手持便攜接觸角測(cè)試儀

更新時(shí)間：2021-01-10

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接觸角（Contact angle）是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，便攜式接觸角測(cè)量?jī)x是現(xiàn)今表面性能檢測(cè)的主要方法。接觸角測(cè)量?jī)x是采用光學(xué)成像的原理，通過圖像輪廓分析方式測(cè)量樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表面能等性能，手持式接觸角測(cè)量?jī)x是一款適用于室外及大尺寸樣品表面性能測(cè)試的設(shè)備，該設(shè)備體積小、方便攜帶、性價(jià)比高。

一、測(cè)量原理：

如上圖、接觸角測(cè)量?jī)x主要由光源、注射單元、采集系統(tǒng)、分析軟件四大部分組成，設(shè)備采用光學(xué)成像的原理。
光源采用密集LED冷光設(shè)計(jì)，發(fā)光均勻，圖像清洗，壽命長(zhǎng)；
注射單元采用手動(dòng)旋鈕式滴液，滴液穩(wěn)定，精度高；
采集系統(tǒng)采用微型工業(yè)級(jí)顯微鏡，CCD相機(jī)，拍攝穩(wěn)定，圖像清晰，真實(shí)可靠，鏡頭采用德成像無畸形失真；
分析軟件功大，具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力，滿足各種液滴形態(tài)的擬合;

二、技術(shù)規(guī)格：

便攜式接觸角測(cè)量?jī)x主機(jī)
外形尺寸	135mm（長(zhǎng)）72mm(寬) 120mm(高)
重量	1.16KG
電源	220V / 60HZ
光源系統(tǒng)
光源	密集的LED可調(diào)節(jié)白色基調(diào)工業(yè)級(jí)冷光源
壽命	使用壽命達(dá)貳萬伍仟小時(shí)以上
注射單元
注射器	配套高精密石英注射器、容量250μL
滴液	手動(dòng)控制進(jìn)液，精度可達(dá)0.2μL
注射單元移動(dòng)	上下20mm; 左右15mm
采集系統(tǒng)
CCD	高速工業(yè)級(jí)芯片、25幀/S、130W像素
鏡頭	微型高清工業(yè)級(jí)顯微鏡
采集系統(tǒng)調(diào)節(jié)	5mm微調(diào)、視角角度可調(diào)（平視、俯視、仰視等多視角觀察）
分析軟件
接觸角測(cè)量范圍	0-180°
接觸角測(cè)量精度	±0.1°
表面張力測(cè)量范圍	0-2000mN/m
表面張力測(cè)量精度	0.01 mN/m
分析軟件功能	1、接觸角測(cè)量分析軟件自動(dòng)擬合法（一鍵自動(dòng)擬合，不存在人工誤差）包括：圓法擬合、橢圓/斜橢圓擬合法、LY、微分橢圓法/微分圓法； 2、動(dòng)態(tài)接觸角擬合（批量擬合多張圖像）包括：潤(rùn)濕性能測(cè)試）、視頻連續(xù)擬合計(jì)算表面能計(jì)算；表面張力測(cè)量；粘附功；

液體在固體材料表面上的接觸角, 是衡量該液體對(duì)材料表面潤(rùn)濕性能的重要參數(shù)。通過接觸角的測(cè)量可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。接觸角測(cè)量技術(shù)不僅可用于常見的表征材料的表面性能, 而且接觸角測(cè)量技術(shù)在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、醫(yī)藥材料、芯片產(chǎn)業(yè)、低表面能無毒防污材料、油墨、化妝品、農(nóng)藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂、污水處等領(lǐng)域有著應(yīng)用。
若θ<90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤(rùn)濕固體，其角越小，表示潤(rùn)濕性越好；若θ>90°，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤(rùn)濕固體，容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能進(jìn)入毛細(xì)管，這個(gè)還與具體液體有關(guān)，并非所有液體在較大夾角下*不進(jìn)入毛細(xì)管。

潤(rùn)濕過程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式:

γSV= γSL+ γLV×cosθe

由它可以預(yù)測(cè)如下幾種潤(rùn)濕情況：

1）當(dāng)θ=0，*潤(rùn)濕；

2）當(dāng)θ﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕；

3）當(dāng)θ=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線；

4）當(dāng)θ﹥90°，不潤(rùn)濕；

5）當(dāng)θ=180°，*不潤(rùn)濕。

毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。

浸潤(rùn)液體上升，接觸角為銳角；不浸潤(rùn)液體下降，接觸角為鈍角。

上升高度h=2*表面張力系數(shù)/（液體密度*重力加速度g*液面半徑R）。

上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/（液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r）。

潤(rùn)濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。

外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像, 再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計(jì)算出來.

計(jì)算接觸角的方法通常基于一特定的數(shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測(cè)量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計(jì)算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來準(zhǔn)確地描述一軸對(duì)稱的液滴的外形輪廓，從而計(jì)算出其接觸角。