水滴角測(cè)量?jī)x光學(xué)接觸角測(cè)定儀

一、儀器簡(jiǎn)述：

納米材料科學(xué)與工程已經(jīng)成為世界性的研究熱點(diǎn)，在研究納米材料的表面改性時(shí)，往往要涉及潤(rùn)濕接觸角這個(gè)概念。所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴，固體表面上的固－液－氣三相交界點(diǎn)處，其氣－液界面和固－液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所成的角。

水滴角測(cè)試儀是一款標(biāo)準(zhǔn)型的用于測(cè)量固體接觸角、表面能等和液體表面張力的儀器，主要用于測(cè)量液體對(duì)固體的接觸角，即液體對(duì)固體的浸潤(rùn)性，也可測(cè)量外相為液體的接觸角。采用*的光學(xué)視頻測(cè)量技術(shù)，將由高精度工業(yè)攝像機(jī)拍攝的圖像送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，功能齊全，操作非常方便。符合ASTM D 724、ASTM D 5946、ISO15969、GBT 24368-2009 玻璃表面疏水污染物檢測(cè) 接觸角測(cè)量法等標(biāo)準(zhǔn)。 廣泛應(yīng)用于玻璃、鏡片、液晶屏、光盤零組件、觸摸屏、線路板、石油、噴涂等行業(yè)的表面研究和潔凈度分析。

二、原理說(shuō)明：

當(dāng)液滴自由地處于不受力場(chǎng)影響的空間時(shí)，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí)，其終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。當(dāng)一液滴放置在固體平面上時(shí)，液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開(kāi)來(lái)，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。

三、應(yīng)用領(lǐng)域：

1、印刷行業(yè)油墨與紙張、塑料、金屬之間的潤(rùn)濕情況或附著力

2、高性能合成材料的開(kāi)發(fā)

3、半導(dǎo)體材料、硅晶片、玻璃等表面潔凈度的確定

4、化妝品和制藥行業(yè)，例如乳霜或粉末表面性能的研究

5、紡織材料

6、用表面活性物質(zhì)進(jìn)行表面處理

7、吸水性物質(zhì)的吸附行為

四、主要技術(shù)參數(shù)及說(shuō)明：

1、光學(xué)系統(tǒng)：

（1）成像：高像素?cái)?shù)字?jǐn)z像頭和連續(xù)變焦顯微鏡鏡頭；接口；USB 2.0、像素一百三十萬(wàn)，可清晰分析動(dòng)態(tài)液滴，并適用于筆記計(jì)算機(jī)操作。

（2）光源：可調(diào)亮度單色冷光LED背光光源（后置反射板），圖像中液滴邊緣分辨更清晰；

（3）指標(biāo)：快拍攝25幀/秒，顯微鏡放大率0.7-4.5倍連續(xù)變倍，放大倍數(shù)20-200倍，像

元尺寸；3.2μmX3.2μm。

2、光學(xué)系統(tǒng)說(shuō)明

（1）光學(xué)系統(tǒng)的好壞對(duì)液滴形態(tài)的清晰與否很重要，我公司提供的是130萬(wàn)的成像系統(tǒng)；像元尺寸；5.2μmX5.2μm，成像分辨率1280*960，CCD的無(wú)論從像素、像元尺寸、分辨率都比較低，而液滴形態(tài)是否清晰對(duì)接觸角計(jì)算非常重要

（2）我公司提供的光學(xué)系統(tǒng)為變倍、變焦的成像系統(tǒng)，變倍、變焦的成像系統(tǒng)在使用中非常方便，既可以得到大的液滴形態(tài)，也可以得到小的液滴形態(tài)，而且同樣清晰。清晰大的液滴形態(tài)對(duì)于接觸角分析方法中的橢圓擬合法、量高法、量角法、切線法減少人為誤差非常重要，這四種方法需要人為的找基點(diǎn)和輪廓線，那么圖形越小產(chǎn)生的人為誤差越大。如果是變倍不變焦的成像系統(tǒng)購(gòu)買時(shí)需要慎重考慮，變倍不變焦的成像系統(tǒng)在一定焦距范圍內(nèi)成像能力還可以，如果小的液滴圖片清晰，大的液滴圖片清晰度就會(huì)下降，不利于后接觸角的計(jì)算和準(zhǔn)確。

（3）光源系統(tǒng)；采用后置反射板的單色冷光LED背光光源，不是LED燈，光線為平行光，不會(huì)產(chǎn)生漫反射現(xiàn)象，液滴形態(tài)真實(shí)清晰。

（4）平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)尺寸和調(diào)整范圍；

固定樣品臺(tái)大小，可測(cè)試樣品：100×120mm2

樣品臺(tái)升降距離：20mm

固定樣品平臺(tái)：左右移動(dòng) 手動(dòng)，行程60mm

上下移動(dòng) 手動(dòng)，行程50mm

精度：0.1mm

（5）進(jìn)液裝置

a、進(jìn)液方式

手動(dòng)：微量進(jìn)樣器；

一次滴液：2微升；滴液精度：0.1微升；

b、調(diào)整裝置；

進(jìn)樣器調(diào)整裝置調(diào)整范圍：上下；0-80 mm

調(diào)整裝置可上下調(diào)整使用非常方便

螺旋進(jìn)樣旋鈕調(diào)整范圍0-50mm，采用高精度手動(dòng)絲桿推進(jìn)加樣裝置，保證加液的平穩(wěn)和

五、測(cè)試方式和精度：

a) 瞬間凍結(jié)截圖

b) 間隔拍攝圖片（1秒至3600秒間隔拍攝存貯1 幀圖片）

c) 連續(xù)拍攝圖片（每秒25幀高速攝影）

1. 接觸角測(cè)量范圍：0－180°

2. 圖像放大率：50pixel/mm~318pixel/mm

測(cè)試分辨率：0.01°精度0.1°

測(cè)試精度：0.1°

六、接觸角分析方法：

測(cè)量靜態(tài)/動(dòng)態(tài)接觸角

a) 量高法

b) 橢圓擬合法（針對(duì)小角度測(cè)量）

c) 量角法（切線法）

4. 計(jì)算表面自由能（Fokes計(jì)算法、Owens計(jì)算法、ws s.j計(jì)算法、LW-AB計(jì)算法）

注；提供三種靜態(tài)接觸家分析方法，可以根據(jù)不同的試驗(yàn)圖片和使用習(xí)慣選擇，靈活方便。

七、儀器特點(diǎn)：

1. 采用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，光學(xué)系統(tǒng)和CCD攝像頭結(jié)合，使液滴的影像清晰地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，可在瞬間將圖像存儲(chǔ)下供測(cè)量使用，避免因液體蒸發(fā)造成測(cè)量失敗。

2. 具有瞬間凍結(jié)、自動(dòng)連續(xù)攝影、高速攝影3種截圖方式，即便是揮發(fā)性液體也可以確保測(cè)量。同時(shí)，外切線是人為主觀因素影響的問(wèn)題，把幾何運(yùn)算做在軟件之中，接觸角不再人為判斷。

3. 儀器整體結(jié)構(gòu)中，包含四維運(yùn)動(dòng)調(diào)整模式。

八、軟件特性：

l  小窗口預(yù)覽，大窗口拍照和分析。

l  視頻錄制與分析功能

l  單張拍照功能。

l  連續(xù)定時(shí)拍照功能，定時(shí)時(shí)間任意可調(diào)。

l  切線法測(cè)量方式，直接顯示接觸角值，精度0.1°。

l  弦高法測(cè)量方式，接觸角值顯示精度0.1°。

l  橢圓擬合法測(cè)量方式，接觸角值顯示精度0.1°。

l  量角法測(cè)量方式，接觸角值顯示精度0.1°。

l  測(cè)量范圍：0～180°

l  幀頻 ：25幀/秒

l  直線橢圓圖形任意旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)，圖形確定立即自動(dòng)計(jì)算角度并顯示。

l  在照片分析過(guò)程中，照片可以任意縮放

l  完整的測(cè)試結(jié)果與圖像整體保存及打印功能。

l  提供五種表面能測(cè)試方法，分別是FOWKES方法、OWENS方法、Wu J.S方法、LW-AB方法、ZHU方法

九、電腦要求：

水滴角測(cè)量?jī)x光學(xué)接觸角測(cè)定儀，必須有配套電腦方能使用。如選擇由供方提供配套電腦（品牌電腦原廠兩年保修），需向供方另付3000元/臺(tái)。如用戶自配電腦，配置要求如下：要求32位操作系統(tǒng)，RS232串口，USB2.0接口。

十、其他功能：

報(bào)告管理功能，實(shí)驗(yàn)報(bào)告和圖片可保存、調(diào)閱。

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)win7，XP

整機(jī)水平調(diào)整、鏡頭水平調(diào)整