高速电机“看得见”的时代正在到来——数字图像相关（DIC）测量系统与高速相机助力高速电机研发

   一、高速电机研发环节中的“隐性刚需”

   高速电机正向更高转速和更高功率密度演进，其核心约束并不完全来自材料或加工能力，而在于工程验证难度的显著上升。

   在30,000–50,000 rpm 区间，电机叶片、转子等关键部件面临两类问题：

   一是离心载荷与气动载荷叠加导致的微小弹性变形是否可控；二是仿真模型在极端工况下是否仍然可靠。

   传统接触式测量手段（如应变片）在高速、小尺寸、强刚体运动条件下难以长期稳定工作，而仅依赖仿真则无法满足高可靠性设计要求。这一矛盾，直接催生了对非接触、全场、可量化工程测量手段的现实需求。

   二、技术路径：为什么是高速相机 + 数字图像相关（DIC）高速相机结合数字图像相关（DIC）测量系统，是少数能够在真实高速工况下获取结构位移与应变信息的方案之一。

   高速相机负责在极短时间内采集连续图像序列，DIC 算法对图像中散斑变化进行计算，反推出三维位移场和应变场。这套设备组合方案主要解决以下三个问题：不需要在被测结构上布置传感器，避免破坏结构与气动特性。

   可在强刚体运动背景下提取微米级变形信息。

   测量结果可直接用于仿真模型校核与设计修正。

   在近期的一项高速电机测试中，工程人员采用中科君达视界自研的千眼狼高速相机NEO25与数字图像相关（DIC）测量系统，对电机在40 000 转/分钟 工况下的叶片变形进行了实测。测试过程中，高速相机以万帧级频率采集叶片表面的散斑图像，DIC 测量系统对图像序列进行计算，获得叶片在旋转过程中的三维位移、点间距变化以及应变分布。

   从结果看，叶片在稳态高速运行阶段的径向伸长量处于微米级范围，离面振动和应变水平也保持在可控区间。这些数据与仿真结论基本一致，为原有设计提供了实验层面的验证。

   对电机研发团队而言，高速相机与数字图像相关（DIC）测量系统测量的数据可用于回答设计是否安全、裕度是否充足这样的问题。

   三、覆盖多条产业链的通用性研发工具

   高速电机之外，类似的高速旋转结构同样存在于微型转子与精密驱动系统，风机、涡轮及压缩机叶轮，航空发动机与新能源装备领域。以千眼狼系列高速相机配合自主数字图像相关（DIC）软件为代表的国产方案，已在高速旋转结构测试中实现稳定应用，能够在万帧级采样帧率下完成微米级位移与微应变测量，形成“高速相机+DIC软件”的完整解决方案，成为高端装备研发不可或缺的验证手段。