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视频引伸计

视频引伸计是用于材料测试的基于摄像机的测量系统。它们采用非接触式测量,消除了对材料特性值的任何影响。在试验期间,一个或多个摄像机捕捉试样的图像,这些图像会被数字化并转发到测试软件。图像与图像之间的对比用于评估试样上的偏移。这就需要标记初始标距长度,可以直接在试样上设置手动标距标记,也可以通过测试软件设置虚拟标距标记以节省时间

videoXtens是来自ZwickRoell的视频引伸计,具有不同型号和配置。您将获得在精度、功能和灵活性方面都能满足要求的精确视频引伸计。

优势 复合材料、塑料和橡胶 金属 动态应用 高温 纺织品 大学/测试实验室 高级功能 常见问题解答 咨询请求

为什么选择视频引伸计?

  • 视频引伸计采用非接触式测量,消除了对材料特性值的任何影响。
  • 广泛的应用范围创造了广阔的空间:视频引伸计不仅可以测量所有类型的材料,还可以测量敏感试样迷你试样高断裂能试样

ZwickRoell videoXtens的优势

易于使用且高效

了解更多信息

智能软件使用来自videoXtens的图像并提供更多信息 – 可通过灵活的软件选项轻松扩展。

依赖测量值

  • videoXtens的精度在现场标定期间从10 µm处开始进行验证,您将获得相关证书。
  • 在室温和环境试验箱中均可进行精确测量。由于两次测量使用的是同一台videoXtens,因此测试结果具有最大程度的可比性
  • 同时,宽度测量也是高度精确、非接触式且无标记的。

无标距标记测量

ZwickRoell videoXtens系统可用于多种材料,而无需试样标距标记。这不仅节省了试样制备时间,而且消除了标距标记对试样和测量的可能影响。

测试软件可方便地将虚拟标距标记放在试样图像上。蓝色对比光技术将试样表面的自然粗糙度转化为高对比度图案。虚拟标距标记会标记出一个小区域,该区域内的图案用作测量标记并被跟踪。

无需再耗费时间进行标记或粘贴标记 - 省去了通常需要的试样制备工作。而且,不会影响精度。

videoXtens:轻松查看更多内容

只需激活一个软件选项,就能查看更多内容,因为测试软件能从摄像机图像中获取更多信息:为什么只设置两个标距标记?视频引伸计的摄像机可以捕捉试样的大部分图像。由于采用了智能算法,测试软件还能利用这一区域进行其他评估:

这些选项纯粹为软件增补 - 无需扩展视频引伸计的硬件

用于复合材料、塑料和橡胶的视频引伸计

塑料和复合材料的测试条件:对拉伸模量的测定有更高的精度要求,例如ISO 527-1附录C。在您的操作现场对系统进行标定,可以证明这些要求已得到满足。在环境试验箱中进行测试时,使用同一引伸计还可实现高精度,从而保证测试结果具有可比性。

测试复合材料:videoXtens甚至能以最高精度测定泊松比,包括在环境试验箱中。对CFRP等非透明复合材料进行测试时需要使用标记。视频引伸计的应用范围非常广泛:拉伸试验、剪切试验、弯曲试验、带有2D数字图像相关性的V型缺口剪切试验等。

测试弹性体、橡胶和薄膜:videoXtens的测量范围大,适用于这些高延展性材料。由于与横梁连接,视频引伸计很容易对齐,并且在整个试验过程中测量标记始终保持居中。连接适配接头后,无需转换即可在环境试验箱中进行测量。

videoXtens (biax) 2-150 HPvideoXtens 1-270 P
典型应用塑料和复合材料的拉伸试验、剪切试验、弯曲试验,包括拉伸模量和泊松比的高精度测定。薄膜、橡胶和弹性体的拉伸试验
典型标准
量程最大175 mm最大330 mm
精度(10.5 / B11 / B2
无标距标记测量-
高级功能:
2D-DIC
宽度变化测量(10.5 / B11 / B2
应变分布
测试重新运行
弯曲试验
用于复合材料、塑料和橡胶的视频引伸计

 

  • (1 精度符合ISO 9513 / ASTM E83标准

用于金属测试的视频引伸计

大多数拉伸试验都基于ISO 6892-1ASTM E8/E8M标准。以下条件用于选择最有效的视频引伸计:

ZwickRoell videoXtens系统在金属测试中的表现尤为出色:

  • 便捷操作:由于采用蓝色对比光技术并自动设置初始标距长度,因此可实现无标记测量
  • 每个试样都很重要:通过平面外补偿获得可靠值,自动设置断裂位置附近的标距长度
  • 自动化:videoXtens L引伸计针对全自动系统进行了优化
videoXtens L 3-205videoXtens L 3-320、4-460、6-680videoXtens 1-120videoXtens 3-320
典型应用
  • 金属薄板、金属条、薄金属板的拉伸试验,包括r和n值测定
  • 厚板、混凝土钢筋、钢棒和绞线的拉伸试验,包括r和n值测定
  • 金属薄板、薄金属板的拉伸试验
  • 厚板、混凝土钢筋、钢棒和绞线的拉伸试验,包括r和n值测定
典型标准
量程最大240 mm最大680 mm最大180 mm最大350 mm
精度(10.5 / B10.5 / B10.5 / B10.5 / B1
无标距标记测量
可以自动化--

高级功能:

2D-DIC
宽度变化测量(10.5 / B10.5 / B11 / B21 / B2
应变分布
测试重新运行
弯曲试验
用于金属的视频引伸计

 

  • (1 精度符合ISO 9513 / ASTM E83标准

用于高温试验的视频引伸计

许多视频引伸计都可以与ZwickRoell环境试验箱结合使用,进行高达+360 °C的试验。在高达+1,400 °C的更高温度下进行试验时,光学应变测量将面临更多挑战。videoXtens 1-32 HP/TZ专用于高温下的非接触应变测量。

视频引伸计在高温下的应用:

  • 长期应用,拉伸、压缩和弯曲试验,循环应用(< 2 Hz)
  • 各种材料:金属、耐火材料、陶瓷、玻璃
  • 温度范围:环境温度最高至+1,400 °C

高温视频引伸计videoXtens

用于动态应用的视频引伸计

动态试验通常频率较高应变较低。为了在这些试验期间进行可靠的测量,视频引伸计必须具有极高精度

由于采用了光学应变测量技术,我们的videoXtens动态引伸计特别适用于敏感试样复合材料之类的材料,它们在断裂时会产生强劲的碎片,从而损坏接触式测量系统。

videoXtens动态引伸计

用于纺织品的视频引伸计

测试纺织材料时,视频引伸计具有明显优势:

  • 它们对断裂时易发生抖动的试样不敏感,可一直测量到断裂点
  • 可靠的测试结果:使用视频引伸计进行的测量要比通过横梁行程进行的测量精确得多,因为它们排除了使用试样夹具时材料滑动的影响。
  • 视频引伸计可轻松处理网格结构以及宽幅土工织物试样

尤其是土工织物试样,在进行拉伸试验时会表现出复杂的应变性能。为了详细表征土工织物,videoXtens具有一项独特的功能:软件用于将多个标距长度在纵向或横向应变方向上以不同长度叠加或相邻放置,而不是仅评估一个标距长度。(2D点阵软件选项)

videoXtens 1-270 PvideoXtens 1-120videoXtens 3-320
典型应用
  • 绳索、工艺纺织品、土工织物、土工格栅、土工绒、安全带、运输带、带连接的拉伸试验
  • 工艺纺织品、土工织物、土工格栅、土工绒的拉伸试验
  • 安全带、运输带、带连接、绳索的拉伸试验
典型标准
量程最大330 mm最大180 mm最大350 mm
精度(11 / B20.5 / B10.5 / B1
无标距标记测量-

高级功能:

2D-DIC
2D 点阵
测试重新运行
用于纺织品的视频引伸计

适用于大学或测试实验室的完全灵活的视频引伸计

大学通常追求完全灵活,以用于教育目的。我们很乐意根据模块化原则为您组装videoXtens系统:可更换的镜头、可移动轴、额外的摄像机、独立外壳。

或者,如果您面临经常变化的应用,并希望为未来可能的需求做好准备,videoXtens系统可为您提供高度灵活性。例如,videoXtens 3-320为全能型系统,适用于各种不同的应用,是首选的测试实验室选件。

请随时联系我们了解更多信息。

使用ZwickRoell视频引伸计和我们的testXpert测试软件,您可以立即开始测试:在我们的标准测试程序中,只需确定选择参数即可映射标准。切换到另一应用后,测试条件会保存下来,并在下次访问时同样恢复。这就保证了应用之间的切换既快速又轻松。

高级功能:只需激活,就能查看更多内容

testXpert测试软件能从摄像机图像中获得更多信息。为什么只设置两个标距标记?视频引伸计的摄像机可以捕捉试样的大部分图像。测试软件还利用这一区域进行其他评估,从宽度变化和自动断裂检测到2D数字图像相关性。

宽度变化测量/横向应变测量

此选项用于双轴测量:在进行纵向应变测量的同时记录一个或多个横向应变测量值,例如直接记录试样边缘的宽度变化,测量过程无接触、无标距标记。可以自由选择测量点数目。数值会自动平均,但也可以单独评估。

该扩展可作为纯软件选项或硬件扩展使用:

  • 对于大多数videoXtens系统,软件选项可以轻松扩展并符合1级精度(ISO 9513)。
  • 对于横向应变硬件选件,videoXtens的外壳中直接集成了一个额外的摄像机。该摄像机专为宽度变化而设计,测量值更加精确,例如精度为0.5(ISO 9513)

应变分布:每个试样都很重要

标距长度范围之外的断裂会导致试样制备和重新测试的成本和时间增加。应变分布选项可以避免这种情况。

在试验期间,测试软件会自动在断裂点周围对称放置标距长度

ISO 6892-1附录I提供的验证标距长度以外断裂的变通方法也可通过我们的软件轻松激活;根据标准规范自动、实时进行计算和验证。无需像以前那样手动测量和重新计算试样。

测试重新运行:重新计算,而不是重新测试

测试重新运行功能可用于使用修改后的初始标距长度虚拟重复和重新计算该测试。您可以节省试样准备和测试的时间,还可以对同一试样进行不同的评估。

在试验期间,测试软件会记录图像序列。之后,您可以使用这些图像序列根据需要更改初始标距长度的大小和位置。点击一下即可开始重新计算,所有特性值都将根据新标距长度重新进行计算。每次重新计算都会单独显示,比较起来简单明了。

2D数字图像相关性(DIC)

2D数字图像相关性可显示整个可见试样表面的变形和应变。该软件选项大大扩展了videoXtens的分析选项。激活非常简单,只需一个软件许可证。实时应变测量和随后的2D DIC分析均使用同一videoXtens和同一标记进行。

各种分析工具可提供不同类型的信息:标距长度、测量点、虚拟应变片、切割线、矢量图等。您可以在这里找到有关2D DIC的详细信息

2D 点阵

最多可设置100个测量点,并以任意排列或网格形式进行测量。通过这种方法,可以测定试样在载荷作用下的局部应变和不均匀性。X和Y坐标以及各点之间的距离可用作测量值。

测量值可直接在testXpert中轻松导出或显示为通道。前提条件是所有测量点均应用于平坦的试样表面,因为这是一种二维测量。典型应用包括部件试验或多轴拉伸试验。

弯曲试验:挠度测量

videoXtens具有不同的挠度测量选项。为了与使用传感器进行的测量相比较,通常会在试样下放置一个测量顶破杆。试验期间的测量位移由videoXtens使用粘贴的标距标记来测量。

另外,也可以直接在试样边缘进行测量:在弯曲试样上贴上标记,或者在试样后面使用背光,这样videoXtens即可看到并测量试样的下边缘。除了试验轴的挠度外,还可以测定曲率的多项式近似值。

视频引伸计常见问题解答

视频引伸计是用于材料测试的基于摄像机的测量系统。在试验期间,一个或多个摄像机捕捉试样的图像,这些图像会被数字化并转发到测试软件。图像与图像之间的对比用于评估试样上的偏移。使用视频引伸计测量应变时,必须定义初始标距长度。初始标距长度通过手动或虚拟标距标记确定。

粘贴标记或笔标记就是手动标距标记。使用虚拟标距标记要简单得多,此类标记是通过测试软件定义的。前提条件是试样表面有图案。在试样表面用虚拟标距标记定义一个区域。在试验期间,对该定义区域内的图案进行跟踪,

试样表面的图案可以用喷雾器喷涂。或者更简单:可以使用试样的自然表面结构。蓝色对比光技术将自然表面结构转化为高对比度图案。这就消除了标记试样的需要。因此,采用视频引伸计也称为无标记测量。

由于视频引伸计在测量时没有接触,因此需要使用标记来设置初始标距长度。在此基础上,测量位移变化并计算应变。这通常还是通过在试样上做标记来实现:添加点、粘贴标记或其他标记选项,这些都是试样制备过程的一部分。

ZwickRoell基于蓝色对比光技术的无标记测量更加快速、更加简单。此时,使用软件在试样图像上放置虚拟标记。无需进行试样制备。

videoXtens的无标记测量基于蓝色对比光技术:许多材料(如金属和部件)都具有自然粗糙的表面。利用蓝色对比光技术,粗糙度会以高对比度图案的形式传输到软件中,使软件能够轻松地在试样上放置虚拟标距标记。这就省去了制备试样所需的手动贴标距标记的工序。

而且,不会影响精度。

视频引伸计可以测试任何材料直至断裂点。这包括会被接触式引伸计的刀刃施加预应力的敏感材料,如金属箔、塑料薄膜、细丝、纤维和生物材料。或因断裂能量高而损坏接触式引伸计的材料,如脆性断裂的金属、碎裂的复合材料、分股的绞线或钢丝绳。

videoXtens系统仅通过软件扩展提供附加功能,只需激活许可证即可。由于整个试样或至少试样的大部分都可通过摄像机查看,因此这些图像还可用于其他评估。例如,

  • 测量横向应变或宽度变化,
  • 用于设置最多100个测量点(2D点阵),
  • 测定局部应变或使用整个应变图(2D DIC)进行可视化
  • 用于自动断裂检测,
  • 用于自动设置断裂位置附近的标距长度,
  • 利用试验过程中记录的图像,在不同条件下(初始标距长度的大小和位置)重新计算测试结果。

视频引伸计目前没有任何缺点。但这并不意味着它们总是最佳选择。如果试验量较小,应用范围不广,建议使用价格低廉的夹持式引伸计。因此,我们的产品范围包括各种系统和功能。我们很乐意与您讨论各种选择以及各种系统的优缺点,并根据您的具体情况进行量身定制。这将帮助您找到最适合您需求的高效引伸计。

请随时联系我们了解更多信息。

ZwickRoell视频引伸计包含许多自动功能,可减轻操作员的任务:

  • 自动识别标距标记和记录初始标距长度L0
  • 自动对中功能可轻松实现试样对中
  • 不同试样厚度自动得到补偿。测试软件还能对表面偏移的剪切试样的测试进行补偿。
  • 系统无磨损,外壳可防止灰尘和污垢进入,因此videoXtens的维护成本非常低
  • videoXtens的外壳具有防篡改功能。

大多数videoXtens系统的试验机连接都包括与横梁的连接。这意味着视频引伸计以横梁半速移动。这意味着试验程序在视场中自动保持居中,测量范围得到最佳利用,即测量行程更长。而且:没有大型试样螺纹夹具造成的盲区,盲区可能遮挡测量点的视线。

除了测量行程距离增加外,该系统还使测量精度有所提高

  • 基于多年开发经验的智能算法。
  • 精选的高质量部件、工业级摄像机和高质量的低失真镜头。
  • 视频引伸计和试验系统均由ZwickRoell自主开发和制造。这一点我们绝不妥协。
  • 所有测量通道可精确同步。
  • 视频引伸计采用稳定的低振动支撑臂来安装。
  • 其防护外罩可防止污垢与灰尘进入,以及部件意外错位。
  • 专门研发的照明设备为试样提供连续的高质量对比度,即使在不同的环境条件下亦可提供。

将videoXtens系统与ZwickRoell环境试验箱结合使用,可实现无比精确的测量。例如:即使在温度条件下,videoXtens 2-150 HP也能满足ISO 527-1附录C对拉伸模量测定的严格要求。为什么会这样?

  • ZwickRoell视频引伸计和环境试验箱经过调整,可相互发挥最佳性能。环境试验箱
    中的温度控制和空气分布已得到优化,因而可将videoXtens视频引伸计分辨率所受影响降至最低,即使在不同温度条件下亦是如此。
  • 整个系统是封闭的:videoXtens通过一个通道与环境试验箱相连。因此,空气湍流对环境试验箱外的影响也降到了最低。

优势及特点

便捷操作
高精度和重复性
自动对中
无标距标记测试

便捷操作

便捷操作

  • 对于原始标距长度L0,自动识别和采集标距标记。
  • 防篡改:整个系统的外壳均用螺钉锁紧清漆密封;因此任何东西都无法调整。这一项重要要求带来可靠的测试结果。
  • 易于对中试样:通过与横梁(选件)相连,videoXtens激光引伸计可与标距标记中心对齐。
  • 补偿不同的试样厚度以及测试剪切试样。
  • 无磨损系统,因此维护费用也低。系统的使用寿命极长。
  • 第三方试验机通过±10 V接口连接。

高精度和重复性

高精度和重复性

  • 引伸计采用稳定的低振动支撑臂来安装。
  • 其防护外罩可防止污垢与灰尘进入,以及部件意外错位。
  • 所有测量通道可精确同步。
  • 专门研发的照明设备为试样提供连续的高质量对比度,即使在不同的环境条件下亦可提供。
  • 工业级摄像机与高质量低失真镜头。
  • ZwickRoell引伸计超过了标准要求,而且基于整个测量范围进行标定,符合ISO 9513标准规定的相应精度等级。
  • videoXtens 2-120 HP和videoXtens biax 2-150 HP经过标定,精度达到ISO 9513标准的0.5级,第一个标定点从20 μm处开始。
  • 使用videoXtens 2-120 HP,可以额外增加标定数据点,以根据ISO 527标准对塑料进行可溯源且符合试验标准的杨氏模量测定(例如,通过25 µm处的附加标定值)。
  • 符合ISO 527附录C(videoXtens 2-120 HP和videoXtens biax 2-150 HP)拉伸模量测定的严格要求。
  • videoXtens biax 2-150 HP可测量宽度变化和泊松比,精度达到非接触式引伸计前所未有的程度,简直无法比拟。

自动对中

自动对中调整

  • videoXtens视频引伸计连接到横梁,以横梁半速进行追踪,使测试操作自动聚焦,并充分利用测量范围(更大的测量范围成为可能)。
  • 这会提高系统测量精度;标距标记在图像中偏移较小,并被捕捉到镜头中心(低镜头失真)。

无标距标记测试

图案识别:使用标距标记进行测试

  • 使用创新的图案识别算法可对试样应用虚拟标距标记。可以追溯性更改标距标记并对其重新计算(“测试重新运行”选项)。简直再便捷不过了!
  • 基本要求适用于试样上的各种图案:由结构化表面形成的自然图案或可通过标记喷洒或点画法快速应用的人工图案。

软件选项

2D DIC
测试重新运行
应变分布
视频同步
第二测量轴选项
2D点阵
挠曲测量

2D DIC

2D数字图像相关性可显示整个可见试样表面的变形和应变。非接触式videoXtens引伸计记录试验期间的图像序列,逐个图像进行比较,并计算预定义平面视场中的位移,其中每个平面都包括指定数量的摄像机像素。该数据用于创建二维彩色应变图,使您能够一目了然地分析试样行为。

有关2D数字图像相关性(DIC)的更多信息

测试重新运行

可选的“测试重新运行”模块可以根据测试期间记录的图像序列,使用不同的初始标距长度(如果存在多个标记)对应变进行后续重新计算。这种方法在部件试验中尤其有利,例如,当需要评估不同位置处的局部应变时,或在标准拉伸试验中试样缩颈发生在初始标距长度之外时。

当然,重新计算的应变随后可以通过testXpert测试软件与其他测量值同步。

应变分布

应变分布选项可用于沿试样标距长度测定多个测量位置的局部应变。在testXpert中,这些测量位置可用作测量通道。试验期间,可自动识别和评估多达16个测量位置。使用此选项,还可以自动对称地对缩颈周围的初始标距长度进行实时调整(根据ISO 6892-1,附录I)。

视频同步

视频同步是对试验的记录(无需追溯性重新计算)。记录与测量曲线同步,即可追溯性地查看试验。该选项不包括硬件,因为记录和同步完全通过videoXtens视频引伸计系统进行。

第二测量轴选项

使用此选项,可以执行双轴测量:除纵向应变之外,还可以记录横向应变,例如宽度变化。当然,也可以单独测量宽度变化。

横向应变测量共有两种版本:

  • 直接测量试样边缘,无需额外标记(测定r值时需要)。此版本需要背光。
  • 使用点标记或喷涂图案测量试样表面。本版本使用入射光源照亮试样。

2D点阵

使用此选项可对应用于平面试样表面的点进行二维测量。这样可以测定在载荷作用下的局部应变和试样不均匀性。X和Y坐标以及各点之间的距离可用作测量值。

无论是需要何种排列还是采用何种矩阵形式,可测量的测量点均高达100个。testXpert III可显示的通道数限制为15个。

此选项仅使用一台摄像机进行测量;现有的任何其他摄像机都会事先关闭。

挠曲测量

videoXtens视频引伸计也可用于弯曲试验。根据试验类型、试样条件和性能的不同,有多个选项可用于试样挠曲测量:

  • 使用入射光通过试样上的标记进行测量
  • 在试样下边缘上使用背光进行测量
  • 测量试验轴的挠曲或曲线的多项式逼近

可测量的最大挠曲:使用videoXtens视频引伸计时,最大挠曲对应于FOV;使用videoXtens Array视频引伸计时,最大挠曲对应于总FOV的1/3(在这种情况下,挠曲仅用一台摄像机测量)。

全系列videoXtens视频引伸计总览

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