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非接触式光学应变测量装置 科锐图像数字图像相关系统提供现场技术支持
运动
2026-10-16 01:22:28

实验室的灯光已经亮了整整夜。新来的博士生盯着屏幕上密密麻麻的应变数据,眉头紧锁。传统应变片只能给出有限几个点的数值,而试样边缘那道细微的裂纹,恰恰从两个贴片之间的空隙悄悄穿过。实验数据看起来正常,但所有人都知道,真正的失效原因被漏掉了。这样的场景,在全上百所高校的力学实验室里反复上演。进口设备精度虽好,却价格高昂、操作复杂,套系统从询价到交付往往要等上数月,售后响应更是隔着时差。产设备则长期停留在能用的层面,测量精度、稳定性与进口产品差距明显,难以满足严苛的科研需求。

内DIC技术领域长期存在道隐形的分水岭:高端市场被进口牢牢把持,产只能在中低端市场徘徊。非接触式光学应变测量,这个听起来有些陌生的专业名词,恰恰是材料力学、结构工程、航空航天等领域最基础也最关键的环。试件在受力时如何变形,裂纹如何萌生与扩展,应力集中发生在哪个区域——这些关乎材料安全与结构寿命的核心数据,都依赖精密的光学测量设备。然而,当高校实验室想开展前沿研究,当企业需要为关键构件做安全评估,他们往往发现,真正适合自己的设备并不好找。进口产品性能优异却价格不菲,产设备价格亲民却精度不足。这种高不成低不就的窘境,让许多科研人员只能在妥协中选择。

2011年,个叫芮桂华的年轻人开始投身DIC技术研发。那时候内从事这项技术的人,他凭借扎实的算底,独立开发出套DIC软件。这套软件意外地获得了多企业的商用认可,也让芮桂华意识到:产DIC并非做不出来,只是缺少愿意深耕的人。此后近十年,他始终没有离开这个赛道,边积累行业经验,边观察市场变化。他发现个令人遗憾的事实:内DIC产品长期处于跟随状态,进口设备用什么架构,产就仿什么架构;进口设备有什么功能,产就抄什么功能。同质化复刻的结果是,产设备永远慢人步,也永远无法真正解决中用户的实际。

2020年,芮桂华做了个重要决定。他组建了支由力学算法专和线现场测试工程师构成的研发团队,正式成立南京科锐图像技术有限公司。团队取名科锐,取自Correlation(相关)与Image(图像),寓意以科学技术锐利捕捉材料的细微形变。他们要做的事情很明确:跳出同质化复刻的老路,从零重构技术体系,打造真正符合中科研与工业需求的DIC测量设备。这条路并不好走。DIC技术涉及光学成像、数字图像相关算法、力学模型等多个交叉学科,每个环节都需要扎实的理论功底和大量的实验验证。团队没有急于推出产品,而是用了整整年时间,深入高校实验室和工厂车间,观察科研人员如何做实验,工程师如何做检测,了解他们真正需要什么样的工具。

经过反复打磨,科锐图像推出了初代V3产品。这款产品依托高校科研场景持续迭代,团队在与线科研人员的密切互动中,不断优化算法精度和操作体验。他们发现,科研人员最需要的不是花哨的功能,而是稳定可靠的测量结果和简单直观的操作程。V3版本实现了从科研算法到商用设备的成果转化,打破了初创的市场信任壁垒。2021年,核心产品Correlimage DIC应变测量系统正式推出,实现了三维形貌重构和全场应变测量,并逐步拓展到高速动态测试、模态振动分析、材料力学试验等应用领域。每次迭代,都来自真实用户的反馈;每项功能,都对应个具体的应用场景。

科锐图像深知,DIC测量设备的用户群体很特殊——他们大多是高校教师、科研人员、企业工程师,对测量精度和数据可靠性有着近乎苛刻的要求。套设备能否被接受,不看宣传多华丽,而看数据是否经得起推敲。为此,团队在精度上下了苦功夫。Correlimage系统实现了位移精度0.001毫米,二维应变测量精度不超过20微应变,三维应变测量精度不超过30微应变,并持有正规计量检定证书。这意味着,科研人员可以放心地用这套设备做精密力学测试,实验数据可以直接用于和工程认证。应变量程覆盖0.002%到3000%,从金属材料的微小弹性变形到橡胶、薄膜的超大形变,套系统全部覆盖。视场范围从5毫米的微观试样到10米的大型构件,打通了微观精细测试与宏观工程检测之间的壁垒。

科锐图像的研发团队中,研发人员占比超过八成。这个比例在同类企业中并不多见,也直接决定了这公司的技术底色。团队持续攻坚行业核心痛点,先后解决了产DIC大角度测量精度误差大的,成功自研八相机360度全周测量系统。传统双相机方案只能覆盖试件的个面,对于需要观察正反两面变形的大型构件,或者需要360度无死角监测的复杂结构,往往力不从心。科锐图像的多相机系统支持单目、双目、四目、八目配置,所有相机在同软件框架下同步控制采集标定,统世界坐标系,无需后期拼接。这技术突破,让大型桥梁构件、飞机蒙皮、压力容器等复杂结构件的全场变形测量成为可能。

2026年,科锐图像推出跨越式升的V4版本,对标际先进产品。新版本支持更大规模的图像采集容量,标定算法精度进步优化,海量测点计算速度显著提升。更值得提的是,Correlimage系统具备实时分析能力,支持200赫兹高频实时采集计算,双相机配置下每秒可处理不低于40万个计算点。试验过程中,边拍摄、边运算、边输出全场变形结果,无需等待漫长的后处理。对于课堂教学、短时加载试验等场景,这功能的价值尤为突出。学生可以在实验现场即时看到应变云图的变化,理解材料变形的全过程,学习效率大幅提升。对于科研人员而言,实时分析功能则意味着可以即时判断试验状态,及时调整加载方案,避免因数据异常导致整轮试验作废。

除了核心的DIC应变测量系统,科锐图像还构建了整的模块化产品矩阵。Correlimage-HS高速动态应变测量系统配套高速相机,适用于霍普金森杆冲击、、碰撞等瞬态强动态力学测试;Correlimage-TS温度场应变场耦合测量系统集成红外与DIC测量单元,同步获取温度场与应变场数据,适用于高温拉伸、热冲击等多物理场力学测试;CorrelBOS二维背景纹影分析系统基于背景纹影光学原理,捕捉场密度梯度变化,用于冲击波、射、热对等体场可视化;CorrelAnalyzer运动分析系统支持刚体运动、六自由度姿态、轨迹解算,可提取结构滑移、倾覆等运动学参数。这些模块既独立成系统,又可在同软件框架下自由组合,数据同源无需反复转码,为用户提供了站式的力学测量解决方案。

科锐图像对服务的理解,也超越了单纯的设备交付。公司建立了善的本地化技术支持体系,提供、远程培训、在线指导等多种形式的服务。新用户从开箱到成组实验,全程有工程师远程协助,遇到随时响应。西安某研究所的用户反馈,进口设备的升响应周期长约半年,而科锐图像能够较快安排技术人员做个性化定制,他们已陆续订购多台产品。北京航空航天大学某实验室的负责人则表示,使用科锐产品约两小时成了原本需要周的材料实验,当场决定采购。这些来自线的认可,是对科锐图像团队多年坚守的回报。

在科锐图像看来,DIC测量设备的价值,不只是提供组精确的数据,更在于帮助科研人员和工程师看见材料与结构的真实行为。当裂纹在应力集中区域悄然萌生,当复合材料层合板在载荷下发生肉眼难辨的鼓曲,当大型构件在数十米尺度上产生毫米的位移——这些细微而关键的变化,都需要精密的测量设备来捕捉与记录。科锐图像希望做的,就是成为科研工作者值得信赖的眼睛,让每次试验都有据可查,每项分析都真实可靠。公司秉持恩、诚信、进取、共赢的核心价值观,坚持以客户需求为核心,以企业奋斗者为本。这不是写在墙上的口号,而是贯穿研发、生产、服务每个环节的行动准则。

如今,科锐图像的产品已走进全数百高校、科研院所和工业企业,服务于材料科学、土木工程、航空航天、新能源、半导体等关键领域。公司获得ISO9001质量管理体系认证,被认定为江苏省科技型中小企业,拥有数十项自主知识产权。媒体曾以南京精度打破DIC技术外垄断为题报道其360度系统0.001毫米的测量精度,高淳区官网也将其作为以智赋能打造智能制造新引擎的典型案例。这些认可让团队更加坚定:产DIC不仅能做到,还能做得更好。立足当下,科锐图像将持续深耕非接触式光学应变测量领域,不断优化产品性能与操作体验。展望未来,这支以博士和资深工程师为核心的研发团队,将继续攻坚行业前沿课题,拓展DIC技术在更多领域的应用边界。从微观材料的细观损伤到大型工程结构的健康监测,从准静态加载到高速冲击,从单应变测量到多物理场耦合分析,科锐图像将始终陪伴在科研与工程线,用可靠的数据守护每次试验,用扎实的技术支撑每个发现。这条路很长,但科锐图像已经走了很远,也还将继续走下去。

作者:南京科锐图像技术有限公司
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