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影像式延伸計

影像式延伸計是搭載攝影機的測量系統,適用於材料測試。 它們採用非接觸式測量,消除了對材料特性值的任何影響。 在測試過程中,由一台或多台攝影機(選配)捕捉試樣的影像,並將這些影像數位化傳送至測試軟體。影像與影像的對比用於評估試樣上的位移。 這就需要標記初始標距,可直接在試樣上設定手動標記,也可通過測試軟體設定虛擬標點,以節省時間。

videoXtens 是 ZwickRoell 公司生產的影像式延伸計,有不同的版本和配置。 您可獲得在準確度、功能及靈活性方面都符合要求的影像式延伸計。

優勢 複材、塑膠及橡膠 金屬 動態應用 高溫 紡織品 大學 / 測試實驗室 進階功能 常見問題 尋求諮詢

為什麼選擇影像式延伸計?

  • 影像式延伸計採用非接觸式測量,消除了對材料特性值的任何影響。
  • 巨大的應用範圍,創造了廣泛的發展空間: 影像式延伸計不僅可測量所有類型的材料,還可測量敏感試樣微型試樣具有高斷裂能的試樣

ZwickRoell videoXtens 優勢

輕鬆上手且高效

了解更多

智能軟體使用來自 videoXtens 的影像,可提供更多資訊,可通過靈活的軟體選項輕鬆擴展。

依賴測量值

  • 在現場從最小 10 µm 開始的校正中,videoXtens 的準確度得到驗證,並可獲得證書。
  • 在室溫及溫箱中均可進行準確測量。由於兩次測量使用的是同一 videoXtens,因此測試結果盡量具有可比性
  • 同時,寬度的測量也非常準確,非接觸式且無須標記。

無需標記的測量

ZwickRoell videoXtens 系統可用於多種材料,且無須對試樣進行標記。這不僅節省了試樣製備時間,還消除了標點對試樣及測量的潛在影響。

測試軟體可方便地在試樣的影像上放置虛擬標點。 藍色對比光技術可將試樣表面的天然粗糙度轉換為高對比圖案。 虛擬標點會標記出一個小區域,用該區域內的圖案用作測量標記並進行追蹤。

無須多花時間標記或貼上標點—省去了通常所需的試樣製備工作。且不影響準確性。

videoXtens 延伸計:查看更多

只需啟用軟體選項,即可查看更多資訊,因為測試軟體能從攝影機影像中獲取更多資訊: 為什麼只設定兩個標點?影像式延伸計的鏡頭可捕捉試樣的絕大部分影像範圍。 由於採用智慧演算法,測試軟體還能使用這一區域進行其他評估:

這些選項單純為軟體附加元件-無須擴充影像式延伸計上的硬體

適用於複材、塑膠及橡膠的影像式延伸計

塑膠及複材測試標準: 測定拉伸模量有著更高的準確度要求,如ISO 527-1 附錄 C。校正您實驗室裡的系統可為您提供是否符合這些要求的證明。在溫箱中進行測試時,藉由同款延伸計也能實現高準確度,從而保證測試結果的可比性。

測試複合材料: videoXtens 即使在溫箱中測定泊松比也能得到最高的準確度。 不透明的複合材料如 CFRP 的測試則需要標記。 影像式延伸計的應用範圍非常廣泛:拉伸測試、剪切測試、彎曲測試、使用 2D 數位影像關聯性的 V 型切口剪切測試等。

測試彈性體、橡膠及薄膜: videoXtens 對這些高延展性材料的測量範圍較高。 由於連接橫樑,便於影像式延伸計對齊,而且讓測量標記在整個測試過程中始終維持居中。 加裝轉接器後,無須額外轉換即可在溫箱中進行測量。

videoXtens (biax) 2-150 HPvideoXtens 1-270 P
典型應用塑膠及複材的拉伸測試、剪切測試、彎曲測試,包含拉伸模量及泊松比的高準確度測定。薄膜、橡膠及彈性體的拉伸測試
典型標準
量測範圍最大 175 mm最大 330 mm
準確度 (10.5 / B11 / B2
無需標記的測量-
進階功能:
2D-DIC
寬度測量的變化 (10.5 / B11 / B2
應變分布
測試重啟
彎曲測試
適用於複材、塑膠及橡膠的影像式延伸計

 

  • (1 準確度符合 ISO 9513 / ASTM E83

適用於金屬測試的影像式延伸計

大多數拉伸測試都是根據 ISO 6892-1ASTM E8/E8M 標準進行的。 以下標準用於選擇最有效的影像式延伸計:

ZwickRoell videoXtens 系統在金屬測試中的表現尤為出色:

  • 操作簡單:無須標記的測量,由於採用藍色對比光技術,自動設定初始標距
  • 每個試樣都很重要:通過面外補償獲得可靠值,自動設定斷裂周圍的標距
  • 自動化:過經化的 videoXtens L 延伸計用於自動化系統
videoXtens L 3-205videoXtens L 3-320, 4-460, 6-680videoXtens 1-120videoXtens 3-320
典型應用
  • 金屬板、金屬條、薄金屬板的拉伸測試,包含 r 及 n 值測定
  • 重型板、混凝土鋼筋、棒材及絞線的拉伸測試,包含 r 值及 n 值的測定
  • 金屬板、薄金屬板的拉伸測試
  • 重型板、混凝土鋼筋、棒材及絞線的拉伸測試,包含 r 值及 n 值的測定
典型標準
量測範圍最大 240 mm最大 680 mm最大 180 mm最大 350 mm
準確度 (10.5 / B10.5 / B10.5 / B10.5 / B1
無需標記的測量
可實現自動化--

進階功能:

2D-DIC
寬度測量的變化 (10.5 / B10.5 / B11 / B21 / B2
應變分布
測試重啟
彎曲測試
適用於金屬的影像式延伸計

 

  • (1 準確度符合 ISO 9513 / ASTM E83

適用於高溫測試的影像式延伸計

許多影像式延伸計都可與 ZwickRoell 溫箱搭配使用,進行最高達 +360 °C 的測試。對於最高達 +1,400 °C 的更高溫測試,光學應變測量面臨著許多挑戰。 videoXtens 1-32 HP/TZ 專用於高溫下的非接觸式應變測量。

用於高溫的影像式延伸計應用:

  • 長期應用、拉伸、壓縮以及彎曲測試、循環應用 (< 2 Hz)
  • 各種材料:金屬、耐火材料、陶瓷、玻璃
  • 溫度範圍:環境溫度最高達 +1,400 °C

videoXtens 用於高溫測試

適用於動態應用的影像式延伸計

動態測試通常在高頻率下會產生低應變。 為了在這些測試中獲得可靠的測量結果,影像式延伸計必須具有極高準確度

由於採用了光學應變測量技術,videoXtens dynamic 特別適合用於敏感試樣複材等材料,因為這些材料在斷裂時會強烈碎裂,從而損壞接觸式測量系統。

videoXtens dynamic

用於紡織品的影像式延伸計

當測試紡織材料時,影像式延伸計具有明顯的優勢:

  • 它們對容易抖動的試樣斷裂不敏感,可進行直至斷裂點的測量。
  • 可靠的測試結果:使用影像式延伸計進行的測量比通過橫樑行程的測量更準確,因為它們排除了在試樣夾具上滑動的影響。
  • 影像式延伸計可輕鬆處理晶格結構以及寬幅地工織物試樣

特別是地工織物試樣,在進行拉伸測試時會表現出複雜的應變行為。 對於地工織物的詳細表徵,videoXtens 特點具有獨特的功能: 該軟體不僅評估單一標距,而是用於在縱向或橫向應變方向上,將不同長度的多個標距放置在彼此之上或並排。 (2D 點陣軟體選配)

videoXtens 1-270 PvideoXtens 1-120videoXtens 3-320
典型應用
  • 繩索、科技紡織品、地工織物、地工格網、地工纖維網、安全帶、運輸帶、帶材連接頭的拉伸測試
  • 科技紡織品、地工織物、地工格網、地工纖維網的拉伸測試
  • 安全帶、運輸帶、帶材連接頭、繩索的拉伸測試
典型標準
量測範圍最大 330 mm最大 180 mm最大 350 mm
準確度 (11 / B20.5 / B10.5 / B1
無需標記的測量-

進階功能:

2D-DIC
二維點陣
測試重啟
用於紡織品的影像式延伸計

影像式延伸計具有充分的靈活性,適合大學或測試實驗室使用

因應教育所需,大學通常需要具有充分的靈活性。 我們很樂意根據模組化原理為您組裝一套 videoXtens 系統:可互換鏡頭、可移動軸、附加攝影機、獨立外罩。

或者,如果您面臨頻繁變化的應用,希望為未來可能的需求做好準備,videoXtens 系統可提供高度的靈活性。 例如,videoXtens 3-320,一套全能系統,就是需要應對各種不同應用的測試實驗室首選。

歡­迎隨時與我們聯繫以獲取更多資訊。

使用 ZwickRoell 影像式延伸計及 testXpert 測試軟體,可即刻開始測試: 在標準測試程序中對映著各種標準,只需確定選擇參數即可使用。 切換到另一種應用後,該測試條件將被存檔,在下次存取時將以完全相同的狀態恢復。 這確保了在不同應用之間達到快速、輕鬆的切換。

進階功能:立即使用以探索更多功能

testXpert 測試軟體能從攝影機影像中獲得更多資訊。 為什麼僅設定兩個標記標點?影像式延伸計的鏡頭可捕捉試樣的絕大部分範圍。 測試軟體還能使用這一區域進行其他評估,從寬度變化、自動偵測斷裂到 2D 影像關聯性。

寬度變化測量 / 橫向應變測量

此方案用於雙軸測量: 在測量縱向應變的同時記錄一個或多個橫向應變測量值,如以非接觸式、無標點的方式直接記錄在試樣邊緣處的寬度變化。 測量點的數量可以自由選擇。這些值會被自動平均,但也可以被單獨評估。

這些延伸量可作為純軟體選項提供,也可作為硬體擴充提供:

  • 該軟體選項可輕鬆擴充,並符合大多數 videoXtens 系統的準確度 1 (ISO 9513)。
  • 在橫向應變硬體選項中, videoXtens 外罩中直接整合一個附加攝影機。 該攝影機專為測量寬度變化而設計,可達到更準確的測量值,如準確度0.5 (ISO 9513)

應變分布:每一個試樣都很重要

斷裂若發生在超出標距處,會導致試樣製備及重新測試的成本及時間增加。 使用應變分佈選項可避免這種情況的發生。

在測試過程中,測試軟體會自動在斷裂點周圍對稱放置標距

ISO 6892-1 附錄 I 提供的標距外斷裂驗證變通方法也可通過我們的軟體輕鬆啟動;計算及驗證將根據標準規範自動即時運行。 無需像以前那樣對試樣進行手動測量和重新計算。

Test Re-Run:重新計算而非重新測試

重新運行測試功能可用於以修改後的初始標距虛擬重複及重新計算測試。 這可節省試樣製備及測試的時間,還可對同一試樣進行不同的評估。

在測試過程中,測試軟體會記錄影像系列。 之後,可視需要使用它們來更改初始標距的大小及位置。 點擊一下即可開始重新計算,所有特徵值都將根據新標距重新計算。 每個重新計算的結果都單獨顯示,作比較時簡單明瞭。

2D 數位影像相關性 (DIC)

2D 數位影像關聯性視覺化整個試樣表面的變形及應變。 該軟體選項大大擴展了 videoXtens 的分析選項。 您只需一個軟體執照即可輕鬆啟動軟體。 即時應變測量及隨後的 2D DIC 分析都使用同一 videoXtens 及相同標記進行。

各種分析工具可提供不同類型的資訊: 標距、測量點、虛擬應變計、切割線、向量圖等。 在此,可找到有關 2D DIC 的詳細資訊

二維點陣

高達 100 個測量點可設定成任意排列或網格形式,然後進行測量。 透過這種方式,可測定試樣在負載下的局部應變及不均勻性。 X、Y 坐標及各點之間的距離可作為測量值。

測量值可輕鬆匯出,或直接在 testXpert 中以不同通道的方式顯示。 先決條件是,所有測量點都套用到平坦的試樣表面,因為這是二維測量。 典型應用包含組件測試或多軸拉伸測試。

彎曲測試:變形測量

videoXtens 提供不同的變形測量選項。 為了與使用感測器或傳感器進行的測量進行比較,通常會在試樣下方放置一個測量柱塞。 videoXtens 可使用粘貼的標點來測量測試過程中的測量位移。

另外,也可直接在試樣邊緣進行測量:在彎曲試樣上做一個標記,或在試樣後面使用背光燈,這樣 videoXtens 就可看見試樣的下邊緣並進行測量。 除了測試軸的變形之外,還可測定曲率的多項式近似值。

有關影像式延伸計的常見問題

影像式延伸計是搭載攝影機的測量系統,適用於材料測試。 在測試過程中,由一台或多台攝影機(選配)捕捉試樣的影像,並將這些影像數位化傳送至測試軟體。影像與影像的對比用於評估試樣上的位移。 使用影像式延伸計測量應變時,必須定義初始標距。 初始標距可用手動或虛擬標點識別。

膠水標點或筆劃標點就是手動標點的典型代表。 使用由測試軟體定義的虛擬標點要容易得多。 先決條件是,試樣表面需有圖案。 試樣表面上的一個區域由虛擬標點定義。 在測試過程中,將對該定義區域內的圖案進行追蹤,

試樣表面上的圖案可用噴霧方式來噴塗。 甚或更簡單:可用試樣的天然表面結構。 藍色對比光技術可將天然表面結構轉換為高對比圖案。 這樣就無須在試樣上做任何標記。因此,影像式延伸計也被稱為無須標記的測量。

由於影像式延伸計在測量時沒有接觸,因此需要標記來設定初始標距。 在此基礎上,測量位移變化並計算應變。 通常還是通過在試樣上做標記來實現:在試樣製備過程中添加點、粘貼標記或其他標記選項。

ZwickRoell 採用藍色對比光技術進行無須標記的測量,測試變得更加快速、簡單。 在此,使用軟體在試樣影像上放置虛擬標記。 省去了所需的試樣製備工作。

由藍色對比光技術為基礎的 videoXtens 實現無須標記的測量: 如金屬及組件等的許多材料都具有天然粗糙的表面。 利用藍色對比光技術,粗糙度會以高對比度圖案的形式傳輸到軟體中,使軟體能夠輕鬆地在試樣上放置虛擬標記。這樣就省去了在製備試樣過程中手動操作測量標點的工作。

且不影響準確性。

影像式延伸計可對任何材料進行直至斷裂點的測試。 包含會受到接觸式延伸計刀刃施壓的敏感材料,如金屬箔、塑膠薄膜、細線、纖維及生物材料。 或因斷裂能高而損壞接觸式延伸計的材料,如脆性斷裂金屬、碎裂性複材、碎裂性絞線或容易抖動的繩索。

videoXtens 系統只可通過軟體擴充功能提供附加功能,只需執照即可啟動這些功能。 由於整個或至少大部分的試樣都能通過攝影機觀察,因此這些影像也可用於其他評估。 例如在

  • 用於測量橫向應變或寬度變化,
  • 用於設定高達 100 個測量點(2D 點矩陣),
  • 用於使用整個應變圖 (2D DIC) 來測定局部應變或視覺化,
  • 用於斷裂自動偵測,
  • 用於自動設定斷裂周圍的標距,
  • 用於在不同條件(初始標距的尺寸及位置)下,使用測試過程中記錄的影像重新計算測試結果。

影像式延伸計尚沒有已知的缺點。 但這並不意味著它們總是最佳選擇。 在測試量少、應用範圍較窄的情況下,建議使用價格相對低廉的夾持式延伸計。因此,我們的產品範圍包含各式各樣的系統以及功能。 我們很樂意與您討論各種選項以及不同系統的優缺點,並根據您的具體情況量身定制。 這將幫助您找到最有效的延伸計並滿足您的需求。

歡­迎隨時與我們聯繫以獲取更多資訊。

ZwickRoell 影像式延伸計包含許多自動化功能,使其可減輕操作員的任務:

  • 自動識別標點,並記錄初始標距 L0
  • 自動居中功能 可輕鬆對齊試樣
  • 可自動補償不同的試樣厚度。 該測試軟體還能對表面偏移的剪切試樣進行測試補償。
  • 系統無磨損,外罩可防塵、防垢,因此 videoXtens 維護低
  • videoXtens 的外罩具有防破壞功能

大多數 videoXtens 系統的試驗機配件都包含與橫樑的連接。 這意味著影像式延伸計以橫樑的半速行進。 這意味著測試程序在視區中自動保持居中,而且測量範圍獲得優化利用,也就是說可實現更長的測量行程。 而且:不存在大型試樣夾具造成的盲點,不會遮蔽測量點的視線。

除了測量行程距離增加外,該系統還提高測量準確度

  • 累積多年開發經驗而成的智慧演算法。
  • 精選優質組件、工業級攝影機及優質低變形鏡頭。
  • 影像式延伸計及測試系統由 ZwickRoell 自行開發與製造。這方面我們絕不妥協。
  • 所有測量通道精確同步。
  • 採用穩定的低振動支撐臂來安裝影像式延伸計。
  • 外罩可防垢防塵,並防止組件的意外錯位。
  • 即使在不同的環境條件下,專門開發的照明設備也可為試樣提供連續的高品質對比度。

videoXtens 系統搭配 ZwickRoell 溫箱進行測量,準確度無與倫比。 範例: 即使在溫度條件下,videoXtens 2-150 HP 也能滿足 ISO 527-1 附錄 C 對測定拉伸模量的嚴格要求 。 為什麼能實現這點:

  • ZwickRoell 影像式延伸計及溫箱經過調整,可相互配合以發揮最佳性能。 溫箱中的溫度控制
    及空氣分佈經過優化,即使在不同的溫度條件下,對 videoXtens 解析度的影響也很小。
  • 整個系統採封閉設計:videoXtens 透過通道與溫箱相連。 由此,由溫箱外部空氣湍流造成的影響也很小。

優勢 & 特點

便捷操作
高準確度和重複性
自動對中
無標點測試

便捷操作

操作簡便

  • 自動標點識别並採集起始標距長度L0
  • 防篡改:整個系統的外殼採用螺絲鎖緊漆密封,因此無法進行任何調整。這是獲得可靠測試結果的重要需求。
  • 輕鬆對位試樣:透過連接橫樑,laserXtens 延伸計可與標點對中(選配)。
  • 補償不同的試樣厚度以及測試剪切試樣。
  • 系統無磨損,因此維護成本相對低。系統的使用壽命長。
  • 透過±10V接口可連接至第三方試驗機。

高準確度和重複性

高準確度和可重複性

  • 延伸計採用穩定的低振動支撑臂來安裝。
  • 防護外罩可防止汙垢與灰塵進入及組件的意外錯位。
  • 所有測量通道精確同步。
  • 專門開發的照明設備為試片提供連續高品質對比度,即使在不同的環境條件下亦是如此。
  • 產業級攝影機與高品質、低失真鏡頭。
  • ZwickRoell延伸計品質超過標準所要求,且基於整個測量範圍進行校正,符合ISO 9513標準規定的相應準確度等級。
  • videoXtens 2-120 HP和videoXtens biax 2-150 HP經校正,從第一個校正點為20 μm處開始,準確度等級達ISO 9513標準的0.5級。
  • 透過videoXtens 2-120 HP,可額外增加可追溯的校正數據點,並符合ISO 527對塑料的楊氏模數測定標準(例如在25 µm處的額外校正值)。
  • 符合ISO 527附錄C對拉伸模數測定的嚴格要求(videoXtens 2-120 HP和videoXtens biax 2-150 HP)。
  • videoXtens biax 2-150 HP可測量寬度變化和泊松比,具有非接觸式延伸計前所未有的準確程度。

自動對中

自動對中調整

  • videoXtens透過與橫樑的連接,以橫樑的一半速度進行追蹤,使測試操作自動聚焦,充分利用測量範圍(亦可測量更大的範圍)。
  • 這會提高系統測量的準確度;標記在圖像中的偏移較小,並被捕捉在鏡頭中心(低鏡頭失真)。

無標點測試

模式識別:使用軟體進行標記測試

  • 使用創新的模式識別演算法,對試片進行虛擬標點。可追溯所更改的標點並進行重新計算(“重啟測試”選項)。簡直再方便不過!
  • 基本要求是在試片上有一個圖案-無論是自然的結構化表面,或透過噴劑和點畫法所快速標記的人工圖案。

軟體選項

2D DIC
測試重啟
應變分布
影像捕捉
第二測量軸選項
二維點陣
偏移測量

2D DIC

2D 數位影像相關性將整個可見試片表面的變形和應變可視化。非接觸式 videoXtens 延伸計在測試期間記錄影像系列,逐個影像比較,並計算預定義分面場中的位移,其中每個分面包括指定數量的攝影機像素。該數據用於創建二維彩色應變圖,使您可以一目了然地分析試片行為。

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測試重啟

選配的“測試重啟”模組可以根據測試期間記錄的圖像序列,使用不同的起始標距(如果存在多個標記)對應變進行後續重新計算。這種方法在組件測試中尤其有利,例如,當需要評估不同位置處的局部應變時,或在標準拉伸測試中試片縮頸發生在起始標距之外時。

當然,重新計算的應變隨後可以透過testXpert測試軟體與其他測量值同步。

應變分布

應變分布選項可用於沿試片標距長度測定多個測量位置的局部應變。在testXpert中,這些標記位置可作為測量渠道。測試期間,可自動識别並評估多達16個測量位置。使用此選配,還可以自動對稱地對縮頸周圍的起始標距進行即時調整(根據ISO 6892-1,附錄I)。

影像捕捉

影像捕捉是對測試的記錄(無需追溯性重新計算)。記錄與量測的曲線同步,可追溯地查看測試。該選配不包括硬體,因為記錄和同步完全是透過videoXtens延伸計系統進行的。

第二測量軸選項

使用此選項,可以執行雙軸測量:除縱向應變外,還可以記錄橫向應變,例如寬度變化。當然,也可以單獨測量寬度變化。

橫向應變測量共有兩種版本:

  • 直接測量試片邊緣,無需額外標記(測定r值時需要)。此版本需要背光燈。
  • 使用點標記或噴塗圖案測量試片表面。此版本使用入射光源照亮試片。

二維點陣

使用此選項可對應用於平面試片表面的點進行二維測量。這樣可以測定在負載作用下的局部應變和試片不均勻性。X、Y坐標及各點之間的距離可作為測量值。

無論是需要何種排列還是採用何種矩陣形式,可量測的測量點均高達100個。testXpert III可顯示的通道數限制為15個。

此選項僅使用一台攝影機進行測量;現有的其他攝影機會事先關閉。

偏移測量

videoXtens延伸計也可用於彎曲測試。根據測試類型、試片條件和性能的不同,有多個選項可用於試片偏移測量:

  • 使用入射光透過試片上的標記進行測量
  • 在試片下邊緣上使用背光進行測量
  • 測量測試軸的偏移或曲線的多項式近似值

可測量的最大偏移:使用videoXtens延伸計時,最大偏移對應於FOV;使用videoXtens 矩陣影片延伸計時,最大偏移對應於總FOV的1/3(在這種情況下,僅用一台攝影機測量偏移)。

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