水滴角测量仪光学接触角测定仪

一、仪器简述：

纳米材料科学与工程已经成为世界性的研究热点，在研究纳米材料的表面改性时，往往要涉及润湿接触角这个概念。所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气－液界面和固－液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。

水滴角测试仪是一款标准型的用于测量固体接触角、表面能等和液体表面张力的仪器，主要用于测量液体对固体的接触角，即液体对固体的浸润性，也可测量外相为液体的接触角。采用*的光学视频测量技术，将由高精度工业摄像机拍摄的图像送到计算机进行数据处理，功能齐全，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检测 接触角测量法等标准。 广泛应用于玻璃、镜片、液晶屏、光盘零组件、触摸屏、线路板、石油、喷涂等行业的表面研究和洁净度分析。

二、原理说明：

当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。

三、应用领域：

1、印刷行业油墨与纸张、塑料、金属之间的润湿情况或附着力

2、高性能合成材料的开发

3、半导体材料、硅晶片、玻璃等表面洁净度的确定

4、化妆品和制药行业，例如乳霜或粉末表面性能的研究

5、纺织材料

6、用表面活性物质进行表面处理

7、吸水性物质的吸附行为

四、主要技术参数及说明：

1、光学系统：

（1）成像：高像素数字摄像头和连续变焦显微镜镜头；接口；USB 2.0、像素一百三十万，可清晰分析动态液滴，并适用于笔记计算机操作。

（2）光源：可调亮度单色冷光LED背光光源（后置反射板），图像中液滴边缘分辨更清晰；

（3）指标：快拍摄25帧/秒，显微镜放大率0.7-4.5倍连续变倍，放大倍数20-200倍，像

元尺寸；3.2μmX3.2μm。

2、光学系统说明

（1）光学系统的好坏对液滴形态的清晰与否很重要，我公司提供的是130万的成像系统；像元尺寸；5.2μmX5.2μm，成像分辨率1280*960，CCD的无论从像素、像元尺寸、分辨率都比较低，而液滴形态是否清晰对接触角计算非常重要

（2）我公司提供的光学系统为变倍、变焦的成像系统，变倍、变焦的成像系统在使用中非常方便，既可以得到大的液滴形态，也可以得到小的液滴形态，而且同样清晰。清晰大的液滴形态对于接触角分析方法中的椭圆拟合法、量高法、量角法、切线法减少人为误差非常重要，这四种方法需要人为的找基点和轮廓线，那么图形越小产生的人为误差越大。如果是变倍不变焦的成像系统购买时需要慎重考虑，变倍不变焦的成像系统在一定焦距范围内成像能力还可以，如果小的液滴图片清晰，大的液滴图片清晰度就会下降，不利于后接触角的计算和准确。

（3）光源系统；采用后置反射板的单色冷光LED背光光源，不是LED灯，光线为平行光，不会产生漫反射现象，液滴形态真实清晰。

（4）平台

实验平台尺寸和调整范围；

固定样品台大小，可测试样品：100×120mm2

样品台升降距离：20mm

固定样品平台：左右移动 手动，行程60mm

上下移动 手动，行程50mm

精度：0.1mm

（5）进液装置

a、进液方式

手动：微量进样器；

一次滴液：2微升；滴液精度：0.1微升；

b、调整装置；

进样器调整装置调整范围：上下；0-80 mm

调整装置可上下调整使用非常方便

螺旋进样旋钮调整范围0-50mm，采用高精度手动丝杆推进加样装置，保证加液的平稳和

五、测试方式和精度：

a) 瞬间冻结截图

b) 间隔拍摄图片（1秒至3600秒间隔拍摄存贮1 帧图片）

c) 连续拍摄图片（每秒25帧高速摄影）

1. 接触角测量范围：0－180°

2. 图像放大率：50pixel/mm~318pixel/mm

测试分辨率：0.01°精度0.1°

测试精度：0.1°

六、接触角分析方法：

测量静态/动态接触角

a) 量高法

b) 椭圆拟合法（针对小角度测量）

c) 量角法（切线法）

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

注；提供三种静态接触家分析方法，可以根据不同的试验图片和使用习惯选择，灵活方便。

七、仪器特点：

1. 采用计算机多媒体技术，光学系统和CCD摄像头结合，使液滴的影像清晰地显示在计算机屏幕上，可在瞬间将图像存储下供测量使用，避免因液体蒸发造成测量失败。

2. 具有瞬间冻结、自动连续摄影、高速摄影3种截图方式，即便是挥发性液体也可以确保测量。同时，外切线是人为主观因素影响的问题，把几何运算做在软件之中，接触角不再人为判断。

3. 仪器整体结构中，包含四维运动调整模式。

八、软件特性：

l  小窗口预览，大窗口拍照和分析。

l  视频录制与分析功能

l  单张拍照功能。

l  连续定时拍照功能，定时时间任意可调。

l  切线法测量方式，直接显示接触角值，精度0.1°。

l  弦高法测量方式，接触角值显示精度0.1°。

l  椭圆拟合法测量方式，接触角值显示精度0.1°。

l  量角法测量方式，接触角值显示精度0.1°。

l  测量范围：0～180°

l  帧频 ：25帧/秒

l  直线椭圆图形任意旋转与移动，图形确定立即自动计算角度并显示。

l  在照片分析过程中，照片可以任意缩放

l  完整的测试结果与图像整体保存及打印功能。

l  提供五种表面能测试方法，分别是FOWKES方法、OWENS方法、Wu J.S方法、LW-AB方法、ZHU方法九、电脑要求：

水滴角测量仪光学接触角测定仪，必须有配套电脑方能使用。如选择由供方提供配套电脑（品牌电脑原厂两年保修），需向供方另付3000元/台。如用户自配电脑，配置要求如下：要求32位操作系统，RS232串口，USB2.0接口。

十、其他功能：

报告管理功能，实验报告和图片可保存、调阅。

计算机操作系统win7，XP

整机水平调整、镜头水平调整。