Systèmes ARAMIS DIC à grande vitesse

La technologie de l'imagerie numérique est en constante évolution. Outre la résolution, la vitesse d'imagerie des caméras numériques revêt une grande importance pour de nombreuses applications d'imagerie. En règle générale, les caméras numériques sont considérées comme des caméras à grande vitesse si elles offrent une vitesse d'imagerie d'au moins 1 000 images par seconde (ips). La vitesse maximale d'imagerie réalisable est en constante progression. À l'heure actuelle, il existe des caméras dont la fréquence d'images maximale peut atteindre plusieurs millions d'images par seconde.

De nombreuses caméras à grande vitesse sont équipées de puces d'imagerie qui permettent d'effectuer le recadrage, lequel permet de réduire la résolution de l'image afin d'obtenir des vitesses d'imagerie plus élevées. Certains facteurs clés des caméras à grande vitesse sont la vitesse d'imagerie, spécifiée en images par seconde (ips), et la sensibilité à la lumière (ISO). L'avantage de la vitesse d'imagerie est évident. Plus vous pouvez enregistrer rapidement des images de processus dynamiques de déformation ou de mouvement, plus vous pouvez étudier avec précision les changements observés. L'avantage de la sensibilité à la lumière de la puce d'imagerie n'est peut-être pas aussi évident au premier abord, mais il s'agit également d'un facteur important. La capture d'événements très dynamiques nécessite beaucoup de lumière pour garantir un contraste suffisant dans les images ultérieures. Si vous n'avez pas assez de lumière, vos images risquent d'être trop sombres pour être analysées. Dans cette optique, la sensibilité à la lumière de la puce d'imagerie prend une signification pratique. Plus la sensibilité à la lumière est élevée, moins il faut de lumière pour obtenir des images suffisamment contrastées, ce qui est particulièrement utile lorsqu'il s'agit de mesurer le mouvement ou la déformation à grande vitesse de spécimens de matériaux qui sont généralement de très petite taille. Il peut être difficile d'organiser toutes les sources de lumière et de les diriger vers le petit spécimen dans les espaces confinés d'un laboratoire de matériaux. Par conséquent, chaque lampe que vous pouvez économiser vous facilitera la vie et l'installation du capteur de mesure 3D.

Autre avantage d'un capteur d'image plus sensible à la lumière, les durées d'exposition peuvent être plus courtes. Des durées d'exposition très courtes sont nécessaires, en particulier pour les essais à grande vitesse dans la recherche sur les matériaux, mais aussi pour les essais de crash test dans l'automobile. Si les durées d'exposition sont trop longues, les mouvements rapides ou les déformations à étudier risquent de ne plus pouvoir être imagés avec netteté. Dans ce cas, on parle de « flou de mouvement ». Ces données d'images floues ne peuvent donc pas être évaluées à l'aide de la méthode de corrélation d'images numériques.

Les systèmes de corrélation d'images numériques à grande vitesse sont des outils très polyvalents pour l'étude des mouvements et des déformations en 3D dans les essais mécaniques. Les applications possibles de ces capteurs sont donc vastes. Entre autres domaines d'application, les capteurs de corrélation d'images numériques à grande vitesse sont utilisés pour :

• Les essais de crash test dans l'aéronautique (essai de collision avec un oiseau sur le pare-brise d'un avion, programme d'essai de retour en vol de la NASA pour la navette spatiale, y compris essai de crash test sur le bord d'attaque de l'aile)
• Les essais de déploiement d'airbags dans l'automobile
• Les essais d'analyse vibratoire sur les composants et les structures (par exemple, mesure de la déviation des pales de rotor d'un hélicoptère)
• Les tests de chute dans l'automobile pour évaluer la résistance aux chocs du châssis et des composants automobiles, comme le bac à batterie des véhicules électriques
• Les essais de matériaux à vitesse de déformation élevée (par exemple, essais de barres Split-Hopkinson)
• Les essais d'impact de la tête sur les pare-brise des voitures pour améliorer la sécurité des piétons
• Les études biomécaniques du mouvement et de la déformation (par exemple, pompage de la valve cardiaque)
• Les études d'impact balistique (impact de balles sur des casques de protection ou des gilets en kevlar)
  

ARAMIS est un système de mesure permettant de mesurer sans contact les déformations, les déplacements, les vitesses, les accélérations, les rotations et les angles. ARAMIS combine la technologie de suivi de points et l'approche de corrélation d'images numériques pour capturer les coordonnées 3D et leurs mesures dérivées telles que les déplacements et les déformations au fil du temps.

ARAMIS peut être utilisé de deux manières pour mesurer les déformations et les déplacements. En utilisant une seule caméra pour la mesure, ARAMIS offre des capacités DIC 2D et de suivi de points, c'est-à-dire que vous pouvez mesurer des spécimens ou des objets plats et suivre les déplacements dans les directions X et Y ainsi que les déformations planaires.

Toute la puissance d'ARAMIS prend corps en utilisant deux caméras pour mesurer les déformations et les déplacements en 3D. Vous pouvez mesurer des spécimens et des objets de n'importe quelle forme à l'aide d'un capteur de caméra stéréo et suivre les déplacements dans l'espace 3D. Pour des mesures réussies avec le capteur 3D sans contact, il est important d'installer de manière stable les deux caméras (idéalement dans un assemblage de capteurs comme celui fourni par ARAMIS) ainsi que d'étalonner le capteur de la caméra stéréo à l'aide d'un objet d'étalonnage approprié.