SDC系列接触角测量原理,测试方法,进样范围,CCD参数

一、视频光学接触角测量仪的测试方法有哪些，各自的优势与缺点分析？

（1）简单几何算法：量角器法和宽高法（圆法或θ/2）法。量角器法采用一条直线倾斜并判断其是否相切于液滴轮廓的方式分析接触角值。而宽高法则假设液滴轮廓符合一个圆弧曲线，即假设液滴为球冠的一部分。因而，宽高法有时也被称为小球完法。此时，通过圆弧的宽与高，并采用反三角函数计算出接触角值。

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本方法的优势：

人眼观测即可。

采用软件全自动测试时，速度快。
本方法的缺陷：

测值误差大，重复性不好，精度不高，量角器法通常为2度甚至更高，宽高法时为1度左右；

受人为因素影响较大，特别是量角器法，每个人的判断依据均不同，因而无法形成一个可接受的共识结果。而宽高法在像素的选择时，因判断像素点少，精度很难达到很高；

易受噪声点影响，特别是采用宽高法自动分析时，背景的噪声会明显影响到测值结果；

受液滴体积的影响。因其小球冠的前提假设，大液滴明显存在重力影响，测值结果存在偏差。还有一个不被重视的情况为，在接触角大于80度或超疏水材料（150度以上）时，事实上小液滴（2uL或1uL），液滴形状也因重力而改变。
（２）圆法，椭圆法：具体测试过程为：拍摄液滴轮廓图像，采用图像识别技术拟合图像的边缘，提取边缘曲线的坐标，将坐标曲线与曲线方程进行zui小二乘拟合，从而得到zui终的方程曲线。在得到曲线方程后，在接触的两端点处求导并进而得到接触角值。
本系列算法的优点：：

易被理解和接受。本系列算法涉及的专业知识有限，只涉及简单的几何以及高数知识，所以，易于被使用者所理解；

测试精度较高，通常而言，在控制液滴量的情况下，且拟合曲线与轮廓曲线重合度高时，精度可达0.5°(圆拟合或椭圆拟合)；

圆拟合法以及椭圆拟合法不易受背景噪声点影响，自动拟合的成功率较高。特别是圆拟合法，在5度以内的接触角测试时，是*算法。
本系列算法的缺点：

受液滴大小或重力影响较大，特别是圆拟合法；

椭圆拟合法拟合10度以内接触角值以及特殊情况下的接触角值（如150度以上超疏水材料的接触角值等，此时的重力影响已经影响到轮廓，特别是中心线以下的轮廓与以上部分不再对称时）；

无法真实表征界面化学现象，如化学多样性、重力的体现、界面化学的三明治效应等；

无法拟合非轴对称图像，除椭圆能够拟合部分非轴对称的图像以及切线法外。

（3）Young-Laplace方程拟合法：将Young-Laplace方程引入到接触角及界面张力（表面张力）的测试过程中，从而综合考虑到了重力、浮力、界面张力等各个因素的影响，也更为真实的表征了固－液－气或固－液－液三相体系的界面化学现象。相较于如上两个类别的算法，其测值精度、重复性均比较高。本方法的具体实施过程为：拍摄液滴轮廓图像，采用图像识别技术提取图像边缘并得到坐标点，用坐标点拟合Young-laplace方程并得到表面张力值、体积值、表面积值以及接触角值等参数。

本方法的缺点：

对外形的要求清晰度很高，外观轮廓不清晰会影响到测试的数据。

对于小接触角值，如低于3度以下时，因采用的拟合边缘不够，精度一般。
本方法的优点：

可以修正重力、浮力对接触角测值的影响，不受液滴体积的影响，精度高，重复性好；

可以用于超疏水材料的接触角值，特别是针对大于80度以上的接触角值测值，拟合度非常高；（3）可以真实反应固－液－气或固－液－液三相体系的接触角值。
（4）微分圆法，微分椭圆法

：本方法由晟鼎精密*研发，即能优化普通圆法，椭圆法的不足之处，对于大小角度的测试数据，能zui大限度的接近真实数据。但目前被应用的仪器很少，除了晟鼎精密。

二、视频光学接触角测量仪的进样器如何清洗？视频光学接触角测量仪进样量的范围是多少？
　　进样器和针头属于消耗品，可采用超声波清洗机清洗。若进液为胶水等清洗不掉的样品，则建议一次性使用，以免交叉污染。测试接触角值之前或测试界面张力之前，建议先用蒸馏水判断一下进液器以及针头是否干净。具体判断方法为采用悬挂滴法，测试水的表面张力值。接触角测试仪的进液器的材质包括了多个部分，如针管、顶针、针头、密封件等。针头的材质分为聚四氟乙烯、不锈钢、塑料等。针头同时存在不同粗细针头的选购问题。晨鼎精密提供几种不同规格的针头。为了防止气泡产生，请使用快推慢抽的方式。

三、视频光学接触角测量仪的检测样品台上是否需要薄膜等辅助耗材？
　　在样品台保持干净的条件下，不需要辅助耗材。但是，如果样品台无法保持干净或对测试要求较高时，建议采用载玻片等玻璃或薄膜等耗材进行保护，以免二次污染而影响测值。以下是晟鼎精密提供给客户在测量一些特殊样品测试时，需要用到相应配件。

四、视频光学接触角测量仪的表面张力或界面张力的测定原理？
　　采用悬滴法，液滴在针头下面形成一个悬着的液滴。这个液滴的形状符合Young-Laplace方程。拟合方法即可得到表面张力值。目前我们的算法为第四代算法，精度与敏感度均非常高。而国外的均是第二代算法，国内是*代算法。

五、视频光学接触角测量仪的相机是自动调焦不是手动？
　　目前通常标配的相机是手动对焦，我们同时提供自动对焦的镜头供选购。连续变倍变焦箭头，6倍光学放大，无畸变远心镜头，多层镀膜技术镜片组，黑白成像，更接近真实的测试液体边框。
 

六、视频光学接触角测量仪的光源部分详细构造？
　　光源密集排布阵列LED冷光源，使用寿命高达5万小时以上，亮度均匀且对液滴体积影响降到zui低，同时大大降低光源散射，衍射，漫反射等对成像造成的影响。这样可以满足测试吸水材料、动态界面张力测试、动态接触角测试、滚动角测试等各种复杂要求。
 

七、视频光学接触角测量仪的相机主机本身是否有内存，以满足高速成像空间较大的需求？
　　可以升级高速摄像机带内存的，工业级相机可以通过USB数据传输，zui高视频速度每分种25桢。做静态动态处理时测量精准，同时可选配29.桢调整相机和其它传输接口。

八、是否可提供现场考察？
　　晟鼎精密非常欢迎用户现我们的现场实验室参观。视频光学接触角测量的选购涉及非常多的专业知识和选购技巧，针对用户的应用也有非常多的解决方案。用户亲临现场也可以对仪器的测试精度、操作方便、技术人员的专业知识、服务等各个方面进行综合选型比较，以便选购一台符合要求测试要求、买得放心的仪器。