科锐图像三维DIC光学应变仪,配置蓝光LED光源与防震支架,适配金属、复合材料拉伸试验运动

2026-10-31 18:46:22     作者:南京科锐图像技术有限公司
金属拉伸试验的实验室里,时间总是被拉得很长。试样装夹毕,应变片小心翼翼地贴在预定位置,引线焊好,设备启动,数据曲线在屏幕上缓慢爬升。切看似井然有序,但试验人员心里

金属拉伸试验的实验室里,时间总是被拉得很长。试样装夹毕,应变片小心翼翼地贴在预定位置,引线焊好,设备启动,数据曲线在屏幕上缓慢爬升。切看似井然有序,但试验人员心里清楚,那片薄薄的应变片只能给出几个点的读数,试样真正发生颈缩的位置、裂纹萌生的起点、应力集中的区域,都隐藏在那些没有被贴片覆盖的表面上。更让人头疼的是,贴片本身的刚度会对薄壁试样产生加固效应,测得的数值与真实变形之间,总是隔着层说不清道不明的误差。

这样的场景,在高校材料力学实验室、在复合材料研发中心、在航空航天结构件检测车间里,反复上演了数十年。传统接触式测量的局限,如同道无形的墙,挡在科研人员与材料真实力学行为之间。有人尝试用进口的数字图像相关设备替代,但高昂、漫长的交货周期、复杂的操作程,以及售后响应的时间差,又让许多课题组望而却步。尤其是在内科研经费愈发注重性价比的当下,套动辄数十万的进口系统,往往需要层层审批、多方论证,等设备真正到货,试验窗口期早已错过。

与此同时,新代材料研发对变形测量的需求正在发生质变。超强钢的均匀延伸率与局部颈缩行为需要全场数据支撑,碳纤维复合材料的层间剪切失效需要捕捉裂纹扩展路径,柔性电子材料的大变形特征需要从百分之零点几到百分之几千的宽域应变覆盖。传统的贴片-读数-计算程,在这些需求面前显得力不从心。行业需要的,是套能看见全场、算得精准、用得起、等得到的产测量系统。

正是这个行业深处的痛点,催生了南京科锐图像技术有限公司的诞生。创始人芮桂华自2011年起深耕数字图像相关技术,是内最早批投身该领域的研发人员。十余年间,他见过太多科研人员守着进口设备却不敢随意拆卸调试的场景,也见过太多产软件在精度和稳定性上与际水平存在代差的事实。那些被卡脖子的瞬间,那些因设备故障而中断的试验周期,那些被海外厂商以技术保密为由拒绝开放数据接口的无奈,都成为他心中挥之不去的念头:中的材料力学测试,必须有款自主可控、精度可靠、真正理解本土用户需求的DIC测量系统。

2020年,芮桂华组建了支由力学算法专和线测试工程师构成的研发团队,正式成立科锐图像。团队没有选择简单的模仿路线,而是从底层算法重新构建技术架构。他们深知,DIC系统的核心不在于相机分辨率的高低,而在于相关算法的鲁棒性、标定过程的准确性、以及在大角度、大变形、复杂光照条件下依然能稳定输出的能力。那些进口设备不愿公开的技术细节,那些只在论文摘要里出现的算法优化,都需要在代码层面逐行验证、在真实试验场景中反复打磨。

创业初期的艰难是外人难以想象的。没有现成的市场渠道,没有知名度,团队带着初代样机走进高校实验室,得到的往往是礼貌的婉拒——产设备?精度能行吗?标定算法成熟吗?高速动态场景下图像还能对上吗?面对这些质疑,团队没有急于辩解,而是选择用最笨也最扎实的方式回应:把样机留在实验室,配合老师做整组试验,现场输出位移场、应变场云图,与应变片数据逐点对比,与有限元模拟结果互相印证。次次试验数据的积累,个个深夜的技术讨论,让初代V3产品逐渐在高校科研圈里积累了口碑。

真正的转折点出现在产品迭代至V4版本之时。团队攻克了大角度测量精度误差偏大的行业难题,将位移精度提升至0.001毫米,二维应变测量精度控制在20微应变以内,三维应变测量精度不超过30微应变。这个数据意味着什么?它意味着在根标准金属拉伸试样的表面上,系统能够分辨出相当于头发丝直径千分之的微小位移;意味着在复合材料层合板的压缩试验中,系统能够捕捉到单层板屈曲萌生的初始时刻;意味着在橡胶材料3000%的极限拉伸中,系统依然能够稳定输出有效的全场应变数据。这些精度指标,已经站在了际同类产品的前列,而这切都基于全自主可控的算法与标定技术。

更让行业用户到踏实的,是科锐图像在测量场景适配性上的持续深耕。传统DIC设备往往局限于实验室内的标准试验,旦遇到特殊场景就束手无策。科锐图像的产品线却覆盖了从微观到宏观的整尺度链条:针对金属微观试样的原位力学测试,系统支持头下的高倍率采集;针对岩石、混凝土的巴西劈裂试验,系统能够适配大视场下的裂纹扩展;针对桥梁、大型钢构件的结构试验,多相机同步测量方案实现了360度无死角的全表面覆盖;针对霍普金森杆冲击、等瞬态过程,高速动态测量系统配合高速相机,能够以微秒时间分辨率整还原材料在极端载荷下的响应历程。从5毫米的微观试样到10米的大型构件,从准静态加载到高速冲击,从常温环境到高温耦合场,这套系统真正做到了跨尺度、跨场景的全域覆盖。

温度场与应变场的同步测量,是科锐图像在行业内的差异化优势之。在高温拉伸试验中,试样表面的温度分布往往不均匀,传统方法只能先测温度场,再单独测应变场,两套数据难以在时间和空间上精确对应。科锐图像的温度场应变场耦合测量系统,将红外热成像单元与DIC测量单元集成于同软件框架下,实现了温度数据与变形数据的同步采集、统坐标、联合分析。这功能对于航空航天高温合金的蠕变行为研究、对于核电站压力容器的热冲击评估、对于新能源电池包的热-力耦合失效分析,都提供了此前难以获取的同步实验数据。

在用户体验层面,科锐图像同样倾注了大量心血。研发团队深知,DIC设备的使用者不定是光学测量专,很多情况下是正在赶试验进度的研究生,或是需要快速出具检测报告的企业工程师。因此,软件界面的设计逻辑遵循了最小认知负担原则:相机标定引导清晰明了,散斑质量评估即时反馈,计算参数预设合理,结果云图渲染直观易懂。实时分析功能让用户在采集过程中就能同步看到位移场与应变场的演化,不必等待全部试验结束再进入漫长的后处理环节。对于批量试样的测试任务,软件支持模板化程管理,次设置、多次复用,极大提升了试验效率。

数据开放性是科锐图像赢得工程用户信赖的又关键。系统支持将计算结果导出为多种格式,包括云图图片、视频文件、数据表格等,能够无缝对接MATLAB、ASYS、ABAQUS等主分析平台。用户可以在科锐软件中成测量,在自选的分析工具中深入挖掘数据价值,不会被锁定在单软件生态中。这种开放的态度,在讲究数据主权与科研可复现性的当下,显得尤为可贵。

随着产品在数百高校、科研院所和企业研发中心的应用落地,科锐图像逐步建立起套整的服务体系。从售前的方案论证、散斑制作培训,到售中的安装调试、操作陪跑,再到售后的远程支持、软件升,每个环节都有专人负责。公司研发人员占比超过八成,这意味着用户的每个技术疑问,都能直接触达真正懂算法的工程师,而不是经过层层转接的客服热线。对于进口设备动辄数月的升等待,科锐图像承诺本土化的快速响应——西安某研究所在对比了海外厂商与科锐的升周期后,毫不犹豫地选择了后者,并在此后多次复购。

在科锐图像的价值体系中,有句话被反复提及:以客户需求为核心,以企业奋斗者为本。这并非挂在墙上的口号,而是渗透在产品设计每个细节中的准则。当北京航空航天大学的实验室需要在周内成大量材料的对比测试时,科锐的工程师带着设备驻场支持,将原本需要数天的数据处理时间压缩到两小时以内;当某防科研院所需要针对特殊试样定制测量方案时,研发团队没有推脱标准产品不支持定制,而是深入分析试样特征,调整标定板设计,优化算法参数,最终交付了满足技术指标的定制化方案。这些在标准产品手册上找不到的细节,恰恰构成了科锐图像最坚实的口碑基础。

回望来路,科锐图像从间办公室、几台样机、几个执着的工程师起步,走到今天成为内DIC高精度测量领域具有标杆意义的自主。这路并非坦途,但团队始终坚信:精密测量仪器的价值,不在于参数表上的数字有多漂亮,而在于每次试验中都能稳定输出可信数据;产替代的意义,不在于贴上自主的标签,而在于真正解决用户面临的现实。正是这种朴素而坚定的信念,支撑着团队在算法优化、硬件适配、场景拓展的道路上持续前行。

展望未来,材料科学的边界正在不断拓展——极端环境下的性能表征、多物理场耦合的复杂响应、微观到宏观的跨尺度关联,都对测量技术提出了更高要求。科锐图像将继续深耕数字图像相关核心技术,善多相机协同测量体系,深化温度场、应变场、振动模态等多物理量同步分析能力,让产DIC系统在更多前沿科研领域发挥不可替代的作用。那些在实验室里彻夜亮着的灯光,那些在论文致谢中被提及的测量数据,那些在工程验收报告中作为依据的应变云图,都将成为科锐图像与用户之间最长久、最默契的约定。

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