突破高温测量瓶颈:新拓三维超高温XTDIC数字图像相关系统 引领极端工况变形测量

快讯 来源: 2026/6/15 17:41:48 阅读:11

  航空航天、能源动力、国防军工、先进材料等高端制造领域中,材料及核心热端部件,长期在高温乃至超高温极端工况下服役。精准获取此类构件在热力耦合作用下的全场三维变形与应变数据,是研判材料高温力学性能、解析结构失效机理、优化产品设计方案、保障重大装备安全运行的核心技术基础。

  数字图像相关技术(简称 DIC)作为常温、中温环境下主流的非接触式全场变形测量技术,凭借无接触、全域观测、动态追踪等优势被广泛应用。但在超高温工程场景中,传统 DIC技术暴露出无法规避的短板:被测构件产生的强热辐射造成图像过曝、信噪比大幅下降;常规散斑涂层在高温环境下快速碳化、脱落,丧失成像对比度;高温热雾引发气流折射率变化,造成光路偏移、图像畸变,最终导致测量精度骤降、设备运行稳定性不足,难以满足长期、连续、高精度的工程测试需求。

  当前全球超高温DIC技术发展呈现明显分化:2000℃以上极端高温区间的DIC测量方案,大多仅停留在高校、科研院所的理论研究与论文验证阶段。受特种耐高温材料、光学系统、畸变矫正算法等多重限制,多数科研成果仅能完成短期实验室试样测试,配套设备无标准化设计、无法适配工业现场振动、持续高温等复杂工况,暂不具备规模化工程落地条件。

  新拓三维立足工业真实场景深度自研,其XTDIC超高温数字散斑应变测量系统已实现 2000℃超高温工况下标准化、常态化工程应用,完成了从实验室科研理论到工业级落地应用的跨越,是国内超高温 DIC 领域工程化应用的标杆产品。

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  市场格局与份额分析

  全球DIC行业整体规模

  依据全球权威行业研究机构QYResearch发布的《2024-2025全球与中国DIC测量系统行业研究报告》数据显示,2025年全球三维DIC系统市场规模达到8.68亿元人民币,行业整体保持稳健增长态势,预计2032年市场规模将攀升至12.39亿元,2026—2032年年复合增长率达5.3%。

  全球主流参与者包含Correlated Solutions、ZEISS、Dantec Dynamics、LaVision、新拓三维等国内外企业,行业集中度较高。新拓三维位列全球DIC主流厂商名单,跻身全球第一梯队。

  高温DIC细分市场

  高温DIC(≥1000℃)属于DIC行业高壁垒细分赛道,受航空航天、核电、高温合金等高端领域刚需驱动,增速高于通用DIC市场。目前全球暂无第三方机构公开发布该细分赛道精确到个位数的百分比市场份额,以下为行业公开定性结论:

  1、欧美传统DIC巨头产品主要聚焦1200℃以内中高温场景,在1800℃及以上超高温工程化产品布局滞后,缺乏成熟落地案例。

  2、国内高温DIC赛道参与者较少,技术门槛极高;新拓三维是国内布局全温区高温DIC最早、落地案例最多的企业,在国内军工、航空航天、核电等高端高温测试项目中装机量、中标数量连续多年位居国内首位。

  超高温DIC细分市场(≥1800℃,核心差异化赛道)

  该温区是技术壁垒最高、工程化难度最大的赛道,全球公开商用产品极少,数据与结论均可通过产品参数、落地案例交叉核验:

  产品能力佐证:全球范围内,能够提供2000℃标准化工程级DIC测量解决方案并实现批量交付的企业数量有限,新拓三维是其中之一,打破了海外品牌在该极端温区的技术垄断。

  应用落地佐证:在国内1800℃~2000℃超高温DIC工程应用领域,新拓三维XTDIC系统凭借自研耐高温散斑、热畸变矫正算法、一体化光学方案,实现规模化落地,占据国内该细分赛道绝对主导地位。

  新拓三维综合市场地位总结

  1、全球维度:新拓三维是全球DIC行业主流厂商,产品对标国际一线品牌;在2000℃超高温工程化DIC这一细分领域,属于全球第一梯队,拥有成熟商用产品与大量落地案例。

  2、国内维度:在国内高温 DIC(≥1000℃)市场,新拓三维综合竞争力、项目落地数量、客户覆盖范围均处于行业领先;在1800℃以上超高温 DIC 工程应用市场,为国内绝对主流供应商。

  3、技术与成本优势:相比进口同类型高温DIC设备,新拓三维产品具备显著的性价比优势,配套本土化技术服务,近年来在国内高端装备测试领域渗透率持续提升。

  核心技术:超高温数字图像相关(DIC)系统

  新拓三维超高温XTDIC系统,从光谱抑制、材料适配、算法矫正三个维度系统性解决高温测量难题,将成像、光学、材料与软件算法深度融合,形成可在高温环境下稳定工作的非接触全场测量方案,可在高温试验台、风洞、发动机热态测试等真实场景下长期可靠运行。

  系统采用工业成像组件、超高温特种散斑、耐高温光学镜头与精密滤光防护设计,兼顾测量精度与工程实用性,为超高温环境下的变形测量提供稳定硬件支撑。

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  面向工程高温场景,解决传统DIC核心痛点

  突破一:高效滤光与辐射抑制,适配超高温成像

  传统DIC技术依赖多层滤光片组合,光路复杂、信噪比低。新拓超高温XTDIC系统采用专用光学滤光与成像增强技术,有效抑制超高温强热辐射干扰,简化光学结构,提升成像质量与工程部署效率,更适配长期连续测试。

  突破二:自研超高温稳定散斑,支撑高温可靠测量

  针对常规散斑高温失效问题,公司自主研发陶瓷基、稀土氧化物涂层等超高温稳定散斑材料,具备优异的耐高温、抗热震、高结合力特性,可在工程常用超高温区间长期保持清晰、高对比度特征图案,满足从实验室到工程现场的可靠测量。

  突破三:多层级高温畸变矫正,提升工程测量稳定性

  面向真实高温场景的图像畸变、热雾、热膨胀干扰,系统采用多层级矫正策略:

  热雾畸变矫正:物理气刀减雾+软件热浪补偿,降低光路扰动;

  热膨胀分离:将热膨胀刚体位移与载荷变形解耦,提升应变真实性;

  温度场–应变场融合:对接红外热像数据,实现温度与变形同步分析。

  多重补偿显著提升超高温环境下的测量稳定性与数据可信度。

  通过这些算法处理,确保了在极端温度波动下,DIC测量结果的可靠性和稳定性。

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  管材高温应变峰值分析与局部颈缩定位

  技术落地区分:科研理论与工程化应用对比

  极端高温(2000℃以上)科研研究现状

  目前国内外高校、科研院所针对2000℃及以上超高温DIC的研究,主要集中在实验室理论探索、学术论文发表、短时小样试验层面。相关研究多采用定制化临时设备、实验室特种散斑与简易光路,仅能完成数分钟短时试样测试。

  这类实验室方案存在明显短板:结构复杂、环境防护能力弱、无标准化配套,无法应对工业现场振动、强气流、持续高温等复杂工况,仅用于基础理论研究,不具备商业化、规模化、长期化工程应用能力。该现状可检索国内外高温力学、光学测量领域学术论文交叉验证。

  新拓三维 2000℃成熟工程化应用

  新拓三维超高温XTDIC系统,是国内率先完成2000℃温区标准化、量产化、工程化落地的商用产品,区别于实验室科研装置,具备完整工业适配能力:

  连续运行能力:设备可在2000℃超高温环境下连续工作,适配工业热态试验、高温疲劳测试、长周期蠕变监测等全周期试验场景。

  场景适配范围:已批量应用于高温试验台、航空发动机热试车、火箭发动机地面模拟测试、核电部件高温高压试验、大型冶金连铸监测等真实工业场景。

  实测数据可靠性:在管材高温应变峰值分析、构件局部颈缩定位、热防护材料高温形变测试等项目中,设备实测数据可靠,获得国内军工单位、头部科研院所、高端制造企业的批量采购与持续认可。

  完整配套体系:拥有标准化硬件、量产型超高温散斑耗材、成熟运维方案与本地化技术服务,形成 “设备++算法+配套硬件+服务”的完整工程解决方案。

  典型应用场景:

  航空航天:火箭发动机燃烧室、喷管、热防护材料在点火或模拟高温燃气流下的变形与应变分析;涡轮叶片、燃烧室衬套高温疲劳测试。

  能源动力:燃气轮机叶片/导向器、核电关键部件在高温高压工况下的热机械性能测试;锅炉管道、耐火材料的高温变形监测。

  材料科学:超高温陶瓷、金属基复合材料、高温合金等在极端热载荷下的本构关系研究、蠕变行为分析、热震性能评估。

  冶金与铸造:连铸坯、大型铸件在高温凝固/冷却过程中的变形演化规律研究。

  总结

  新拓三维自研超高温XTDIC测量系统,以光学优化、高温材料、工程化算法三重创新,突破传统DIC技术在高温场景下精度损失不可避免的核心瓶颈,将科研级高温测量能力转化为可工程化落地的稳定测量方案,为高温装备研发、性能验证、安全评估提供关键支撑。

  当前超高温成像与测量技术仍在持续完善(超越2000°C工程应用),通用性、成本效益与复杂环境适应性仍有提升空间。未来,随着耐高温器件、特种散斑材料、AI智能矫正与多物理场融合技术持续进步,超高温DIC将向更工程化、更稳定、更智能、更适配复杂现场方向发展,在真实高温工况下实现更高可靠性、更高效率、更全面的变形测量,持续支撑高端装备与先进材料的技术升级。


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