De acordo com pt.wedoany.com-O professor aposentado do Departamento de Mecânica da Universidade de Pequim, Zhang Yuanpeng, e sua equipe utilizaram um modulador eletro-óptico (EOM) para desenvolver com sucesso um testador de birrefringência, elevando a medição de tensão da inspeção visual manual para a análise automática de sinais elétricos. O instrumento recebeu o Quarto Prêmio Nacional de Invenção, e, posteriormente, com base nisso, o elipsômetro fotoelástico totalmente automático desenvolvido obteve uma patente nacional de invenção. Essa conquista resolveu o gargalo técnico da indústria de baixa eficiência e grande erro nos métodos tradicionais de medição fotoelástica.
Em 22 de agosto de 2025, o projeto de construção da Ponte Especial do Rio Amarelo em Jianzha, na Ferrovia Xicheng, sofreu um grande colapso devido à compra irregular de mais de dezenove mil parafusos de baixa qualidade, resultando em 13 mortos, 3 desaparecidos e uma perda econômica direta de quase 49 milhões de yuans. Esse acidente destacou a extrema importância da verificação da resistência de componentes mecânicos, como equipamentos e pontes. O elipsômetro fotoelástico, como equipamento central para verificar a tensão dos componentes, tradicionalmente depende da leitura manual da ordem das franjas de interferência em diagramas de linhas isocromáticas, especialmente na interpretação de franjas fracionárias, apresentando defeitos inerentes de baixa eficiência e grande erro.
O método tradicional de medição fotoelástica utiliza modelos de resina epóxi transparente para simular componentes reais, calculando a distribuição de tensão interna por meio de linhas isoclínicas e isocromáticas em um campo de luz polarizada. No entanto, o processo manual de coleta de dados é tedioso, limitando severamente a eficiência da aplicação desse método na engenharia. Após concluir o projeto de análise tridimensional de tensão fotoelástica da estrutura de suporte da comporta em arco do túnel de descarga da Barragem de Shitouhe, na Província de Shaanxi, Zhang Yuanpeng começou a buscar soluções automatizadas.
A equipe de pesquisa introduziu inovadoramente o modulador eletro-óptico (EOM), utilizando sua característica de produzir birrefringência eletro-óptica sob tensão aplicada para compensar com precisão a diferença de caminho óptico de birrefringência gerada pela tensão no modelo carregado. Ao aplicar um sinal alternado em um campo de luz polarizada ortogonal e introduzir conversão fotoelétrica e exibição em osciloscópio, o sistema pode emitir um sinal de frequência dupla estável, substituindo o julgamento subjetivo manual de pontos "claros e escuros", melhorando significativamente a sensibilidade e precisão da medição.
Experimentos verificaram a confiabilidade da tecnologia. Medições reais da linearidade da birrefringência eletro-óptica do EOM mostraram que seu erro linear é de aproximadamente 0,5%, comparável ao desempenho do compensador de alta precisão Babinet-Soleil. Em medições reais de um disco comprimido diametralmente, os dados de distribuição de tensão obtidos pelo esquema automatizado com EOM foram altamente consistentes com os resultados de cálculos tridimensionais de elementos finitos, com a mesma tendência de distribuição de tensão em cada seção e um erro máximo inferior a 10%.
Com base nessa tecnologia, o testador de birrefringência de alta precisão e alta sensibilidade foi produzido pela Fábrica de Instrumentos Eletrônicos da Universidade de Pequim, recebendo o Segundo Prêmio de Realização Científica e Tecnológica de Pequim e o Quarto Prêmio Nacional de Invenção. Essa tecnologia de medição foi usada anteriormente na detecção de tensão em vidros na linha de produção da Fábrica de Televisores de Xangai, obtendo bons resultados econômicos. Três anos depois, a equipe desenvolveu com sucesso um elipsômetro fotoelástico totalmente automático com direitos de propriedade intelectual completamente independentes, obtendo uma patente nacional de invenção.
