Прибор для измерения угла соприкосновения представляет собой точный прибор, предназначенный для измерения угла соприкосновения жидкости на твердой поверхности. Угол контакта является ключевым физическим параметром для измерения смачиваемости жидкости на твердой поверхности, обеспечивая энергию твердой поверхности, поверхностное натяжение жидкости и твердость-Важная информация о взаимодействии жидкостей.

Основные функции и принципы

1. Определенный угол контакта: угол контакта(θ)В Гё.-жидкость-В точке газового трехфазного контакта угол между касательной, сделанной вдоль контура капли, и твердой поверхностью.

2. Принцип измерения:

Приборы обычно работают в контролируемой среде (температура, влажность).

Капля тестовой жидкости точного объема (обычно с использованием деионизированной воды, также доступной для других жидкостей) осторожно откладывается на чистую, ровную поверхность твердого образца с помощью микрошприца или автоматической системы капель.

Использование оптических систем с высоким разрешением (CCDилиCMOSКамера) в сочетании с однородным подсветкой или передним источником света захватывает изображение боковых контуров капель жидкости на твердой поверхности.

Программное обеспечение для анализа изображений применяет выбранные математические модели (например, касательный метод, квазилегальность окружности, эллиптическая квазилегальность, квазилегальность), идентифицируя контуры капель, исходные линии (твердые поверхности) и трехфазные точки соприкосновенияЯнг-ЛапласУравнение квазизаконное и т.д.) автоматически вычисляет значение угла контакта.

Основные компоненты прибора

1. Источники светаА.Обеспечение равномерного, стабильного освещения (обычносветодиодныеХолодный источник света), чтобы убедиться, что профиль капли ясен и резок, контраст высок. Часто встречаются задние и передние источники света.

2. Станция для образцов: точное регулирование местоположения (Х, Y, ЗПлатформа для сдвига оси, иногда с функцией наклона и вращения), используется для размещения и позиционирования подлежащих измерению образцов. Может иметь термостат.

3. Жидкий инъекционный блок:

Ручной шприц: оператор вручную управляет образованием капель.

Автоматическая инъекционная система: точное управление шаговым двигателем или пьезоэлектрической керамикой для достижения точного управления объемом капель и автоматического титрования (особенно важно для динамических измерений).

4. Системы сбора изображений: цифровые камеры с высоким разрешением (обычно оснащенные микроскопическими объективами с большим рабочим расстоянием) используются для захвата изображений капель.

5. Окружающая полость (факультативная, но важная): используется для контроля температуры, влажности или атмосферы (например, инертных газов), которые измеряют окружающую среду, уменьшая влияние колебаний окружающей среды на результаты, особенно для летучих жидкостей или чувствительных материалов.

6. Программное обеспечение для анализа изображений: основной мозг инструмента. Ответственный:

Обработка изображений (шумоподавление, обнаружение края, распознавание исходных линий).

Применение математической модели для расчета угла контакта (левый, правый, средний).

Расчет свободной энергии поверхности и ее компонентов (черезОУРК, Фоукс, ван Осс-Чоудхури-ГудТеоретические модели).

Проводить динамический анализ угла контакта (угол вперед, угол назад, угол качения, запаздывание угла контакта).

Хранение данных, анализ, генерация отчетов.

Основной метод измерения

1. Метод статических капель: часто используется. Измерение угла контакта статических капель на твердой поверхности. Подходит для большинства плоских поверхностей.

2. метод суспензии: измерение контура капель, висящих на кончике инъекционной иглы, в основном для измерения поверхностного натяжения жидкости/Интерфейсное натяжение, но также может быть косвенно использовано для оценки кажущегося угла контакта с нерегулярными образцами, такими как порошок или волокно (требуется специальный стол для проб).

3. Метод захвата пузырьков: захват пузырька на твердой поверхности, погруженной в жидкость, измеряет угол контакта пузырька с твердой поверхностью. Подходит для измерения сильно гидрофобных поверхностей (например, под водой).

4. Измерение динамического угла контакта:

Метод наклонной пластины: Постепенно наклоняйте стенд образца до тех пор, пока капля не начнет прокручиваться, измеряя угол движения, угол отступления и угол прокрутки, когда происходит прокрутка.

Метод увеличения и уменьшения объема капель: медленно увеличивает или уменьшает объем капель в стационарном положении с помощью автоматической инъекционной системы, измеряя угол вперед и угол назад.