est nécessaire grâce à la technologie unique de l’extensomètre laser. La pose de marques de mesure dans les enceintes thermiques, les fours haute-température ou les enceintes à vide serait dans tous les cas difficile en raison des conditions ambiantes et des températures élevées. Cette étape est inutile avec laserXtens et permet de gagner du temps et de réduire les coûts, en particulier en présence de débit éprouvette élevé.

Grâce à la mesure de l’allongement sans contact, laserXtens n’est pas en contact mécanique avec l’éprouvette et ne l’influence pas avec le faisceau laser. Cet avantage est particulièrement bénéfique pour les éprouvettes sensibles et à haute température. Les composants haute température parfaitement adaptés les uns aux autres tels que le laserXtens, le dispositif de thermorégulation, la mesure de la température éprouvette etc., garantissent des résultats d’essais fiables, même dans des conditions ambiantes difficiles. Les fours haute-température, les enceintes à vide et les enceintes thermiques peuvent rester fermés tout au long de l’essai. L’extensomètre laser mesure l’allongement de l’éprouvette de l’extérieur par une fente du four ou à travers une fenêtre en verre.

Extensomètre laser : mesure sans marquage et sans influence sur l’éprouvette à haute température

Compensation des mouvements d’éprouvette latéraux (hors plan)

De nombreux montages d’essai spécialement conçus pour les essais à haute température permettent d’aligner l’éprouvette au début de l’essai. Ce mouvement au centre de l’axe d’essai peut se rapprocher ou s’éloigner de la caméra. Ceci est particulièrement fréquent avec les petites éprouvettes. Une modification de la distance de l’éprouvette à la caméra a toutefois pour conséquence un grossissement/une réduction de l’éprouvette dans le champ visuel trapézoïdal qui influencera les résultats mesurés. L’objectif télécentrique de l’extensomètre laser compense ces mouvements d’éprouvette latéraux et minimise l’erreur de mesure.

L’extensomètre laser compense les mouvements d’éprouvette latéraux et minimise l’erreur de mesure

Course et précision de mesure augmentées

Le centrage automatique augmente la course et la précision de mesure du laserXtens. La liaison à la traverse entraîne l’extensomètre à la moitié de la vitesse de traverse et exploite la plage de mesure de manière optimale.

En fonctionnement : l’extensomètre laser à haute température

Le laserXtens 2-120 HP/TZ est parfaitement adapté aux essais de traction régulés par la vitesse d’allongement selon ISO 6892-2 méthode A1 sur matériaux métalliques.

Extensomètre laser pour l’essai à haute température

	laserXtens 2-120 HP/TZ L’extensomètre laser pour toutes les éprouvettes	laserXtens 1-32 HP/TZ L’extensomètre laser pour mini-éprouvettes et ultra-hautes températures
Plage de température	-80°C à +1 600°C	-80°C à +2 000°C
Mise en température	Sans thermorégulation pour essais à température ambiante Enceinte thermique Four haute-température Système de chauffage par induction	Sans thermorégulation pour essais à température ambiante Enceinte thermique Four haute-température Système de chauffage par induction Enceintes à vide et à gaz inerte
Exemples d'applications	Essais régulés par la vitesse d’allongement, essais de traction, compression et flexion Matériaux métalliques, matériaux réfractaires, céramique, graphite, verre	Essais régulés par la vitesse d’allongement, essais de traction, compression et flexion Matériaux métalliques, matériaux réfractaires, céramique, graphite, verre
Normes types	ISO 6892-1 méthode A1 « closed loop » ISO 6892-2 méthode A1 « closed loop » ASTM E21 DIN EN 2002-002	ISO 6892-1 méthode A1 « closed loop » ISO 6892-2 méthode A1 « closed loop » ASTM E21 DIN EN 2002-002
Nombre de caméras	2	1
Plage de mesure	120 mm max.	32 mm max.
Classe de précision selon EN ISO 9513	0,5	0,5
Faisceau laser	Vert	Vert et bleu

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Nous sommes à votre disposition pour répondre à vos questions.

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Domaines d’application d’un extensomètre laser pour l’essai à haute température

Extensomètre laser avec four haute-température pour essais jusqu’à +1 200 °C

laserXtens pour essais HT standards

Associé à un four haute-température, le laserXtens permet de réaliser des essais fiables à haute-température jusqu’à +1 200 °C dans l’air.

Extensomètre laser pour débit éprouvette élevé associé à deux fours

laserXtens pour débits éprouvette élevés

Le laserXtens se prête parfaitement à l’utilisation avec plusieurs fours et solutions carrousel avec jusqu’à 6 fours. Un seul laserXtens suffit pour réaliser la mesure de l’allongement !

L’extensomètre laser avec four court permet de réaliser la mesure de l’allongement sur éprouvettes plates jusqu’à 1 400 °C, qui sont serrées en dehors du four.

laserXtens pour grande plage de température

Grâce au tunnel ajustable, l’extensomètre laser peut être associé à plusieurs fours haute-température, comme par exemple un four court jusqu’à 1 400 °C.

L’extensomètre laser peut être automatisé et est adapté à l’utilisation dans une Hot-Cell.

laserXtens pour application Hot-Cell

Le laserXtens peut être automatisé et basculé en dehors ou dans l’espace d’essai en un clic dans le testXpert. Il peut ainsi également être utilisé dans les environnements critiques, tels que la Hot-Cell.

Extensomètre laser avec enceinte à vide pour essais jusqu’à +2 200 °C

laserXtens pour ultra-hautes températures

L’extensomètre laser se combine avec diverses enceintes à vide et mesure l’allongement de l’éprouvette dans l’atmosphère à vide et en gaz inerte jusqu’à +2 000 °C.

Les extensomètres laser se prêtent parfaitement à la mesure de l’allongement sur mini-éprouvettes d’une longueur de référence initiale d’1,5 mm min.

laserXtens pour mini-éprouvettes

L’extensomètre laser permet de réaliser avec la plus haute précision des essais sur mini-éprouvettes d’une longueur de mesure d’1,5 mm min. à température ambiante et à haute température.

Extensions des fonctionnalités de l’extensomètre laser

Grâce aux diverses extensions des fonctionnalités, le domaine d’application de l’extensomètre laser peut être étendu pour l’essai à haute température. Avec les différentes fonctions telles que la répartition de l’allongement, la variation de section, le test Re-Run etc., profitez encore davantage de votre mesure de l’allongement.

Répartition de l’allongement : chaque éprouvette devient valide

Une rupture en-dehors de la longueur de mesure entraîne des coûts et un temps de préparation des éprouvettes supplémentaires et la réalisation d’un nouvel essai. L’option de répartition de l’allongement permet d’éviter cela.

Le logiciel d’essai testXpert place automatiquement la longueur de mesure autour de la position de rupture de façon symétrique pendant l’essai.

La solution provisoire apportée par la norme ISO 6892-1 à l’annexe I, prévue pour valider les ruptures en-dehors de la longueur de mesure, s’active facilement via le logiciel, le calcul et la validation fonctionnent automatiquement selon les exigences de la norme et en temps réel. Une mesure manuelle et un recalcul de l’éprouvette ne sont jusqu’à présent pas nécessaires.

La répartition de l’allongement permet d’inclure la rupture à la longueur de mesure et de l’évaluer

Répartition de l’allongement : la rupture est incluse à la longueur de mesure et évaluée

Rupture en-dehors de la longueur de mesure : l’essai est invalide

Sans répartition de l’allongement : la rupture est en-dehors de la longueur de mesure, l’essai est invalide

Test Re-Run : recalculer plutôt que réaliser un nouvel essai

Avec le test Re-Run, l’essai peut être répété virtuellement avec une longueur de référence finale modifiée puis recalculé. Gagnez du temps lors de la préparation des éprouvettes et de l’essai et effectuez différentes évaluations sur une seule et même éprouvette.

Le logiciel d’essai enregistre une série d’images pendant l’essai. Cela vous permet de modifier ultérieurement et au besoin la taille et la position de la longueur de référence finale. Réalisez en un seul clic un nouveau calcul de toutes les valeurs caractéristiques en fonction de la longueur de mesure. Chaque nouveau calcul est représenté séparément pour réaliser des comparaisons, le tout facilement et de manière claire.

Valider les éprouvettes invalides après l’essai, modifier la longueur de référence finale en taille ou en position : test ReRun videoXtens

La longueur de mesure est positionnée par Glisser/déposer autour de la rupture à l’aide des enregistrements d’images et l’essai est réévalué

Matrice 2D

Cette option permet de réaliser la mesure de points en deux dimensions, sélectionnée avec un champ d’évaluation comme motif partiel du motif complet formé par le faisceau laser. La mesure de déplacement entre les champs permet de déterminer les allongements locaux et les inhomogénéités de l’éprouvette sous contrainte. Les valeurs de mesure proposées sont les coordonnées X et Y, de même que les distances entre points.

Permet de mesurer jusqu’à 100 points librement disposés ou sous forme d’une matrice. La représentation dans testXpert III est limitée à 15 canaux.

Si vous avez activé cette option, la mesure s’effectuera au moyen d’une seule caméra; les autres caméras seront préalablement déconnectées.

La matrice 2D de l’extensomètre laser permet de paramétrer jusqu’à 100 points librement disposés et de calculer l’allongement local.

L’extensomètre laser détecte ici 16 allongements locaux.

Mesure de la variation de section/de l’allongement transverse

Cette option permet une mesure biaxiale: Les allongements transverses (la variation largeur, notamment) peuvent être enregistrés simultanément à l’allongement longitudinal. Mais, la variation largeur peut également être mesurée séparément.

Pour la mesure des allongements transverses, deux variantes sont proposées:

Mesure directe sur l’arête de l’éprouvette sans marquage supplémentaire (nécessaire à la détermination de la valeur r). Pour cette variante, un feu arrière est nécessaire.
Mesure locale sur la surface d’éprouvette avec la détection de motif

Cette option permet une mesure biaxiale : la mesure de la variation de section du laserXtens permet non seulement de mesurer l’allongement longitudinal mais aussi l’allongement transverse

La mesure de la variation de section/l’allongement transverse est effectuée par la détection de motif sur la surface de l’éprouvette

Mesure du fléchissement

L’extensomètre laser peut également être utilisé pour les essais de flexion. Selon le type de l’essai et/ou les propriétés de l’éprouvette, plusieurs mesures du fléchissement vous seront proposées pour l’éprouvette :

Mesure avec faisceau laser sur l’éprouvette (détection de motif)
Mesure du fléchissement dans l’axe d’essai

Le laserXtens peut être utilisé pour l’essai de flexion et mesure celui-ci via la détection de motif sur l’éprouvette

Le laserXtens mesure le fléchissement de l’éprouvette avec la détection de motif sur l’éprouvette

Produits adaptés à l’extensomètre laser

Extensomètre laser avec deux caméras pour la plage de température comprise entre -80 °C et +1 600 °C

laserXtens 2-120 HP/TZ

Extensomètre laser avec deux caméras pour la plage de température comprise entre -80 °C et +2 000 °C

laserXtens 1-32 HP/TZ

Avantages & Caractéristiques

Essai sans marquage éprouvette

Absence de marquage éprouvette, grâce à la technologie unique du laserXtens.
Gains de temps et réduction des coûts; particulièrement important pour débit éprouvette élevé.
Avantage significatif également pour les options, qui enregistrent plusieurs points ou des surfaces éprouvettes complètes.
Simplicité d’utilisation en enceinte thermique, où l’application de marques de mesure peut être rendue très difficile par les conditions environnementales.
Idéal en installation d’essais robotisée, car ne nécessite aucune préparation manuelle des éprouvettes.

Simplicité d'utilisation

Simplicité d’utilisation

Protection anti-manipulation: Les boîtiers des systèmes complets sont scellés avec du vernis de blocage des vis, aucun réglage ne peut être effectué sur les objectifs. Un pré-requis essentiel pour des résultats d'essais fiables.
Simplicité d’alignement sur l’éprouvette: Alignement centré du laserXtens sur les marques de mesure, grâce à la liaison à la traverse. C’est très rapide, grâce au réglage aisé de la hauteur. (fonctionnalité non disponible sur le laserXtens 1-15 HP).
Compensation des différentes épaisseurs éprouvette et essai sur éprouvettes de cisaillement.
Système résistant à l’usure, et donc maintenance réduite. Les systèmes offrent de plus une très grande durée de vie.

Précision élevée

Haute-précision jusque dans le détail

Le laserXtens dispose d'une précision élevée dans la plage Micro et Macro.
Les extensomètres ZwickRoell dépassent les exigences de la norme et sont étalonnés en classe de précision 0,5 dans toute la plage de mesure conformément à l’ISO 9513.
Étalonnage en classe de précision 0,5 selon ISO 9513 avec premier point d’étalonnage dès 20 μm.
Caméra s industrielles et objectifs de haute-qualité avec faible distorsion.
Essais sur éprouvettes avec largeur/diamètre à partir de 1 mm. Possibilité d’essais sur éprouvettes plus petites après pré-tests.
Grâce à une résolution élevée, l’extensomètre laserXtens peut, contrairement aux capteurs avec contact ou solutions purement vidéos, mesurer des allongements sur éprouvettes courtes avec longueurs de référence à partir de 3 mm.
Montage du laserXtens avec bras de support stable sans vibration.
Le boîtier protège de la poussière ainsi que du défaut d’alignement involontaire des composants.
Synchronisation précise de tous les canaux de mesure.
Un tunnel réduit les influences environnementales (turbulences de l’air)

Centrage automatique

Course de mesure et précision augmentées, grâce au centrage automatique

Le laserXtens, relié à la traverse, est entraîné à mi-vitesse, permettant ainsi une sélection automatique de la méthode d’essais avec utilisation optimale de la plage de mesure.
Cela se traduit également par une précision de mesure augmentée du système, car la migration des marques de mesure dans l’image est moindre et l’acquisition d’objectif plus précise (localisation centrée).

Options logicielles

Test Re-Run

Le module optionnel Test Re-Run permet, sur la base d'une série d'images enregistrées lors d'un essai, de recalculer ultérieurement la déformation en utilisant une longueur de référence initiale différente (sous réserve que plusieurs marques soient disponibles). Cela peut être particulièrement avantageux, par exemple, lorsque des allongements locaux doivent être exploités en différents points lors d'essais de composants, ou lorsque le rétrécissement de l'éprouvette s'est produit en essai de traction standard en dehors de la longueur de référence initiale.

Vous pourrez bien sûr utiliser le logiciel d'essai testXpert pour synchroniser l’allongement nouvellement calculé avec les valeurs mesurées ultérieurement.

Répartition de l’allongement

L’Option Répartition de l’allongement permet la détermination des allongements locaux en plusieurs points de mesure le long de la longueur de référence de l’éprouvette. Ceux-ci sont proposés dans testXpert comme canaux. Pendant l’essai, le système peut détecter et exploiter jusqu’à 16 points de mesure. Cette option permet en outre une symétrisation, automatique, de la longueur de référence initiale autour de la striction (conformément à l’ISO 6892-1, annexe I).

Video Capturing

Le videoCapturing est un enregistrement de l’essai (sans recalcul ultérieur). L’enregistrement simultané à la courbe de mesure permet une analyse à posteriori de l’essai. L’option n’inclut aucun matériel; l’enregistrement et la synchronisation s’effectuent entièrement via le système videoXtens.

Matrice 2D

Cette option permet la mesure bi-dimensionnelle des points appliqués sur une surface éprouvette plane. Les contraintes locales et inhomogénéités de l’éprouvette sous charge seront également déterminées. Les valeurs proposées sont les coordonnées X et Y de même que les distances entre points.

Permet de mesurer jusqu’à 100 points librement disposés ou sous forme d’une matrice. La représentation dans testXpert III est limitée à 15 canaux.

Si vous avez activé cette option, la mesure s’effectuera au moyen d’une seule caméra; les autres caméras seront préalablement déconnectées.

Option Second axes de mesure

Pour la mesure des allongements transverses, deux variantes sont proposées:

Mesure directe sur l’arête de l’éprouvette sans marquage supplémentaire (nécessaire à la détermination de la valeur r). Pour cette variante, un feu arrière est nécessaire.
Mesure sur la surface de l’éprouvette par application de points ou pulvérisation d’un motif. Pour cette variante, l’éprouvette est éclairée par lampe incidente.

Mesure du fléchissement

Le videoXtens peut également être utilisé pour les essais de flexion. Selon le type de l’essai et/ou les propriétés de l’échantillon, plusieurs mesures du fléchissement vous seront proposées pour l’éprouvette:

Mesure avec éclairage avant par marquages sur l’éprouvette
Mesure avec éclairage arrière sur l’arête inférieure de l’éprouvette
Mesure du fléchissement dans l’axe d’essais ou de l’approximation polynomiale de la courbure

Fléchissement maximal, qui peut être mesuré: Sur le videoXtens, le fléchissement maximal correspond au FOV, sur le videoXtens Array 1/3 FOV total (dans le cas présent, le fléchissement est mesuré au moyen d’une seule caméra).

Information produit: laserXtens 2-120 HP/TZ PDF 2 MB
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