双目三维视觉应变仪使用手册

深圳市海塞姆科技有限公司

1. 设备介绍

双目应变仪主要部件：设备主机、操作软件、加密狗、光源及光源控制器、固定支架及云台、标定板、USB3.0 数据线、散斑喷漆或高温材料。

1.1. 设备主机主要包括固定支架和相机镜头两部分组成，通过底部不同的固定孔位可实现水平放置。

1.2. 光源常温标准视野配置环光，高温炉环境配置射灯，高低温箱环境配置条灯，大视野配摄影灯。

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1.3. 固定支架使用三角架、双目横杠和三轴云台，将相机镜头固定好，调整双目设备整体位置，调整水平。

1.4. 散斑 1) 常温试验时，采用标配的黑白颜色散斑喷漆。

高温试验时，采用酒精加高温材料，制作高温散斑。

2. 硬件安装

固定好旋转支架或三角架。
将快装板固定在双目横杠底座上。
将双目应变仪安装在云台或支架上，调整好水平及高度。
按照应变仪预设的距离参数，调整合适的摆放距离，

例：预设距离参数 210mm。

使用卷尺或长度尺等测量“设备前端边缘到试样”的间距，调整到约为 210mm。完成应变仪和待测试样中心的基本对齐。

将光源固定在应变仪主机或者试验夹具周围。
光源连接：将电源线连接至光源控制器上，再通过黑色数据线将光源控制器（CH 接口）与光源连接。
应变仪连接：用 USB3.0 数据线将应变仪和电脑主机连接（电脑必须支持 USB3.0 接口）。
取下设备镜头防尘盖，按下光源控制器开关，蓝色光源点亮，调整亮度使视野亮度适中。
按照试验要求，在待检测试样上检测区域喷涂散斑，并将喷好散斑试样固定在加载装置上。
打开电脑，进行软件操作，对应变仪、灯光等进行微调。

3. 软件安装

初次使用时，必须在试验机电脑上先进行软件安装。

电脑基本配置要求：i7 处理器 16GB 内存 1TB 固态硬盘 USB3.0 接口/ 64 位 WIN10 操作系统以上。

3.1. 相机驱动安装找到随机 U 盘资料以下相机驱动文件，解压点击安装。

3.2. 应变仪软件安装 1) 找到随机 U 盘资料以下文件（版本号以实际为准），解压点击安装。

安装完成后，电脑屏幕上显示相机驱动软件和应变仪软件。

3.3. 软件安装验证 1) 点击电脑屏幕上相机驱动图标；

在软件界面左侧，双击”MER-503-36U3M”打开摄像头，以相机型号为准；

在新窗口点击软件左上角“开始采集”图标，显示有图像即安装成功。

四：设备使用

4.1. 相机设置：打开相机驱动软件，并进入采集界面。

确认软件可以正确读取到相机；
批量连接相机和批量开启采集画面；
调整合适的曝光时间以适应画面亮度；

根据画面内被测区域相对于整个画面的占比调整物距，即设备与被测区域的距离；
相机工装应水平放置，相机应保证水平；
两相机应对称放置，被测物应保证在两相机中轴线上，两相机到被测区域距离应一致；
相机与中轴线的夹角应在 15°～30°范围内；
反复调整，使两相机采集画面对称显示，且显示范围一致；
调整镜头焦距，使镜头对焦到被测区域，保证成像清晰；
调整镜头光圈，与外部光源配合，使画面亮度、光源亮度（80% 亮度以下）、曝光时间（20000 内）、景深效果（光圈 8 左右）都在合适范围内；

4.2. 标定：在硬件调试完毕后，可进行标定步骤，根据视野大小选择合适的标定板，采集 13 张标定图片。

打开应变仪软件，并创建一个新项目

进入图片采集界面；
打开相机；
设置好保存图片的路径；
使用单张采集功能进行标定图片采集；
进行标定板姿势摆放并逐张采集，标定板摆放注意使三个空心圆成 L 状放置，即黑色角朝向画面的右上方，13 张姿势如下所示：

第一张，正视图，标定板按照对焦物距，正对设备摆放；

第二张，俯视图，在正视图的基础上，将标定板上边沿向前倾斜（15°左右）；

第三张，仰视图，在正视图的基础上，将标定板上边沿向后倾斜（15°左右）；

第四张，左向正视图，在正视图的基础上，将标定板向左旋转（15°左右）；

第五张，左俯视图，在左向正视图的基础上，将标定板上边沿向前倾斜（15°左右）；

第六张，左仰视图，在左向正视图的基础上，将标定板上边沿向后倾斜（15°左右）；

第七张，右正视图，在正视图的基础上，将标定板向右旋转（15°左右）；

第八张，右俯视图，在右向正视图的基础上，将标定板上边沿向前倾斜（15°左右）；

第九张，右仰视图，在右向正视图的基础上，将标定板上边沿向后倾斜（15°左右）；

第十张，正视图，将标定板回正到第一张正视图位置；

第十一张，向前视图，将标定板在正视图的基础上，向前 1 厘米左右正视放置；

第十二张，向后视图，将标定板在正视图的基础上，向后 1 厘米左右正视放置；

第十三张，正视图，将标定板回正到第一张正视图位置。

采集完标定图片后，点击应变仪软件右上角相机图标关闭相机；
点击左侧相机标定界面进行标定操作；

点击左上角导入图像，根据采集标定前设置的图片保存路径找到标定图片，分左右相机导入标定图片；

图片导入完成后，点击计算标定，输入标定参数（按照上图中左侧数据，HSM-Cal-250-6*6-20 1-1 1-4 4-1，6*6 为标定板尺寸，20 为圆点间距，1-1 1-4 4-1 为空心圆位置坐标）

标定成功后左下角重投影误差，total 值应小于 0.2；在满足要求后，点击确认标定。
在标定成功后，建议将标定图片另存，且按照日期 - 物距 - 实验场景命名。

4.3. 采集实验过程 1) 标定步骤完成后，将被测区域挪到视野内，保证物距准确，点击左侧相机按钮进入图片采集界面，点击右上角相机图标打开相机；

实验开始前应进行采集设置，采集方式分为固定频率和时间间隔两种；

固定频率：即按照固定的采集频率进行图片采集，当达到设置的采集持续时间即停止采集，如需手动停止采集，建议将结束方式—持续时间改成最大值（9999s）；

时间间隔：即每间隔几秒采集一张图片，当达到设置的采集图片数量时即停止采集。

建议将图片的保存路径设置为一个空间较大的固态硬盘，以防数据丢失。

4.4. 数据处理：在实验过程图片采集完毕后，点击右上角相机图标关闭相机

点击左侧分析计算按钮进入数据分析界面；
点击左上角导入图像按钮进行图像导入，分左右相机导入图片；

在计算前需要先进行计算区域框选和计算参数设置；

子区：即 DIC 计算的最小区域，子区越大，特征越多，计算时间越长；

步长，子区与子区的间隔，步长越小，子区越密集，计算越慢；

区域选择：从左到右分别是，框选多边形，框选矩形，框选圆形，扣除多边形，扣除圆形；

在计算参数设置完毕后，点击开始计算，即等待计算结果，计算结果分为位移和应变，第一次计算完毕是指位移数据计算完毕，还需转应变，点击结果—应变—主应变，即可开始转应变。

4.5. 结果查看：在位移和应变计算完毕后，可查看结果

点击检测，可创建点、线、片，选择对应的方式，在计算区域中点击创建，即可查看点、线、片的数据；

点击结果，可查看不同类型的结果，如可查看格林应变、工程应变，应变可查看主应变、次应变、三向应变等，位移可查看三向位移等。

在创建点、线、片后，可点击曲线图表以查看图片—应变等曲线，在横轴纵轴右键点击，可切换需查看显示的数据，点击曲线图表右上角保存图标，可导出所有创建数据；

点击界面右上角坐标轴图案，可切换不同视图，点击 L 或 R 图标，可显示/关闭一侧画面；

右键单击色阶条，可进入图例设置，可自行编辑色阶条数量和颜色，以及设置显示阈值。

4.6. 实时应变片：此外，软件还支持实时应变片功能，可模拟真实应变片效果；

点击左侧应变片按钮进入应变片功能界面；
点击相机按钮打开相机，手动创建应变片区域（即框选矩形区域），进行采集界面设置，即可开始计算，但受性能影响，实时应变片功能目前只能以 1Hz 运行，建议将相机帧率设置为 1Hz；
对于已经做过的实验，也可通过导入图像的方式来重复进行创建应变片计算。

4.7. 云图导出：在数据处理完毕后，可进行云图或者视频的导出；

点击左侧报告生成按钮进入报告导出功能界面；
在此功能界面，可进行实验报告信息输入、实验报告导出、云图视频导出、全部云图导出、单张云图导出操作；
在导出云图视频或者云图图片时，可进行模板设置，以选择纯云图导出，或者在创建点的情况下带曲线图表导出，或选择是否需要显示图例色阶条。

5. 安全操作及注意事项

1.未经专业培训，不得单独操作此仪器。

2.使用时尽量不要让光源直射人眼，避免可能造成操作人员眼部伤害。

3.高温环境下，尽量配戴高温手套，防止人员烫伤，制作高温散斑或者标记点时，注意不要沾到眼睛。

4.仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处，注意防震、防尘和防潮。

5.仪器运输应将仪器装于箱内进行，运输时应小心避免挤压、碰撞和剧烈震动，长途运输最好在箱子周围使用软垫。

6.仪器安装至三脚架或者拆卸时，要先托住仪器，以防仪器跌落。

7.不可用化学试剂擦试塑料部件及有机玻璃表面，可用浸水的软布擦试。

8.测量前应仔细全面检查仪器，确认仪器各项指标、功能、电源符合要求时再进行作业。

9.即使发现仪器功能异常，非专业维修人员不可擅自拆开仪器，以免发生不必要的损坏。

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