LSA MOB-M便携式俯视法接触角测量仪引入集成加液系统

作为一款基于俯视法的手持便携式接触角测量仪，LSA MOB-M引入了集成的精密手动加液系统MDU模块。

MDU模块配置有精密的玻璃注射器和高精度的数显微分驱动头，以及方便地将液滴转移到样品表面的机械装置；加液精度高达0.004μl，准确度±0.01μl。模块不但在机械结构上被精密地集成到LSA MOB-M接触角测量仪上，也得到所带的软件Surface.Meter elements的充分支持，包括通过触发来自动启动录像。不但使得现场测量更为方便、准确，而且可被用来研究和测量液体在一些多孔性表面上的快速扩展、渗透和吸收过程，为表征这些迄今难以测量的固体表面提供了一崭新的手段（见下图）。

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       俯视法接触角测量仪LSA MOB-X由德国LAUDA Scientific公司研发生产，是LSA系列光学接触角测量仪中的独特成员，它基于俯视法（Top-View method）来测量液体和固体表面形成的接触角，俯视法是通过从正上方观测在固体表面形成的液滴的形状来获得液滴的接触角以及与液/固-润湿现象相关的参数。

       LSA MOB-M是一款基于俯视法的手持便携式接触角测量仪，重量只有约1kg，可以方便地携带到任何测试地点，测量可以在实验室进行，也可以在生产/应用现场，或野外进行。LSA MOB-M适合用于测量液体在各种固体表面的接触角或润湿/铺展程度，测量不受样品尺寸、形貌以及测量场所的限制。

LSA MOB-M的特征和优势：

• 基于俯视法（Top-View method）；

• 不受样品的尺寸、形貌限制；

• 不受测量场地限制；

• 适合于轴对称和不规则液滴的测量；

• 可以准确、可靠地测量低至0度的接触角；

• 能够有效地测量表面不均匀或粗糙样品的接触角，更真实地表征样品的润湿性

• 能够测量凹曲面或凸起处的接触角

• 适用于大面积样品表面的接触角测量

• 适合测量液体在固体表面的渗透/吸收和铺展性

• 既可放在样品表面上测量，也可与样品保持25mm实施无损伤测量；

• 可采用任意体积的液滴和不同（密度和表面张力）的液体进行测量；

• 可灵活地应用于不同的应用领域；

• 测量软件：操作简易，性能杰出，保证测量可以自动、可靠地进行，测量结果准确

手持便携式接触角测量仪LSA MOB-M的测量和应用：

• 固体表面接触角的测量；

• 测定平均/有效接触角值，评估接触角值及其分布；

• 固体表面表面能的测量和评估；

• 表面洁净度或表面经过处理的效果评估；

• 样品表面的亲水/疏水性评估；

• 现场（on-site）测量；

• 液体在固体表面的铺展/渗透、可印刷性、粘附性测量分析；

• 凹曲面的接触角或润湿性测量、评估；

• 大面积样品的接触角测量；

LSA MOB-M的部分技术参数：

• 接触角测量范围：0---180°

• 接触角测量精度：±0.1°(0---90°)；±0.5°(90---180°轴对称液滴)

• 视频图像系统

      镜头：高分辨率、低变形率高速工业定焦视觉镜头

      分辨率(max)：752×480 pixel

      速度(max)：60 images/s

      视野范围：12 mm×8 mm

• 光源：单色高均匀LED冷光源，亮度由软件控制

• 加液单元：自带手动数显精密微量加液系统；加液精度 0.004 μl，准确度±0.01 μl;

• 样品尺寸(max)：不受限制

• 仪器尺寸及重量：77×60×150mm（LxWxH）; 1Kg

        俯视法接触角测量仪LSA MOB-X是LSA系列光学接触角测量仪中的独特成员，它基于俯视法（Top-View method）来测量液体和固体表面形成的接触角，俯视法是通过从正上方观测在固体表面形成的液滴的形状来获得液滴的接触角以及与液/固-润湿现象相关的参数。正是这种独特的方法赋予了LSA MOB-X许多独特、显著的功能和性能：

• 适用于测量低至0°的超低接触角

• 能够有效地测量表面不均匀或粗糙样品的接触角，更真实地表征样品的润湿性

• 能够测量凹曲面或凸起处的接触角

• 适用于大面积样品表面的接触角测量

• 可以同时测量和表征液体在多孔材料表面的渗透/吸收和扩展过程

  
  

        LSA MOB-X适用于几乎所有属性的表面，适用于整个接触角值范围，可采用各种体积尺寸的液滴和不同的测量液体，并且拥有极高的自动化程度。

        LSA MOB-X的另一特点是它的多变性，对于不同的应用领域可以以不同的面目出现，它功能强大，配置灵活，可以一机多用。

• LSA MOB-M：手持移动式接触角测量仪；

• LSA MOB-C：与传统的侧视法相结合，建立一个双视接触角测量仪，实现对同一个液滴同时从侧面和上方研究接触角和动态润湿的过程；

• LSA MOB-P：集成到在线测量系统中，成为在线质量控制或监控系统的一部分。

* 所有模块都可以配置多个加液单元，以便在一次测试后即可计算SFE值。

LSA MOB-X的特征和优势：

• 基于俯视法（Top-View method）；

• 适合于轴对称和不规则液滴的测量；

• 可以准确、可靠地测量低至0°的接触角；

• 不受样品尺寸、形貌限制；

• 既可放在样品表面上测量，也可与样品保持25mm实施无损伤测量；

• 可采用任意体积的液滴和不同（密度和表面张力）的液体进行测量；

• 可灵活地应用于不同的应用领域；

• 测量软件：操作简易，性能杰出。

LSA MOB-X的应用：

• 固体表面接触角的测量；

• 固体表面表面能的测量和评估；

• 表面洁净度或表面经过处理的效果评估；

• 样品表面的亲水/疏水性评估；

• 现场（on-site）测量；

• 液体在固体表面的铺展/渗透、可印刷性、粘附性测量分析；

• 凹曲面的接触角或润湿性测量、评估；

• 大面积样品的接触角测量；

• 在线全自动测量/质量监视和控制。

LSA MOB-X的主要技术参数：

接触角测量范围：0---180°

接触角测量精度：±0.1°(0---90°)；±0.5°(90---180°轴对称液滴)

样品尺寸：不受限制

      近日，我公司演示实验室再添新成员——LSA MOB-M便携式接触角测量仪，我公司演示实验室可以直接为感兴趣的客户提供仪器演示、免费样品测试等服务。欢迎对LAUDA视频光学接触角测量仪感兴趣的客户惠临参观。

        光学接触角测量仪的俯视法与侧视法相比，明显的区别之一是了解液滴的体积和光学系统的放大倍率。

        对于侧视法，液滴体积和放大倍率都不影响测定接触角。仅当测量除接触角外，与实际几何尺寸变化相关的参数（如：液体宽度、高度、接触直径）时，才需要确定放大倍率。在大多数情况下，接触角的值可以视为与液滴体积无关。

        但是，对于俯视法，液滴体积是计算中的关键参数之一。 另一个重要的参数是液滴直径，无论是CD(液滴的接触直径)或MD(液滴的ZD直径)，必须被尽可能精确地测量，因此必须知道放大倍率。

        这两种方法之间的另一个显著区别是测量精度与接触角数值范围的趋势相关性。侧视法测量低于15°的扁平座滴接触角，随着接触角的进一步减小，测量变得越来越困难，因为很难在侧视液滴图像的轮廓边界处获取精确的坐标点。 另一方面，俯视法从上方观察液滴在基板表面上的接触区域（或边界），并且当接触角减小时，收缩的高度不会对其产生任何影响。 因此，随着接触角值的减小，俯视法在可行性、准确性和可靠性方面胜过其侧视法对手。然而，在接触角> 90°的范围内，俯视法只能观测MD（液滴的ZD直径）而不是CD（液滴的接触直径）。MD受接触角的影响比CD受接触角的影响小得多，因此该方法的灵敏度随接触角的增加而降低，这影响了计算接触角结果的分辨率。 因此，在用接触角测量仪测量接触角时，随着接触角的增加，俯视法的准确性下降。 因此，在接触角90- 160°的范围内，侧视法优于俯视法，而当接触角大于165°时，仅应该选用侧视法。

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传统接触角测量仪基于侧视法（Side-View Method）测量接触角，如果接触角低于 15°，测量难度将随着接触角角度的减小而急剧升高，准确性和可靠性下降。当接触角低于约 5°时，几乎很难再得到有意义的结果。这是因为当接触角下降到这一范围时，液滴的侧面图像严重受到侧面光照和样品反光的影响，采用传统侧视成像的方式很难再获得准确的液滴边缘轮廓，这会直接影响接触角的拟合计算。

LAUDA Scientific MOB系列俯视法接触角测量仪是通过从液滴正上方观测在固体表面上的液滴形状来测量液滴的接触角，即俯视法（Top-View Method）测量接触角。

下图是使用侧视法和俯视法对同一液滴同时拍照得到的照片。显然在接触角 5°左右时侧视法的照片液滴轮廓已经模糊，软件无法自动准确的计算出液滴的边界，而俯视法液滴的三相接触线轮廓清晰可见。

俯视法接触角测量仪测量范围广，尤其是接触角值极小时依然能够得到准确可靠的测量结果。在此类应用中俯视法和传统侧视法相比，有着明显的优势，是测量超亲水材料接触角的优选方法。MOB系列俯视法接触角测量仪具有如下特点：

- 基于从上方对座滴的观测，即俯视法（Top-View method）；

- 适用于可以从上方成像/观测到的、在固体表面上形成的液滴，无论该液滴位于孔洞底部还是被不透明的物体包围/阻挡；

- 适用于低至0度的超低接触角；

- 适用于Z大约为165度的接触角；

- 自动定位密集测量的理想方法：液滴可以被紧密的滴定到目标位置，并轻松完成；

- 测量大尺寸（可以无限大）样品的优选方法。

问题：MOB系列俯视法光学接触角测量仪可用来研究哪些体系？

答案：由固体/液体/气体或固体/液体/液体组成的体系。 对于固/液/气体系，测量液滴或气泡在固体表面上的常规接触角；对于固/液/液体系，研究同时浸入在另一相液体中的，液滴在固体上的接触角。

问题：MOB系列俯视法光学接触角测量仪可以用于研究动态接触角吗？

答案：是的，也可以使用俯视法测量基于增加/减小液滴体积的动态接触角（前进角/后退角）。

       下图显示了这样的测量结果：蓝色曲线是接触角与注射体积（即滴液体积）的关系，粉色曲线显示了液滴体积与接触直径的相应变化。可以根据CD的变化清楚地确定前进和后退接触角。

问题：俯视法可以用传统法验证吗？

答案：JD没问题，即同时从上方（俯视）和侧面（侧视）测量相同的液滴，如下图所示：

俯视为76.6°，侧视为77.8°。 这个一致性是JJ的，因为它们基于相同的数学模型。

问题：俯视法可以用于测量不规则边界的液滴吗？

答案：当然可以，对于不规则边界的液滴，用俯视法测量更有优势。

问题：俯视法需要用多大的液滴测量？

答案：它取决于接触角的范围以及要测量的样品表面面积。   

通常，使用1-10µl体积的液滴进行测量：接触角越大，液滴尺寸应该越大。 对于大约60度以下的接触角，1-3µl是一个不错的选择，而对于90度以上的接触角，5-10µl是较好的选择。 对于大于130度的接触角，可以使用10-20µl。

问题：全自动定位密集测量时液滴位置可以多近？

答案：可以任意接近，只要它们不彼此接触即可。

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问题：MOB俯视法光学接触角测量仪可以用来测量曲面吗？

答案：是的，它既可以用于凹面也可以用于凸面测量。 曲率校正在计算接触角时由软件自动完成。

问题：为什么会得到完全错误或不合理的测量值？

答案：如果您获得完全错误的接触角值，或者无法执行计算，请首先考虑以下几点：

a）拟合的液滴轮廓与液滴的接触表面重合吗？

b）放大倍率是否正确？

c）是否正确地输入了液滴的体积数值？

d）如果仪器已经很长时间没有使用，或者重新为注射器加液（注意：去除气泡），则不应该使用DY个液滴，因为其体积可能会由于注射针头和管路中液体的挥发而不准确。

e）进一步检查是否输入了正确的参数值，例如所用液体的密度和表面张力。

问题：俯视法测量的精度如何？

答案：俯视法的精度与接触角范围相关。

          精度： 0.1-0.2°（0°＜θ＜90°）； 0.3-1°（90°＜θ＜160°）

问题：MOB系列俯视法光学接触角测量仪有哪些可选配置？

答案：MOB功能强大，配置灵活，可以单独用于各种应用。

MOB - M：作为手持移动设备；

MOB - D：悬挂在台式机框架上作为台式接触角测量仪，这特别适用于小尺寸样品，测量可以完全自动化；

MOB - C：与传统的侧视法相结合，以建立一个双视接触角测量仪，该设备可同时从侧面和从上方研究接触角和动态润湿过程；

MOB - L：安装在带有集成自动加液单元的机械手臂定位系统上，将测量装备悬挂在样品表面上方，来全自动测量样品表面上任意位置的接触角/表面自由能（SFE）；

MOB – P：集成到在线控制系统中，作为质量控制或监控系统的一部分。

* 所有模块都可以配置多个加液单元，以便在一次测试后即可计算SFE值。

问题：与MOB-C结合使用对哪些应用领域有意义？

答案：标准的LSA设备与MOB-C扩展模块结合使用时，是一种用途极为广泛的测量系统，它不仅结合了侧视法和俯视法测量方法的所有优点，而且还提供了独特的研究方法在同一时间从不同角度研究一个液滴。 该系统可以作为以下多个版本使用。 

· 作为基于侧视法的传统接触角测量仪；

· 作为一种基于俯视法的新型接触角测量仪；

· 作为一种独特的测量仪器，它可以用侧视法和俯视法同时分析同一个液滴（座滴）

问题：Lauda Scientific还有其它哪些方法可用于接触角测量？

答案：除俯视法外，还有以下方法可用于测量接触角/润湿性：

· 作为基于侧视法的传统接触角测量仪；

· 基于座滴的侧视法

· 用于纤维、圆棒和片状样品的液桥法（LBM）；

· 用于单一纤维的单丝法（DoF）；

· 用于粉末/多孔样品（POM）的Washburn方法；

· 力学天平法（改良的Wilhelmy Plate法）。

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        在很多应用领域会涉及到测量超亲水材料的接触角。比如液晶屏和太阳能电池板的清洗工序。清洗后有机污染物去除的越彻底，材料表面越清洁则接触角数值越小。工艺上往往要求水滴的接触角小于10°甚至更低。

        利用传统的侧视法接触角测量仪测量接触角，如果接触角低于15°，测量难度随着接触角角度的减小而急剧升高，准确性和可靠性下降；当接触角低于约5°时，几乎很难再得到有意义的结果。对于测量极低接触角，俯视测量法是一种非常可靠的测量方法。俯视测量法是通过从液滴正上方观测在固体表面上的液滴形状来获得液滴接触角的测量方法。

        侧视法和俯视法对同一液滴同时拍照得到的图片如下图所示，接触角5°左右时侧视法的液滴轮廓已经模糊，软件无法自动准确地计算出液滴的边界，而俯视法液滴的三相接触线轮廓清晰可见。

        俯视法接触角测量仪测量范围广，尤其是接触角值极小时依然能够得到准确可靠的测量结果。在此类应用中俯视法和传统侧视法相比，有着明显的优势，是测量超亲水材料接触角的JJ选择。

双视接触角测量仪LSA MOB-C是一款由德国LAUDA Scientific公司研发生产，基于侧视法和俯视法相结合的接触角测量设备，它通过对同一液滴从正上方和侧面的同时观察、测量和分析，对液滴进行全方位测量，获得比任一单方向观察更多的信息，更好地研究接触角及其动态润湿过程。

• 侧视法：从侧面观察液滴图像可以获得液滴的接触角，接触直径和表面上方剩余液滴体积等参量随时间的变化，但无法获得液体在表面上的润湿区域随时间的变化（扩散/扩展过程）。

• 俯视法：从俯视观察得到的图像不但可以获得润湿区域随时间的变化，而且同时可以确定液滴接触直径（或面积）随时间的变化，从这二个参数可以更好地了解液滴在固体表面的渗透过程和扩散/扩展过程。

LSA MOB-C作为一款双视接触角测量仪，兼容了侧视法和俯视法两种测量方法的各自优点，为更好地认识和解决一些复杂问题提供了一种独特的、强有力的分析和测量手段，LSA MOB-C既可以作为单独的配置获得，也可以在LSA100/200的基础上，通过附加扩展件升级实现。

标准的LSA设备(LSA100/LSA200)与MOB-C扩展模块结合使用时，是一种用途极为广泛的接触角测量系统，它不仅结合了侧视法测量和俯视法测量的所有优点，而且还提供了独特的研究方法在同一时间从不同角度研究同一个液滴。 该系统可以作为以下多个系统使用：

• 作为基于侧视法的传统接触角测量仪；

• 作为一种基于俯视法的新型接触角测量仪；

• 作为一种独特的测量仪器，它可以用侧视法和俯视法同时分析同一个液滴（座滴）。

这种多功能性使得双视接触角测量仪LSA MOB-C能够处理实际接触角测量中的几乎所有情况。

LSA MOB-C可选配件和扩展功能：

• 集成（integrated）手动精密微量加液系统

• 手动/自动加液系统（包括非接触式自动加液系统）

• 自动样品移动台（X-，或X-/Y-）

• 自动液滴转移装置

两种或两种以上的气体混合通过高分子膜时,由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率有所不同。根据这一特性，可将气体分为“快气”和“慢气”。

当混合气体在驱动力---膜两侧压差的作用下，渗透速率相对较快的气体和水、氧、二氧化碳等透过膜后在膜渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。

当以加压净化空气为气源时，氮气等惰性气体被富集成高纯度供生产应用，由渗透侧排空的为富氧空气。氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上，*高可得到99.9%的纯氮。该氮气发生器可以用于气相色谱仪做载气，分析组分成分要求不高的行业。