水滴角測量儀光學接觸角測定儀

一、儀器簡述：

眾所週知，納米材料科學與工程已經成為世界性的研究熱點，在研究納米材料的表面改性時，往往要涉及潤濕接觸角這個概念。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－氣三相交界點處，其氣－液界面和固－液界面兩切線把液相夾在其中時所成的角。

水滴角測試儀是一款標準型的用于測量固體接觸角、表面能等和液體表面張力的儀器，主要用于測量液體對固體的接觸角，即液體對固體的浸潤性，也可測量外相為液體的接觸角。采用*的光學視頻測量技術，將由高精度工業攝像機拍攝的圖像送到計算機進行數據處理，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 接觸角測量法等標準。 廣泛應用于玻璃、鏡片、液晶屏、光盤零組件、觸摸屏、線路板、石油、噴涂等行業的表面研究和潔凈度分析。

二、原理說明：

當液滴自由地處于不受力場影響的空間時，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當液滴與固體平面接觸時，其終形狀取決于液滴內部的內聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。當一液滴放置在固體平面上時，液滴能自動地在固體表面鋪展開來，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。

三、應用領域：

1、印刷行業油墨與紙張、塑料、金屬之間的潤濕情況或附著力

2、高性能合成材料的開發

3、半導體材料、硅晶片、玻璃等表面潔凈度的確定

4、化妝品和制藥行業，例如乳霜或粉末表面性能的研究

5、紡織材料

6、用表面活性物質進行表面處理

7、吸水性物質的吸附行為

四、主要技術參數及說明：

1、光學系統：

（1）成像：高像素數字攝像頭和連續變焦顯微鏡鏡頭；接口；USB 2.0、像素一百三十萬，可清晰分析動態液滴，并適用于筆記計算機操作。

（2）光源：可調亮度單色冷光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：快拍攝25幀/秒，顯微鏡放大率0.7-4.5倍連續變倍，放大倍數20-200倍，像

元尺寸；3.2μmX3.2μm。

2、光學系統說明

（1）光學系統的好壞對液滴形態的清晰與否很重要，我公司提供的是130萬的成像系統；像元尺寸；5.2μmX5.2μm，成像分辨率1280*960，CCD的無論從像素、像元尺寸、分辨率都比較低，而液滴形態是否清晰對接觸角計算非常重要

（2）我公司提供的光學系統為變倍、變焦的成像系統，變倍、變焦的成像系統在使用中非常方便，既可以得到大的液滴形態，也可以得到小的液滴形態，而且同樣清晰。清晰大的液滴形態對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和輪廓線，那么圖形越小產生的人為誤差越大。如果是變倍不變焦的成像系統購買時需要慎重考慮，變倍不變焦的成像系統在一定焦距范圍內成像能力還可以，如果小的液滴圖片清晰，大的液滴圖片清晰度就會下降，不利于后接觸角的計算和準確。

（3）光源系統；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，不會產生漫反射現象，液滴形態真實清晰。

（4）平臺

實驗平臺尺寸和調整范圍；

固定樣品臺大小，可測試樣品：100×120mm2

樣品臺升降距離：20mm

固定樣品平臺：左右移動 手動，行程60mm

上下移動 手動，行程50mm

精度：0.1mm

（5）進液裝置

a、進液方式

手動：微量進樣器；

一次滴液：2微升；滴液精度：0.1微升；

b、調整裝置；

進樣器調整裝置調整范圍：上下；0-80 mm

調整裝置可上下調整使用非常方便

螺旋進樣旋鈕調整范圍0-50mm，采用高精度手動絲桿推進加樣裝置，保證加液的平穩和

五、測試方式和精度：

a) 瞬間凍結截圖

b) 間隔拍攝圖片（1秒至3600秒間隔拍攝存貯1 幀圖片）

c) 連續拍攝圖片（每秒25幀高速攝影）

1. 接觸角測量范圍：0－180°

2. 圖像放大率：50pixel/mm~318pixel/mm

測試分辨率：0.01°精度0.1°

測試精度：0.1°

六、接觸角分析方法：

測量靜態/動態接觸角

a) 量高法

b) 橢圓擬合法（針對小角度測量）

c) 量角法（切線法）

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

注；提供三種靜態接觸家分析方法，可以根據不同的試驗圖片和使用習慣選擇，靈活方便。

七、儀器特點：

1. 采用計算機多媒體技術，光學系統和CCD攝像頭結合，使液滴的影像清晰地顯示在計算機屏幕上，可在瞬間將圖像存儲下供測量使用，避免因液體蒸發造成測量失敗。

2. 具有瞬間凍結、自動連續攝影、高速攝影3種截圖方式，即便是揮發性液體也可以確保測量。同時，外切線是人為主觀因素影響的問題，把幾何運算做在軟件之中，接觸角不再人為判斷。

3. 儀器整體結構中，包含四維運動調整模式。

八、軟件特性：

l  小窗口預覽，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  連續定時拍照功能，定時時間任意可調。

l  切線法測量方式，直接顯示接觸角值，精度0.1°。

l  弦高法測量方式，接觸角值顯示精度0.1°。

l  橢圓擬合法測量方式，接觸角值顯示精度0.1°。

l  量角法測量方式，接觸角值顯示精度0.1°。

l  測量范圍：0～180°

l  幀頻 ：25幀/秒

l  直線橢圓圖形任意旋轉與移動，圖形確定立即自動計算角度并顯示。

l  在照片分析過程中，照片可以任意縮放

l  完整的測試結果與圖像整體保存及打印功能。

l  提供五種表面能測試方法，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：

水滴角測量儀光學接觸角測定儀，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。如用戶自配電腦，配置要求如下：要求32位操作系統，RS232串口，USB2.0接口。

十、其他功能：

報告管理功能，實驗報告和圖片可保存、調閱。

計算機操作系統win7，XP

整機水平調整、鏡頭水平調整