본 연구에서는 적외선 열복사 가열장치를 사용하여 구조물을 가열하고 CCD 카메라를 사용하여 다양한 온도환경에서 구조물의 변형을 계측하였다. CCD 카메라를 사용하여 캡처한 이미지를 디지털 영상 상관 기법(DIC)을 사용하여 구조물의 전 영역 열변형을 측정하였다.
고온 열변형 계측을 위하여 세 가지 중요한 해결점이 필요하다. 스페클 패턴(Speckle pattern), 자체발광(Self-lumiouns) 현상과 열안개(Heat haze) 현상이다. DIC 기법에 사용되는 스페클 패턴은 고온에서 산화되어 색상이 변하거나 탈착될 수 있다. 본 연구에서는 고온 환경용 특수 스페클 패턴을 제작하고 도포하였다. 자체발광은 구조물이 고온에서 파장이 짧고 에너지가 강한 빛을 방출하는 현상을 말한다. 카메라 센서는 해당 파장의 빛에 민감하므로 캡처한 이미지가 포화하여 비상관화 된다. 이를 해결하기 위하여, 대역 통과 필터와 블루라이트를 사용하여 일정한 범위 내의 빛만 통과하게 하여 선명한 이미지를 획득하였다. 열안개 현상은 고온으로 의하여 구조물 앞쪽의 공기가 왜곡되면서 측정 오차가 발생하는 현상이다. 실험장치 앞쪽에 새로운 패널을 추가하고 두 패널 사이에 두꺼운 단열재를 추가하여 열안개 현상을 최대한 완화하였다.
측정한 스테인레스 스틸 304의 열팽창계수가 문헌에서 주어진 기준값과 거의 일치한다는 것을 통하여 본 연구에서 제안된 기법의 정확성을 확인하였다. 결론적으로 적외선 복사 가열장치와 고온 DIC 기법을 통하여 고온 환경 아래의 구조물의 열변형 측정 방법을 정확하게 제시하였다.