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【接觸角測量儀】視頻光學接觸角測量儀的材質

2018-9-8 15:18:56
一、視頻光學接觸角測量儀的恒溫部分是指檢測樣品區(qū)域還是包括進樣器部分。接觸角儀中接觸角測試的恒溫，通常僅僅是檢測固體樣品時對樣品進行恒溫控制。進樣器中裝的是液體。在測試時，液體滴到被測樣品上了，由于固體材料是恒溫控制的，所以滴出的液體就可以被控溫了。控溫部分采用了帕爾貼溫控，溫度范圍取決于用戶的要求。
同時，美國科諾提供控制進液器溫度的帕爾貼溫控溫度范圍－10－100℃。同時，美國科諾提供高溫（450℃）注射泵供選購。

二、視頻光學接觸角測量儀的進樣器的材質，以及進樣量的范圍是多少？接觸角測試儀的進液器的材質包括了多個部分，如針管、頂針、針頭、密封件等。通常而言，接觸角儀進樣器的材料為玻璃和聚四氟，另外提供的一次性進樣器為塑料。同時，我公司提供噴射進樣器和全不銹鋼進樣品供選購。

【接觸角測量儀】視頻光學接觸角測量儀的材質

針頭的材質分為聚四氟乙烯、不銹鋼、塑料等。針頭同時存在不同粗細針頭的選購問題。美國科諾獨家提供全系列針頭從34號（外徑0.2mm）最細到10號(外徑4mm)針頭。
進液精度取決于進液器的容量，通常美國科諾的0.002uL或更低。若是SL200KS加上100uL進液器和超細針頭，可以滴出0.2uL的液滴。若是采購噴射針頭，最小滴出量可達pL級，用于半導體行業(yè)的微量滴出。但通常情況下，由于采用了ADSA－RealDrop法（Young-Laplace方程計算方法）測試接觸角值，此方法自動修正重力影響，因而，液體量在我們的儀器上不是問題，雖然我們可以精度很高。進液精度以及進液量在視頻光學接觸角測量儀中的重要性主要取決于有的接觸角測試方法對于液滴的形狀的假設，因而選對方法對于測試接觸角很重要。
三、視頻光學接觸角測量儀的方法有哪些，各自的優(yōu)勢與缺點有哪些？目前而言，接觸角測試方法主要為如下3類：

（1）簡單幾何算法：量角器法和寬高法（WH法或θ/2）法。

【接觸角測量儀】視頻光學接觸角測量儀的材質

量角器法采用一條直線傾斜并判斷其是否相切于液滴輪廓的方式分析接觸角值。而寬高法則假設液滴輪廓符合一個圓弧曲線，即假設液滴為球冠的一部分。因而，寬高法有時也被稱為小球完法。此時，通過圓弧的寬與高，并采用反三角函數計算出接觸角值。
本方法的優(yōu)勢在于：（1）被發(fā)現(xiàn)并使用的時間長；（2）測試不需要復雜的儀器，人眼觀測即可。如美國科諾最早研制出來的SL100型。（3）采用軟件全自動測試時，速度快。

本方法的缺陷包括：（1）測值誤差大，重復性不好，精度不高，量角器法通常為2度甚至更高，寬高法時為1度左右；（2）受人為因素影響較大，特別是量角器法，每個人的判斷依據均不同，因而無法形成一個可接受的共識結果。而寬高法在像素的選擇時，因判斷像素點少，精度很難達到很高；（3）易受噪聲點影響，特別是采用寬高法自動分析時，背景的噪聲會明顯影響到測值結果；（4）受液滴體積的影響。因其小球冠的前提假設，大液滴明顯存在重力影響，測值結果存在偏差。還有一個不被重視的情況為，在接觸角大于80度或超疏水材料（150度以上）時，事實上小液滴（2uL或1uL），液滴形狀也因重力而改變。

【接觸角測量儀】視頻光學接觸角測量儀的材質

（2）復雜的高數算法：圓擬合、橢圓擬合、切線法（二次曲線或復合曲線）等方程擬合法以及Spline曲線擬合、真實液滴法等無方程擬合法等。
本系列算法具體測試過程為：拍攝液滴輪廓圖像，采用圖像識別技術擬合圖像的邊緣（如Canny算子），提取邊緣曲線的坐標，將坐標曲線與曲線方程進行最小二乘擬合，從而得到最終的方程曲線。在得到曲線方程后，在接觸的兩端點處求導并進而得到接觸角值。
本系列算法的特征在于用曲線算法計算一個曲線的切線角值。因其缺少界面化學相關算法的支撐，其測值僅是計算得出液滴輪廓的表象角度值，即該輪廓的幾何意義上的角度值而并非真實的固－液－氣或固－液－液三相體系的本征接觸角值。事實上，因重力、浮力、化學多樣性、異構性的存在，接觸角體系非常復雜。
本系列算法的優(yōu)點在于：（1）易被理解和接受。本系列算法涉及的專業(yè)知識有限，只涉及簡單的幾何以及高數知識，所以，易于被使用者所理解；（2）測試精度較高，通常而言，在控制液滴量的情況下，且擬合曲線與輪廓曲線重合度高時，精度可達0.5°(圓擬合或橢圓擬合)；（3）圓擬合法以及橢圓擬合法不易受背景噪聲點影響，自動擬合的成功率較高。特別是圓擬合法，在5度以內的接觸角測試時，是首選算法。     【界面張力儀】界面張力儀如何校準？
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