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更新时间：2026-06-11
厂商性质：代理商
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高温高转速试验件三维动态位移与转速
测量系统方案
编制单位：北京圣达骏业科技
适用工况：最高温度 1300℃、最高转速 15000r/min
一、项目背景与需求分析
1.1 试验工况条件
试验对象：高温仓腔体内部旋转试验件
温度指标：试验件升温至1300℃
转速指标：最高运行转速15000 r/min
运行环境：密闭腔体，集成加热、旋转驱动系统
实验件尺寸：直径120-250mm
测量需求：实现试验件轴向与径向的三维动态位移，实验件转速采集，两类数据联动分析。
1.2 测量技术难点
高温干扰：1300℃高温会产生强烈红外辐射，易造成光学成像过曝、画面模糊，影响图像采集质量。
高速运动：15000r/min 高转速下，试验件运动速度快，需高帧率设备冻结运动，避免图像拖影。
环境限制：设备外置安装于高温仓腔体外部，客户需解决光学窗口密封、隔热、抗反射问题。
数据采集：三维位移图像数据与转速数据，保证数据关联性与分析有效性。
二、系统总体设计方案
2.1 系统整体架构
本项目采用双目高速立体视觉 + 转速仪采集组合方案，依托圣达科技三维动态位移分析系统搭建整套测量平台。
整体链路：试验件（高温腔体）→ 光学观察窗口 → 双目高速相机组 + 高频光源 → 同步控制器 → 转速测量单元 → 数据采集分析主机及配套软件。
2.2 核心设备选型依据
三维位移测量：采用圣达科技三维动态位移分析系统，基于数字图像相关（DIC）双目立体视觉技术，支持三维位移、速度、加速度、振动频谱全维度分析。
高速相机：配置分辨率 1280×1024pix、帧率 5000fps 高速相机，全局快门设计，可有效捕捉高速旋转目标，消除运动模糊。
转速测量：搭配高精度转速仪，独立采集转速信号，实现数据一一对应。
光学适配：搭配高通窄带滤光片、偏振片，滤除高温红外辐射、反射光干扰，保障复杂工况下成像质量。
三、硬件系统详细配置
3.1 三维动态位移测量单元（圣达科技整套系统）
设备名称 | 技术参数 | 数量 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
高速相机 | 分辨率 1280×1024pix，帧率 5000fps，全局快门 | 2 台 | 双目立体成像，采集试验件动态图像 |
专用镜头 | 长焦距、抗形变，适配真空光学窗口 | 2 套 | 精准对焦，配合腔体外部安装 |
滤光片 | 高通 | 2套 | 过滤杂光 |
三维架台 | 定制 | 1台 | 适配观察窗高度与范围 |
同步控制器 | 支持多设备触发同步 | 1 套 | 实现双目相机时间同步 |
工作站 | 高性能主机，大内存、高速存储配置 | 1 台 | 图像、转速数据存储、实时运算 |
三维动态位移分析软件 | 支持相机标定、特征点追踪、三维解算、速度分析、加速度分析 | 1 套 | 数据处理、计算、结果输出 |
附件 | 定制 | 1套 | 标定套件、三角架、云台、高温制斑工具、高温陶瓷贴、现场工具等 |
3.2 转速测量单元
设备名称 | 技术参数 | 数量 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
高精度转速仪 | 测量范围 0~15000r/min，测量精度 ±0.02% | 1 台 | 实时采集试验件转速数据 |
四、系统安装与实施步骤
4.1 前期开孔与腔体改造
客户需根据相机视场范围与架设条件，在高温腔体规划位置加工光学窗口开孔（≥350mm），避开加热、传动结构。
4.2 硬件安装与线路连接
我司工程师安装相机、光源专用支架，完成设备固定，调整拍摄角度、物距，使试验件处于双目视场中心。
在镜头前端依次安装滤光片、偏振片，调试光源亮度与偏振角度，消除反射光、杂光。
安装转速仪，检查信号传输状态。
统一连接所有设备至同步控制器与工控主机，完成硬件链路搭建。
4.3 系统标定与试验件预处理
双目相机标定：使用高精度标定板完成相机内参、外参标定，修正光学窗口折射误差，保障三维测量精度。
试验件处理：在试验件表面喷涂耐 1300℃高温专用散斑，或选取固有特征点，作为视觉追踪目标。
同步标定：调试同步控制器，完成相机帧信号与转速信号时间对齐，校准同步精度。
4.4 标准化试验流程
客户启动加载装置，开启加热系统，按照试验曲线将试验件升温至 1300℃并恒温保持。
启动旋转驱动系统，转速由低至高逐步提升至 15000r/min，现场可根据客户意图随时启动整套动态三维位移测量系统的同步采集数据。
试验全程实时监控图像质量、转速等参数，保障采集过程稳定。
试验结束后，依次停止旋转、加热系统，待腔体降温泄压，导出全部原始数据。
五、数据采集与分析方案
5.1 采集参数设置
相机参数：运行帧率 5000fps，采用短曝光模式，规避高速运动拖影。
转速仪：启动采集
采集时长：依单工况要求，满足三维位移分析、数据统计要求。
5.2 核心数据分析内容
三维位移解算：软件逐帧追踪表面特征点，计算 X/Y/Z 三个方向三维位移、运动速度、加速度等。
联动分析：结合转速数据，分析不同转速下试验件振动变化规律，评估高速旋转稳定性。
5.3 输出成果形式
试验件三维位移场动态数据；
特征点位移、速度随时间变化曲线；
转速报告。
六、关键技术保障与风险控制
6.1 高温成像保障
采用窄带滤光片 + 偏振片组合方案，过滤 1300℃高温产生的红外杂光与窗口反射光；光学元件均选用耐高温材质，杜绝热辐射造成设备损坏、光学形变。
6.2 高速运动测量保障
5000fps 高帧率搭配全局快门 + 短曝光，充分匹配 15000r/min 转速工况，清晰冻结运动状态；双目视觉技术有效区分平面与空间运动，保证三维位移测量准确性。
七、系统整体优势
非接触测量：无需在试验件表面粘贴电子传感器，不改变试验件动力学特性，适配高温、高转速极限工况。
多参数同步：三维位移、振动、转速多参数采集，数据关联性强，满足综合性能分析需求。
高指标硬件：1280×1024pix 分辨率 + 5000fps 帧率，可捕捉微米级细微形变与瞬时振动。
兼容性强：对接现有加热、旋转试验台，改造量小，落地实施便捷。
专业分析能力：配套专业分析软件，覆盖数据解算、图表生成、频谱分析。
八、 技术服务与售后支持
供货周期：合同签订并收到预付款起 3个月内
现场服务：我司提供整套设备上门安装、硬件调试、系统标定及使用指导服务。
技术支持：我司针对设备操作、软件使用、试验流程开展专项培训，试验全程提供远程 + 现场技术指导，协助完成数据处理与分析，现场培训不低于2个工作日。
质保周期：叁年（非人为损坏）设备提供长期质保，长期提供软件免费升级、技术答疑服务。
九、 系统预算
高温高转速试验件三维动态位移与转速测量系统人民币：113,0000.00元。
付款方式：合同签订支付50%，发货前支付40%，验收后一个月内支付10% 。
北京圣达骏业科技有限公司
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