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浅谈镜头视角变化对接触角测值的影响

目前的技术而言,接触角的测值通常采用称重法接触角测试和影像分析法接触角测值两种。这两种接触角测试的方法中,又以影像分析法接触角仪因其受非人为因素影响少,操作方便,测值精度相对较高,而得到更广泛的应用。

影像分析法接触角技术,从镜头与物体间的视角来分,分为侧视和向下俯视两种。其中,侧视技术从结果来看,表现为,液滴相接触角图像在二维图像表征为一个圆冠或其他如动态接触角时的侧视图。俯视法影像分析技术,在结果上表现为,液滴成像为一个圆形,在计算时,以液滴量固定情况下这个圆的直径变化为依据。但事实上,后者在真实情况下,通常不为一个规则的圆,而是一个不规则的图形,图像的拟合技术在计算接触角值是关键。这个技术我们将另文描述。此处不作详细解读。下文所谈及的接触角仪技术内容以侧视法影像分析接触角仪为主体。

美国科诺工业长期以交流接触角仪技术为目的,在世界著名高校、研究中心间进行了大量的接触角仪的仪器技术的交流。在技术交流过程中,我们发现,世界很多仪器厂商在设计接触角仪时,在镜头的视角与样品间的水平保持上是欠考虑的。

我们先看一下这一系列的数据结果。你就可以明白一些:

俯视角度 原接触角 修正后接触角 接触角差值 误差百分比%
3 10 10.92 0.88 8.76%
5 10 12.48 2.44 24.28%
10 10 19.70 9.66 96.19%
20 10 46.38 36.34 361.86%
         
3 20 20.48 0.42 2.08%
5 20 21.22 1.16 5.76%
10 20 24.65 4.59 22.87%
20 20 37.76 17.70 88.24%
         
3 30 30.34 0.25 0.84%
5 30 30.79 0.70 2.33%
10 30 32.87 2.78 9.25%
20 30 40.90 10.81 35.92%
         
3 60 60.13 0.07 0.11%
5 60 60.25 0.19 0.31%
10 60 60.81 0.75 1.25%
20 60 63.00 2.94 4.89%
         
3,5,10,20 90 90 0 0.00%
         
3 120 119.05 -1.01 0.84%
5 120 120.00 -0.06 0.05%
10 120 119.81 -0.25 0.21%
20 120 119.05 -1.01 0.84%
         
3 150 149.96 -0.05 0.03%
5 150 149.96 -0.05 0.03%
10 150 149.80 -0.20 0.14%
20 150 149.18 -0.82 0.55%
         
3 160 160.00 -0.04 0.02%
5 160 160.00 -0.04 0.02%
10 160 159.89 -0.15 0.09%
20 160 159.45 -0.59 0.37%
         
3 170 170.05 -0.02 0.01%
5 170 170.05 -0.02 0.01%
10 170 169.99 -0.08 0.04%
20 170 169.76 -0.30 0.18%

 

由此可见,镜头视角的设计技术,在侧拍接触角时是有影响的。且这个影响值在有些情况下是不可以忽略的。

而目前的情况为:

第一、接触角仪厂商没有设计镜头的俯仰角的控制系统。我们认为这样的硬件系统设计肯定是不符合要求的。

第二、接触角仪厂商设计了镜头俯仰角的控制,但样品台的水平控制系统没有结合起来。这样的系统设计在中国产的一些仪器厂商就出现了。这样的系统只能是白给了一个镜头角度设计,且最后的效果还是等于没有实现其效果。

第三、接触角仪厂商设计了镜头俯仰角也有样品台水平控制系统,但是控制精度上没有很直观的给出一个明确量化值。在软件设计中,想当然的认为这个角度对测值影响很少。如德国的著名仪器厂商。且他们会想当然的认为,利用俯视角度的变化技术,可以实现大样品台的测值。

最后一种厂商事实上是聪明的。但是,如果依靠一些更多的如软件技术,他们的想法真的会实现了。可惜的是,他们只做对了开始,没有做到结尾。
如果软件对这个俯视角进行修正,那么其结果就会另当别论了。

美国科诺工业最新研制成果,包括了高精度俯视角计算系统(硬件系统)、高精度样品台水平控制系统,以及我们最新成果——俯视角度接触角修正技术。为您解决:

第一、测试非镜面接触角(倒影不明显)时,更精确找得水平线;

第二、大样品侧拍技术,真正修正了俯视角后的更接近真实角度的接触角值;

提供了可能。

更多技术信息,烦请联系我们或我们的专业代理商。

   
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