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视频光学接触角测量仪/水滴角测量仪最先进技术的仪器的特征

 视频光学接触角测量仪是一种测试固-液或固体界面化学性质的专用分析仪器,而水滴角测量仪是指采用蒸馏水或超纯水作为探针液体测试固体的接触角值(水接触角值)的分析仪器。从这样的界定来讲,视频光学接触角测量仪的仪器先进性应体现为:

1、接触角测量仪应采用的视频光学系统的先进性:目前,美国科诺采用采用了彩色高清摄像机,通过将背景色直接过渡至黑色,实现了高精度边缘轮廓分析。将边缘轮廓真正提升至亚像素级。在背景光源系统中,美国科诺领先的平行光源技术,专门针对像界面化学中表面张力和接触角测量这样的轮廓测试,精度高,边缘失真度几乎没有;加上美国科诺特别调教的双效果平行光源,将平行光源提升至可测试漫反射条件下的凹凸样品,特别是凹面样品的测值。

在镜头方面,美国科诺独家提供两种绝技:超长工作距离放大镜头,工作距离可达2米,放大倍率可将2uL液滴放大至130万像素的图像一半,视野范围为30*20mm左右,可以真正用于超大100寸液晶屏的超低接触角测值,真正便携式接触角测试俯视条件下接触角测值(特别是亲水角)的问题解决。另一个独门绝技为25倍变倍镜头,镜头从0.29-7.5倍放大。目前主流的镜头均为0.7-4.5X镜头,部分厂家提供了7倍镜头,即0.58-4.5X镜镜,但与0.29-7.5X镜头相比还是差了一段距离。

在众多文献中,我们提出了俯视条件下,特别是没有样品台调整水平功能的条件下,测试接触角值会严重影响接触角测值的精度。因而,无论是便携式接触角仪采用的棱镜90度转换镜头还是光路折射镜头,这样的设计均无法满足接触角测值的高精度要求的。具体可参考接触角检定方法10问相关内容。

2、接触角测量仪应采用高精密的机械结构设计:

大部接触角仪的指标均停留在表面文章上,如样品台大小,可测试的最大样品多大,样品台是自动的还是手动的上面。这些指标的描述且不论其是否前后指标设计是否合理(举例而言,样品台大小为150*150,那么,最好需要样品台移动范围与此相对应,即要求也同样为150*150移动范围;再如有的厂家提供180*60的样品台移动,即提供了100*100的样品台台面,这样的设计显然是不合理的)

而真正决定接触角测值精度,决定其先进性、高精度的指标却是样品台是否提供一个高精度的水平调整功能。无论是样品台大小、移动范围多少均不能解决测值精度的问题,只能解决大多大样品,是否测试时可以不接触到样品更换测点的问题。综合接触角检定10问可以很明显得出结论,水平调整进而进行的整机接触角测试精度的检测(采用红宝石球检定工具)才是最关键的。

目前,精度最高的样品台调整工具即为2维微分头控制调整架。

另一项指标为样品台升降的控制精度,和与此相对应的,要求软件部分配合的显示接触角测量仪的高精度的指标项则为自动水平线查找功能。目前,升级系统精度最好的是微分头控制Z向精密光学调整台而不是齿轮齿条升降台(齿轮齿条升降台无法承受重物,用手轻压即自动滑落下去,且没有任何精度)

3、软件算法:接触角测量涉及到界面张力、表面张力、接触角、重力、浮力(气泡捕获法时)等,因而,我们再次强调,圆拟合法、椭圆拟合法等算法是简单的几何量测,用这样的算法的接触角测量仪只能算是数码量角器,而不能视为界面化学领域的“接触角测量”

在算法方面,接触角测量采用的算法是Young-Laplace方程拟合,目前,最为先进的算法为阿莎(ADSA-RealDrop)。

美国科诺真正实现接触角测量软硬结合的优势胜出!

   
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