多功能高性能专家型接触角测量仪LSA200 1

       流体光学接触角测量仪LSA200是德国LAUDA Scientific公司生产的高级专家型多功能接触角测量仪器，测量准确可靠，可配备多种自动化组件和配件，可扩展性功能强，是一款综合型的专业表界面测量分析系统。LSA200不仅能够出色地完成接触角、滚动角、表面自由能和界面张力测量等常用的测量任务，而且在高速动态、多功能测量方面显示出了明显的优势。此外LSA200灵活的配置可以完成粘附力测量、滞留力测量、单一纤维接触角测量、俯视法接触角测量、界面扩张流变测量、全自动临界胶束浓度测量（CMC）等特殊任务。

       LSA200光学接触角测量仪首先表现在其开放式的精密机械构造：所有的线性移动单元均是在直线轴承或直线导轨的辅助下由精密丝杆驱动，以确保传动平稳、轻松、精细而又快速，从而提高工作效率和降低操作强度。

       LSA200采用6.5倍变焦光学镜头，6.5倍变焦镜头提供了一个理想的可变视野范围，结合高分辨率高速相机和高亮度高均匀LED光源，再加上精确可靠的调焦指示，可以确保得到高质量的清晰图像，为准确、可靠的测量奠定基础。6.5倍变焦光学镜头适合各种不同的测量任务，比如对需要较小视野范围的小尺寸液滴的测量和需要较大视野范围的倾斜状态下液滴滑动速度的测量。

       LSA200光学接触角测量仪从自动加液系统、自动样品升降台、自动样品倾斜台，到自动样品离心旋转台，再到软件支持的各种自动测量方法，覆盖了从全手动操作到全自动测量的范围广泛的各种应用领域。

齐全的配件和功能强大的扩展模块，使得LSA200依照不同的配置和扩展模块可以扩展为各种仪器，比如全自动接触角测量仪，双视法接触角测量仪，全自动临界胶束浓度测量仪，光学粘滞力测量仪等等。

       LSA200光学接触角测量仪具有齐全的配件和功能强大的扩展模块，依照不同的配置和扩展模块LSA200可以扩展为各种仪器：

Ø 自动接触角测量仪：用于测量静态、动态接触角和与此相关的各种参数；

Ø 俯视法接触角测量仪：基于俯视法来测量液体和固体表面形成的接触角；

Ø 双视接触角测量仪：基于侧视法和俯视法相结合的双视接触角测量仪，能够实现对接触角的全方位测量；

Ø 双液滴接触角测量仪：可以同时测量两种不同液体形成的液滴的接触角，从而获得固体的表面自由能；

Ø 自动固体表面自由能测量仪：采用非接触式自动加液单元，结合双液滴测量技术，通过一键点击自动测量、即可获得固体表面的自由能数值；

Ø 全自动表面界面张力测量仪：用于测量静态、动态表/界面张力，适用于绝大多数的液体和液/液-体系，性能优于传统的吊环/薄板测量法；

Ø 全自动临界胶束浓度(CMC)测量仪：LSA200配备全自动临界胶束浓度测量模块，采用光学悬滴分析法全自动测量临界胶束浓度(CMC)；

Ø 单一纤维接触角测量仪：LSA200配备45倍变焦光学镜头和高速相机，可以完成单一纤维材料的润湿接触角测量，计算方法包括纤维包覆法和液桥法/弯液面法；

Ø 粉末润湿角测量仪：LSA200配备粉末/多孔介质测量模块，基于washburn法表征粉末及多孔材料的润湿性能；

Ø 光学扩张流变测量仪：LSA200配备振荡滴扩张流变模块，通过实时跟踪有规律震荡(正弦震荡)下的悬挂液滴，实时测量液滴的界面张力和表面积变化，从而计算出液体的扩张粘弹指数及模量变化；

Ø 光学粘滞力测量仪：LSA200配备光学粘滞力测量模块，测量材料表面作用于液滴的垂直方向的粘附力和水平方向的粘附力。

......

LSA200光学接触角测量仪灵活地配置各种特殊附件扩展而成的每一台仪器都非常出色：不但可以与当前市场上先进的、单方面/独立式的测量仪器相媲美，而且在许多方面都优于它们，这不仅表现在LSA200所具有的多功能的“量”上，更着重于具体每一功能所体现的“质”上。

       作为整个接触角测量仪测量系统的灵魂和大脑，LSA200所采用的SurfaceMeter专业测量软件为用户提供了范围广泛、性能杰出的各项功能，几乎所有的功能都代表着该领域当今领先的技术。

  Ø 无需任何辅助线，准确、自动检测液滴与固体表面三相交界线的能力;

  Ø 自动排除不属于液滴轮廓的背景点，准确检测液滴轮廓的能力;

  Ø 准确、可靠的Laplace-Young拟合方法，通过对液滴全轮廓进行分析、计算，可以准确测量任何角度的轴对称液滴的接触角;

  Ø 准确、可靠、独特的TrueDrop计算方法;

  Ø 出色的基于俯视测量法原理的接触角/润湿性和相关现象的表征技术;

  Ø 固体表面自由能测量模板;

  Ø 准确、可靠、高速、自动化程度高的基于悬滴分析的表面/界面张力测量方法;

  Ø SurfaceMeter软件通过不断地引入自动化功能，尽量地减少用户的被迫性介入，使得许多复杂的测量任务往往可通过单次点击来实现。这具体表现在：

       || 一键式接触角/表面自由能的测量

       || 一键式全自动前进/后退角的测量

       || 一键式全自动倾斜台测量操作

       || 一键式全自动表面张力的测量

       || 一键式全自动临界胶束浓度CMC的测量

  LSA200光学接触角测量仪不仅可以准确可靠的完成接触角、滚动角、表面自由能和表界面张力测量等常规测量任务，其灵活的配置还可以完成单一纤维接触角测量、俯视法接触角测量、界面扩张流变测量、粘附力测量、滞留力测量和全自动临界胶束浓度（CMC）测量等特殊测量任务，是一台多功能化的接触角测量仪器。

LSA200光学接触角测量仪具有如下的特征和优势：

|| 高级专家型多功能表面测量分析系统：测量准确、自动、多功能；

|| 可配备多种自动测量配件和功能强大的扩展模块：降低日常测量工作强度，简化复杂测量任务，实现崭新的测量功能；

|| 可扩展性功能强：从单一的接触角测量仪扩展到多功能的通用表面测量分析仪；

|| 主要面向：科学研究、产品研发；

|| SurfaceMeter软件：功能广泛，性能杰出；

|| 杰出的性价比。

LSA200光学接触角测量仪采用的测量方法如下：

|| 接触角测量：

   座滴法，俘泡法，悬滴法；

   俯视法；

   纤维包覆法，用于单一纤维接触角测量；

   液桥法/弯液面法；

   倾斜台法；

   旋转液滴法。

|| 表面/界面张力测量：

   悬滴法，支持无顶部悬滴法和上升悬滴法测量；

   座滴法；

   滴体积法；

   液桥法/弯液面法。

        LSA200光学接触角测量仪以其灵活的配置、高性能、多功能化的测量性能，为材料科学、胶体与界面化学、以及液滴流体动力学等相关实验室提供了更加专业，更加高效的解决方案，是高级科研人员的得力助手。

       LSA200光学接触角测量仪不仅可以准确可靠的完成接触角、滚动角、表面自由能和界面张力测量等常规测量任务，而且其灵活的配置可以完成单一纤维接触角测量、俯视法接触角测量、界面扩张流变测量、粘附力测量、滞留力测量和全自动临界胶束浓度测量(CMC)等特殊测量任务。

LSA200光学接触角测量仪的多样化测量功能：

    Ø 接触角自动测量

        软件具有成像清晰度判别功能，测量接触角时能够自动寻找基线、自动拟合轮廓。支持捕获气泡法测量模式。

    Ø 动态接触角的测量

        可以选用插针法或倾斜台法测量前进角和后退角，使用专用的Truedrop算法能够更加准确的测量不对称液滴的接触角。

    Ø 滞留力和动态接触角同步测量

        滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系，应用于润湿特征分析和液滴流体动力学研究。

    Ø 全自动倾斜台测量滚动角

        全自动倾斜台和视频系统由软件控制，自动记录倾斜过程中液滴的形状变化，倾斜角度和位置移动，自动测量滚动角、前进角和后退角等相关参数。

    Ø 非接触式注射功能

        LSA200具有非接触式注射功能，这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，解决了向超疏水材料表面转移液滴的问题。

    Ø 单一纤维的接触角测量

        LSA200可以在同一台仪器上完成普通平面材料和单一纤维材料的润湿接触角测量。

    Ø 两种方法计算粉末或多孔材料的接触角并分析润湿性

        I: Washburn 法分析亲水粉末的润湿性并计算接触角；

        II: 高速视频系统完成粉末或多孔材料对液体吸收过程的连续录像，并自动计算全过程的接触角数值。

    Ø 俯视法接触角测量

        俯视法接触角测量解决了凹表面接触角和超亲表面极小接触角测量的难题，并在各向异性材料接触角测量和多角度润湿动态行为观察方面具有明显优势。俯视法和传统侧视法联用可以同时对同一液滴进行接触角测量。

    Ø 表面能的计算和粘附功的分析

        固体表面自由能测量软件包括了多种表面自由能数值及其组成计算方法，粘附功分析软件可以进一步分析粘附功。

    Ø 双液滴接触角测量

        LSA200具备两种液体同时注射，一键式测量接触角的功能，这明显提高了进行大量固体材料表面能测量实验的工作效率

    Ø 表面张力的测量

        LSA200使用悬滴法对液体的表面张力或界面张力进行测量。

    Ø 振荡滴方式测量界面扩张流变

        LSA200既可以做液-液界面的振荡又可以做气-液界面的气泡振荡。振荡频率 0.0005---10Hz，振荡过程中自动进行液滴体积补偿，实时计算并跟踪模量测量结果，支持变频率振荡。

    Ø 全自动临界胶束浓度（CMC）测量

        LSA200配置两个连续注射单元时可使用表面张力法进行全自动临界胶束浓度的测量，测量过程在程序自动控制下进行，避免了吊片法测量时活性剂分子在铂金片上吸附时产生的影响，是测量临界胶束浓度的理想方法。 

        LSA200光学接触角测量仪多样化的测量功能，使得其可以广泛应用于多个应用领域，为材料科学、胶体与界面化学及液滴流体动力学等相关实验室提供了更加专业，更加高效的解决方案。

        光学接触角测量仪LSA200是德国LAUDA Scientific公司生产的高级专家型多功能接触 角测量仪器，测量准确可靠，可配备多种自动化组件和配件，可扩展性功能强，是一款综合 型的专业表界面测量分析系统。LSA200不仅可以准确可靠的完成接触角、滚动角、表面自由能和界面张力测量等常规测量任务，而且其灵活的配置可以完成单一纤维接触角测量、俯视法接触角测量、界面扩张流变测量、粘附力测量、滞留力测量和全自动临界胶束浓度测量(CMC)等特殊测量任务。LSA200光学接触角测量仪为材料科学、胶体与界面化学、以及液滴流体动力学等相关实验室提供了更加专业，更加高效的解决方案。

LSA200光学接触角测量仪的可选配件和扩展功能：

      Ø 6.5/8.6/12.9/45倍变焦高速视频系统

      Ø 全自动样品台

      Ø 全自动注射平台  

      Ø 全自动倾斜台  

      Ø 滞留力旋转台

      Ø 温度控制单元

      Ø 表面界面张力测量

      Ø 双液滴注射功能

      Ø 非接触式注射功能

      Ø 单一纤维接触角测量模块

      Ø 俯视法测量模块

      Ø Washburn法粉末润湿性的测量分析

      Ø 振荡滴扩张流变模块

      Ø 全自动临界胶束浓度测量模块(CMC)

LSA200光学接触角测量仪的技术参数：

1. 接触角

      测量范围：0~180°

      精度：±0.1°

      分辨率：0.01°

2. 表面/界面张力

      测量范围：0.01---2000mN/m

      分辨率: 0.01mN/m

3. 滞留力测量：

      离心力(max)：40g（对应加速度）

      转速范围：0---750 rpm

4. 视频图像系统：基础配置（可选更高配置）

      镜头：6.5 倍变焦光学镜头·

      分辨率：1280×1024 pixel

      相机速度：60 fps @1280×1024 pixel

      视野范围：1.5×1.3~12.9×10.3（mm×mm）

5. 视频调焦台

      调节方式：X轴方向精密导轨调节

      调焦范围：100mm(X轴）

6. 样品台

      调节方式：X/Y/Z三轴精密导轨调节

      移动行程：100/100/50mm（X/Y/Z轴）

      尺寸：100x100mm

      载重(max)：12Kg

7. 加液单元调节台

      调节方式：X/Y/Z三轴精密导轨调节

      移动行程：85/76/60 mm

8. 自动倾斜台

      角度范围：0---360°

      速度范围：0.05°--- 7°/s

9. 样品尺寸(max)：∞×310x76 mm（L×W×H）

10. 光源：高亮度高均匀 LED 冷光源，图像亮度可手动和软件调节

11. 电源 50/60Hz ；110/240V；90 W

12. 仪器尺寸(基座)及重量：620×200×536mm(L×W×H)；20 Kg 

近几年来，国内的接触角测量仪这个小的专业领域也跟其他很多行业一样，在一些企业的带动下，逐步进入了“ 低品质，低价格”竞争的怪圈中。这种恶意的价格竞争阻止了接触角测量仪的发展。要想走出这个怪圈。接触角测量仪的新功能开发才是未来的发展方向。

我们会分多次给大家介绍接触角测量仪的新功能：

1 俯视和侧视相结合同时测量接触角的功能，该功能突破了传统侧视测量的方法，把接触角的测量从”点“测量拓展到了“ 点+线” 的同时测量。

2 非接触式注射功能 该功能突破了传统注射单元只能控制注射速度的瓶颈。实现了电动注射单元的注射速度和加速度的双重控制。该功能为超疏水材料的测量提供了有利的帮助。

 3 双液滴同时注射同时计算的功能 该功能突破时传统的单一液滴注射的模式，实现了同体积不同液滴的同时注射，使“一键式”测量固体表面自由能变成了现实。

       近日，我公司工程师来到华为技术有限公司实验室为用户安装调试了一台德国LAUDA Scientific品牌LSA200型光学接触角测量仪。LSA200光学接触角测量仪为该实验室研究解决相关材料表面润湿性问题提供了重要手段。

       在和华为实验室的研发工程师们一起工作的日子里，我们看到了在巨大的困难面前，这些年轻人依然保持着旺盛的斗志，创新的勇气；他们为此努力工作，付出辛勤的劳动；在企业求生存谋发展的过程中他们不断地实现着自身的价值。

       大国竞争科技为先。我们感觉到我们和华为已经不再单纯是供应商和客户之间的商业关系，我们会尽努力为他们提供技术支持，在中华民族复兴的道路上我们是同志，是战友！

近几年来，国内的接触角测量仪这个小的专业领域也跟其他很多行业一样，在一些企业的带动下，逐步进入了“ 低品质，低价格”竞争的怪圈中。这种恶意的价格竞争阻止了接触角测量仪的发展。要想走出这个怪圈。接触角测量仪的新功能开发才是未来的发展方向。

我们会分多次给大家介绍接触角测量仪的新功能：

1 俯视和侧视相结合同时测量接触角的功能 该功能突破了传统侧视测量的方法，把接触角的测量从”点“测量拓展到了“点+线” 的同时测量。

2 非接触式注射功能 该功能突破了传统注射单元只能控制注射速度的瓶颈。实现了电动注射单元的注射速度和加速度的双重控制。该功能为超疏水材料的测量提供了有利的帮助。

3 双液滴同时注射同时计算的功能 该功能突破时传统的单一液滴注射的模式，实现了同体积不同液滴的同时注射，使“一键式”测量固体表面自由能变成了现实。

(未完待续）

       在材料表面上附着的液滴会呈现出一定形状，这个形状取决于固体-液体-气体界面之间的张力平衡。1805年Young首先提出了一个方程描述这个平衡态，从此接触角测量就成为评价液体对固体表面润湿的经典方法。

       20世界末期随着电脑计算速度和高分辨率相机性能的不断提高，光学接触角测量仪器完成了自动化和商品化。从此测量接触角成为操作方便结果可靠的实验手段。但是有不少用户对于接触角测量的方法仍存在误解，认为接触角测量仪不过是自动化的数码量角器而已。

实际上接触角值是通过测量液滴轮廓在三相接触点处的一阶导数即切线的斜率而得到的，而三相接触点附近的液滴轮廓会受到各种光线的干扰，或者由于材料不够平整遮掩住三相接触点附近的轮廓。所以光学法接触角测量并不是对数码照片上的某个夹角直接测量而得到的，而是使用不同的数学模型拟合液滴轮廓，再通过计算得到的。 

       最简单的模型就是球模型。球模型是把液滴的形状假定为球体的一部分，那么其截面形状就是圆形的一部分。在此圆形的三相接触点处求解一阶导数即可计算出接触角数值。球模型的缺陷在于没有考虑重力对液滴形状的影响。严格来讲在固体表面上任何液滴在重力作用下形状都会偏离球形，体积越大偏离越多，密度越大偏离越多，接触角数值越大偏离越多。通常情况下如果液滴体积小于3微升，接触角值小于30°，才可以考虑使用球模型计算。目前常见的Circle法，Width/Height法，θ/2法都是基于球模型的计算方法。

       二次曲线模型是考虑到在重力作用下液滴会被压扁，所以采用了包括圆方程、椭圆方程在内的广义的二次曲线模型来拟合液滴ZX截面的轮廓。此方法通用性较广，测量的理想范围从10°左右到130°左右，测量精度较高。

       Laplace-Young模型是把重力和密度对液滴形状的影响定量计算在内的精确算法。为了求解此方程需要引入ZX轴对称的假设。如果液滴是ZX轴对称的，Laplace-Young模型是此时的最准确算法。如果液滴的接触角在100°以上，那么它会比较符合轴对称的前提。接触角越大则轴对称性越好，计算得到的接触角数值越准确。当接触角大于150°时，Laplace-Young模型甚至是WY正确的算法。通常接触角大于60°时就可以考虑选择此算法，接触角值大于120°时，测量的准确性会相当理想。

普源示波器MSO2000A 是针对嵌入式设计和测试领域而推出的混合信号数字示波器，允许用户同时测量模拟和数字信号。普源MSO2000A/DS2000A 系列是基于 RIGOL duchuang UltraVision 技术的多功能、高性能数字示波器，满足了广泛的主流应用市场的设计、调试和测试的需求。

一、 普源示波器MSO2000A/DS2000A 系列主要特色：

1、 duchuang的Ultra Vision技术

a.模拟通道实时采样率2 GSa/s，标配14 Mpts存储深度，高56 Mpts（选配）；

b.数字通道实时采样率1 GSa/s，14 Mpts存储深度（MSO同级别业内深）；

c. 52,000 wfms/s（点显示）的波形捕获率 ；

d.硬件实时的波形录制、回放、分析功能，可录制多达65000帧，支持数字通道录制及回放 ；

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2、优异的性能

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3、丰富的功能

a.丰富的触发功能

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e.精细的延迟扫描功能

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h.波形数学运算功能

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4、人性化的设计

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主机保修3年，不包括探头和附件。

安泰测试作为普源授权dai理商，为客户提供普源示波器、频谱分析仪、信号发生器、电源等电测仪器的选型、样机演示、销售、维修和培训等一站式服务，如有需要，欢迎咨询安泰测试网。

接触角测量仪开发出的新功能才有助于接触角的升级换代，才有助于接触角测量仪未来市场的发展和提升，我们继续向大家介绍接触角的ZX功能—滞留力测量。

在传统的接触角测量仪上增加了滞留力专用旋转台和视频同步触发系统，使实时动态滞留力的测量变成了现实。

固体材料固定在滞留力专用旋转台之上，在快速旋转状态下置于材料表面上的液滴，受离心力驱动产生横向水平滑动的趋势，迫使液滴形状发生变化。当离心驱动力达到ZD滞留力数值的时候，液滴沿材料表面发生横向水平滑动。在这一动态过程中，仪器利用视频同步触发技术准确的抓拍到液滴形状和位置变化的一系列照片并记录相对应的旋转速度，通过软件自动处理得到滞留力数据以及前进接触角和后退接触角的变化曲线和ZD值。滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。

利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滑动过程中滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系。

滞留力测量--动态测量与力测量的完 美结合更能准确表达润湿过程的实际应用，例如：农药在叶面的润湿与滞留； 飞机表面除冰，水下相互作用力测量等等。

专用旋转台的引入和视频触发系统的改进，整体提升了接触角测量仪的品质，将其带入到了第二代接触角测量仪的新时代。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪是基于视频光学图像分析测量原理的接触角、表面张力/表面能、润湿性和其它相关表面属性的分析测量仪器，从液体在固体表面的接触角、润湿性的测量，到固体表面自由能的计算分析，再到液体表面/界面张力的准确测定，它具有多样化的测量性能，详细介绍如下：

Ø 接触角自动测量

      软件具有成像清晰度判别功能，测量接触角时能够自动寻找基线、自动拟合轮廓。支持捕获气泡法测量模式。

Ø 动态接触角的测量

      可以选用插针法或倾斜台法测量前进角和后退角，使用专用的Truedrop算法能够更加准确的测量不对称液滴的接触角。

Ø 滞留力和动态接触角同步测量

      滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系，应用于润湿特征分析和液滴流体动力学研究。

Ø 全自动倾斜台测量滚动角

      全自动倾斜台和视频系统由软件控制，自动记录倾斜过程中液滴的形状变化，倾斜角度和位置移动，自动测量滚动角、前进角和后退角等相关参数。

Ø 非接触式注射功能

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪具有非接触式注射功能，这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，解决了向超疏水材料表面转移液滴的问题。

Ø 单一纤维的接触角测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪可以在同一台仪器上完成普通平面材料和单一纤维材料的润湿接触角测量。

Ø 两种方法计算粉末或多孔材料的接触角并分析润湿性

      I: Washburn法分析亲水粉末的润湿性并计算接触角；

      II: 高速视频系统完成粉末或多孔材料对液体吸收过程的连续录像，并自动计算全过程的接触角数值。

Ø 俯视法接触角测量

      俯视法接触角测量解决了凹表面接触角和超亲表面极小接触角测量的难题，并在各向异性材料接触角测量和多角度润湿动态行为观察方面具有明显优势。俯视法和传统侧视法联用可以同时对同一液滴进行接触角测量。

Ø 表面能的计算和粘附功的分析

      固体表面自由能测量软件包括了多种表面自由能数值及其组成计算方法，粘附功分析软件可以进一步分析粘附功。

Ø 双液滴接触角测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪具备两种液体同时注射，一键式测量接触角的功能，这明显提高了进行大量固体材料表面能测量实验的工作效率

Ø 表面张力的测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪使用悬滴法对液体的表面张力或界面张力进行测量。

Ø 振荡滴方式测量界面扩张流变

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪既可以做液-液界面的振荡又可以做气-液界面的气泡振荡。振荡频率 0.0005---10Hz，振荡过程中自动进行液滴体积补偿，实时计算并跟踪模量测量结果，支持变频率振荡。

Ø 全自动临界胶束浓度(CMC)测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪配置两个连续注射单元时可使用表面张力法进行全自动临界胶束浓度的测量，测量过程在程序自动控制下进行，避免了吊片法测量时活性剂分子在铂金片上吸附时产生的影响，是测量临界胶束浓度的理想方法。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪多样化的测量功能，结合其杰出的性价比，为测量和分析各种液/流/固-界面体系提供了一款专业和通用的工具，使得其可以广泛应用于多个应用领域，为材料科学、胶体与界面化学及液滴流体动力学等相关实验室提供了更加专业，更加高效的解决方案。

       在材料表面上附着的液滴会呈现出一定形状，这个形状取决于固体-液体-气体界面之间的张力平衡。1805年Young首先提出了一个方程描述这个平衡态，从此接触角测量就成为评价液体对固体表面润湿的经典方法。

       20世界末期随着电脑计算速度和高分辨率相机性能的不断提高，光学接触角测量仪器完成了自动化和商品化。从此测量接触角成为操作方便结果可靠的实验手段。但是有不少用户对于接触角测量的方法仍存在误解，认为接触角测量仪不过是自动化的数码量角器而已。

       实际上接触角值是通过测量液滴轮廓在三相接触点处的一阶导数即切线的斜率而得到的，而三相接触点附近的液滴轮廓会受到各种光线的干扰，或者由于材料不够平整遮掩住三相接触点附近的轮廓。所以光学法接触角测量并不是对数码照片上的某个夹角直接测量而得到的，而是使用不同的数学模型拟合液滴轮廓，再通过计算得到的。 

       最简单的模型就是球模型。球模型是把液滴的形状假定为球体的一部分，那么其截面形状就是圆形的一部分。在此圆形的三相接触点处求解一阶导数即可计算出接触角数值。球模型的缺陷在于没有考虑重力对液滴形状的影响。严格来讲在固体表面上任何液滴在重力作用下形状都会偏离球形，体积越大偏离越多，密度越大偏离越多，接触角数值越大偏离越多。通常情况下如果液滴体积小于3微升，接触角值小于30°，才可以考虑使用球模型计算。目前常见的Circle法，Width/Height法，θ/2法都是基于球模型的计算方法。 

       二次曲线模型是考虑到在重力作用下液滴会被压扁，所以采用了包括圆方程、椭圆方程在内的广义的二次曲线模型来拟合液滴ZX截面的轮廓。此方法通用性较广，测量的理想范围从10°左右到130°左右，测量精度较高。

       Laplace-Young模型是把重力和密度对液滴形状的影响定量计算在内的精确算法。为了求解此方程需要引入ZX轴对称的假设。如果液滴是ZX轴对称的，Laplace-Young模型是此时的最准确算法。如果液滴的接触角在100°以上，那么它会比较符合轴对称的前提。接触角越大则轴对称性越好，计算得到的接触角数值越准确。当接触角大于150°时，Laplace-Young模型甚至是WY正确的算法。通常接触角大于60°时就可以考虑选择此算法，接触角值大于120°时，测量的准确性会相当理想。

       当将表面活性剂连续添加到溶液中时，溶液的某些物理性质，例如表面张力、电导率等，会随着溶液中表面活性剂浓度的增加而明显变化。这些变化是由于游离表面活性剂分子的增加导致的，游离表面活性剂分子以游离物质的形式存在于溶液中和/或吸附在表面/界面层。开始时，添加的表面活性剂分子优先吸附在表面/界面上，以减小表面/界面（以及整个系统）的自由能；随着浓度继续增加，表面活性剂分子的表面/界面覆盖率逐渐接近其饱和度。当表面活性剂浓度达到这个水平时，额外添加的表面活性剂分子开始在溶液中自发形成胶束，以降低系统的总能量。临界胶束浓度（CMC）是胶束开始形成、并且所有额外添加的表面活性剂都会形成胶束的，那一点的表面活性剂浓度。

       在到达CMC之前，表面张力受表面活性剂浓度的强烈影响。达到CMC之后，即便进一步增加表面活性剂的浓度，表面张力也相对稳定。CMC是用于测量和表征表面活性剂的重要参数，必须通过实验来确定。 其值还取决于温度、压力以及其他表面活性物质和电解质的存在。通常采用筛选程序来寻找到特定条件下的ZJ配方。

       在可用于测定CMC的方法中，最常用的是基于表面/界面张力（IFT）测量的方法。通常使用基于Du Noüy环法或Wilhelmy板法的力学张力仪，来测定IFT。然而，无论是Wilhelmy板法还是Du Noüy环法都不适合于测量含有表面活性剂的溶液。板法遇到的问题是表面活性剂分子会吸附在Wilhelmy板金属（通常是铂金）表面上，这会引起明显的测量误差，甚至可能会影响溶液中表面活性剂的浓度。环法原则上仅适用于单组分（即纯净）液体。当样品包含表面活性剂时，通常难以彻底清洁环，此外，也不可能获得与特定的动态或平衡状态相对应的表面张力值。

       与这些传统方法形成鲜明对比的是，LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析(PDA)法测量临界胶束浓度(CMC)，光学悬滴分析方法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活性剂的溶液的适用性，以及自动化程度方面，都显示出明显的优势。这是与测定CMC有关的一些功能：

1) 较高的JD和相对精密度：0.1%（JD）或0.01%（相对）；

2) 非常广泛的测量范围：从约10-3到几千mN/m；

3) WM的适用于测量表面和界面张力；

4) 涵盖了一个巨大的时间跨度：从界面形成后不久（约50毫秒）到几乎无限。所有与时间相关的（IFT）值都可以从单个液滴/界面获得； 

5) 形成的液体界面与固体载体表面之间的接触面积很小（可忽略），这大大减少了由于表面活性剂分子吸附到固体表面上而引起的问题；

6) 可进行全自动测量：全自动悬滴分析（faPDA）。

       Captive Bubble method是指把样品浸泡于待测液体相内，通过在液体相中产生气泡并把气泡俘获或捕捉住在样品（朝下的）表面来进行接触角或表面润湿性的测量和表征，所以被称为俘泡法或捕泡法。与通常的接触角测量法（在空气相中）相比，二者的差异在于（参见图-1）：

       • 普通接触角测量法：样品表面和测试液体在相互接触前都处于大气相中，二者之间通过空气相分离；当液滴转移到样品表面时，液滴相通过往外排挤原先与样品表面相接触的空气相而实现在样品表面的铺展，所以测量得到的接触角值比较接近前进接触角值 。

       • Captive Bubble测量法：样品表面和测试气体（如采用空气）在相互接触前都处于测试液体相中，二者之间通过液体相分离；当气泡转移到样品表面时，气体相通过往外排挤原先润湿样品表面的液体相而实现其在样品表面的铺展，所以测量得到的接触角值比较接近（液体的）后退接触角值。

       • 采用Captive Bubble法测量时，由于样品表面浸泡在测试液体中，而且时间往往比较长，使得液体有足够的时间去渗入样品表面，并与样品表面发生（物理、甚至化学性质的）相互作用，从而影响或改变样品表面的属性（包括表面形态）。这与采用普通接触角测量法时，液体只有有限的时间（从液滴接触样品表面起到测量结束）与表面发生接触和相互作用，是有较大区别的：渗入到样品表面的液体层将不太可能再被后来的气体相所排挤走。

       所以只有对于一些非常完 美的样品表面（此时接触角的滞后效应，contact angle hysteresis，几乎不存在），而且采用的液体又不会与表面发生任何相互作用时，才可能出现采用二个不同的测量方法获得基本一致的接触角测量值的情况。所以实际中的多数样品，采用普通接触角测量法和俘泡法获得的某一液体在固体表面的接触角值一般是有区别的，但存在（正比的）关联性。所以具体选择采用哪一种方法来考察样品表面的接触角值或润湿性，应更多地从样品的本质和具体应用环境出发来考虑；在不少情况下，二个不同的测量方法能够很好相互互补，使得同时运用二种方法能够对所考察的体系作出更全面的评价。