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保證接觸角測量儀/水滴角測量儀測值精度的關鍵要素

點擊次數:1798  發布時間:2018-01-18

接觸角測量儀用于測試和表征固體材料的界面化學領域的物理化學性質。水滴角測量儀是特指探針液體為蒸餾水時的表征出來的固體材料的物理化學性質。從這層意義上講,接觸角測量儀或水滴角測量儀用于測試固體接觸角值的如何確保儀器的測值精度方面需要注意如下幾點:

1、接觸角測量儀和水滴角測量儀的測試算法是測值精度的zui可靠保證:

接觸角測量或水滴角測量時,只能采用表面張力、重力、界面張力參與分析的測試算法才是zui有力的工具。而圓擬合、橢圓擬合或切線法根本無法視為接觸角測量的工具,只能視為量角器。圓擬合或橢圓擬合、切線法無沒有很好的重現性,且受測試條件(圖像質量、軸對稱、重力、液滴量等)影響非常大。

目前zui為先進的算法為阿莎算法(ADSA-RealDrop)法,可以實現自動修正重力系數,可以綜合分析表面張力影響條件下的接觸角值,同時可以實現各種條件下(如靜態接觸角、非軸對稱接觸角、前進后退角的分析),是一種萬能接觸角測試算法。

接觸角測量的基本算法為Young-Laplace算法,但其缺陷在于測試條件必須為軸對稱,同時測試時盡量避免近圓圖像。

2、彩色攝像機是接觸角測量或水滴角測量的硬件基礎

不像黑白攝像機存在水滴圖像從黑到深灰、淺灰、白的過渡一樣,彩色攝像機通常僅有從藍到灰或黑地直接轉換,因而,測值精度方面更高。并且,彩色攝像機可以清晰的表征出來過渡色 ,可以表征出更多細節,從而實現更高精度的接觸角測值或界面張力、表面張力測值。

如下所示:

接觸角測量儀或水滴角測量儀測試實際圖片接觸角測量儀測試圖片

3、接觸角測量儀/水滴角測量儀樣品臺以及鏡頭分析調整水平度的精度決定了接觸角或水滴角測量的精度

目前zui為先進,精度zui高的控制,成本較低的方案為微分頭控制的二維水平調整機構。可以實現多維度方面的高精度水平,特別對于樣品表面不平整的樣品,可以調整平整度。同時,可以高精度調整鏡頭的俯視角度。

接觸角測量儀水平調整結構

4、接觸角測量儀/水滴角測量儀的光源和鏡頭系統是直接決定測值精度結果的要素。

光源和鏡頭zui合理的方案為平行光源系統。平行光源系統可以實現直接切輪廓,大景深的目標。目前,僅美國科諾提供的C60系列提供了本硬件支持。同時,平行光源的缺陷是對于表面不平整的樣品的不友好,即成像時無法判斷清表面分界。而C60創造性的雙效光源,采用石英玻璃柔光板,實現了更好的平行光源效果。

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