玻璃盖板为什么要做水滴角，接触角测试

【简单介绍】

接触角测定仪用于测量液体对固体的浸润性，通过测量液体对固体的接触角，计算固体的表面自由能及液体的表面张力等指标，该仪器可广泛应用于石油、化工、医药、造纸、染料等领域，作科学研究及教学用，我厂生产的HARKE-SPCA-3接触角测定仪系列产品，自主研发，技术L先、质量保证、软件功能强大。可根据用户的不同需要提供不同型号的仪器产品。 

【详细说明】

HARKE-SPCA-3接触角测定仪系列的产品特点：

该仪器零部件采用先进的高科技工艺制造。经过WM的积木式组合，形成一台具有各项功能的接触角测定仪。可以完成工作台上下移动、工作台左右移动、工作台前后移动，整体伸缩。实现手动进样器的微量进样及上下、左右精密移动。仪器配有一个高精度连续变倍显微镜。该显微镜具有独特的变倍不变焦功能。同时仪器设计了一个工作台伸缩杆结构，可以适应不同用户材料厚度加大的场合。仪器框架可以根据式样的大小适量调节，扩大了仪器的使用范围。该仪器设计合理、美观大方、操作简单、灵活可靠。适用于各种场合测定接触角的用户。

HARKE-SPCA-3接触角测定仪系列的软件特点：

HARKE-SPCAX1接触角测定仪软件采用windows操作界面结构设计。美观新颖、操作简单大方。做到使用者一目了然，主要功能键全部安放在界面上方的工具栏内。操作者选取十分方便。不常用的功能放在工具栏内的处理栏的子菜单中，操作者可以根据实验要求提取使用。

主要技术指标及参数：

1.      接触角测量范围：0-180°

2.      接触角测量精度：±0.1°

3.      接触角测试方法：座滴法   虏泡法

4.      接触角分析方法：切线法   圆环法    基线圆环法

5.      接触角图像处理方式：手动处理    自动处理

6.      进样方式：手动进样 （1ml）

7.      进样精度：±0.1μl

8.      表面能测定方法：Zisman Plot  Fowkes法   Owens法

9.      测定液体黏附功、铺展系数

10.    0.75X-4.5X连续变倍显微镜

11.    数码CMOS摄像机

12.    录像/回播

13.    瞬间截图、按设定时间间隔截图

14.    录像任意电影单张导出

15.   手动旋转台旋转角度：0-80°

16.    工作台面尺寸：100mm×120mm

17.    工作台移动：上下50mm 左右70mm 前后40mm

18.    工作台固定板移动：前后150mm

19.    进样器移动：上下20mm 左右20mm 前后20mm

20.    显微镜移动：前后100mm

21.    试样尺寸：100mm（宽）80mm（厚）×～

22.    仪器外形尺寸：240mm（宽）×640mm（长）×630mm（高）

接触角的计算方法有很多，它们主要针对气—液—固体系的接触角测算，但其中有些方法只需略加修改即可适用于液—液—固体系的接触角测算：

· 量角法（Angle Measuring Mmethod）：又称切线法。借助于可移动和旋转的量角器测量气—液界面的切线与固—液界面的水平线所形成的夹角，即为接触角。

· 量高法（Height-Width Method）：又称θ/2 法或宽高法。科学家们认为当液滴体积小于6μl时，可忽略地球引力对其形状的影响，认为液滴呈标准圆的一部分。因此通过选点测量液滴在固体表面上的高度及与固体接触面的直径，即可计算出液滴在固体表面的接触角。

· 圆环法（Ring Method）：认为液滴在固体表面呈标准圆的一部分。因此通过选点生成虚拟的圆形轮廓，然后通过改变圆形轮廓的大小使其与液滴完全重合，再通过其圆心位置计算出左边或右边的接触角。

· 椭圆法（Ellipse Method）：认为液滴在固体表面因受重力和表面张力等因素的影响而呈椭圆的一部分。因此通过选点生成虚拟的椭圆形轮廓，然后通过改变椭圆形轮廓的大小使其与液滴完全重合，再通过其圆心位置计算出左边或右边的接触角。

· 拟合法（Fitting Method）：主要用于分析固体表面上不规则形状的液滴，如因接触角滞后现象产生的前进接触角和后退接触角等。通过选点生成虚拟的圆，力求使虚拟的圆与液滴的左边或右边的某一段相重合，然后通过虚拟圆的圆心位置计算出左边或右边的接触角。

· 杨-拉普拉斯方程（Young-Laplace Equation）：采用二值图像边缘特征检测方法，提取液滴图像轮廓边缘的亚像素点，利用变权重最小二乘法拟合出滴液的轮廓。然后通过杨-拉普拉斯微分方程迭代法计算出本征接触角。

   以上6种计算接触角的方法如果遇到液滴在凹面或凸面上，则需要将计算结果再加上凹面部分或减去凸面部分：

无论您是否ZZ选择美国科诺的接触角/润湿角仪，但是，我们推荐的内容可能会为您选购接触角仪有所帮助。以下的方法是通用性的，你可以按此标准来选购接触角仪。

一、接触角仪整体分类：

现有的接触角仪主要分为如下3类：

1、量角仪：本类仪器以ZX的镜头十字形量角为基础，发展到后来采用CCD＋软件的模型。

具体到接触角分析方法上，通常称为量角法或量高法，高宽比较法等。国外较便宜的，他们均会写明是量角仪。(具体请注意英文名称的差别)。

2、标准接触角仪：本类仪器通常选用CCD＋软件系统。从分析方法上，他们已经不再停留在量高量角这样的简单的接触角分析阶段，而采用简单的曲线分析的基础上。这类仪器现在国外采用得非常普遍。但是，会受到界面化学理论假设的影响。

3、高级接触角仪：本类仪器有光学系统中力图取得高清的影像，避免受到背景噪度的影响。在接触角分析方法上采用更为先进的分析技术，把液体的表面张力参与计算不利因素直接取消而实际分析接触角的大小。

当然，如上是按接触角光学系统和软件中接触角分析方法来区分接触角仪的。但是，我们认为这样的分类更有利于按仪器研发顺序来理性分析接触角仪的选购。

从时间上，1差不多为1953年左右，2差不多为1991年左右，3的时间为2006年。

二、光学成像系统与接触角仪选购

光学成像系统的好坏会直接影响到接触角软件分析。毕竟，计算机系统再先进，他与无法与人一样可以直接识别图像。因而，光学系统设计的先进性是所有的关键。

通常，我们采用放大一定倍率的镜头和CCD组成。而具体成像的效果只有看实际图片方可以清晰的了解到。但好的成像效果的标准可以为，图像背景清晰，不影响整体观察。前景有很好的成像，具体到实感，我们认为zui好具有金属感时是zui好。

三、接触角主机与接触角仪选购

接触角仪的主机主要体现在整体稳定性与操作简便性。这些会涉及到调焦的准确性，整体的稳定性，主机设计与软件设计的符合性等等。

但更为关键的是，主机的设计中还有一个更重要的因素，即可测试品的外形以及可测样品的体积(长、宽、高)。我们建议选购时一定要考虑到这个因素，否则有可以测试发现无法完成。

同时，您想完成的操作不同，主机的设计也会不同。这些必须与厂商的销售工程师确认。但如果对方工程师对一些主机设计的关键技术不了解，就说明他也不了解整体接触角仪的应用，而您可能确实需要考虑是否从他们那里采购仪器了。

四、接触角分析技术与接触角选购。

我们认为，是否得到与实际应用需要的数据才是硬道理。而事实上，最关键的东西也是长期以来一直被人们选购接触角仪时所忽视的东西。那就是接触角分析技术。

人们都在说接触角仪，但接触角分析技术到底有哪些从来没有人认真想过。所以，你一定要与供应商讨论接触角分析技术。看看是否符合你的需求。

接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线在液体一方与固-液交界线之间的夹角θ。这一角度的值标志着液体在固体表面的润湿性：当润湿性很好时，液体可以在固体表面完全铺展开，呈现0°的接触角值；当润湿性很差时，液体在固体表面完全无法铺展，只能聚集在一起而包成一团，呈现180°的接触角值；当润湿性界于很好与很差之间时，液体在固体表面可以有限度地铺展开来，形成介于 0°~ 180°之间的接触角。

测量液体在固体表面接触角一般有二种方法：天平称量法和光学法。

一、天平称量法是一种间接测量接触角的方法，是薄板法表面张力测量仪的副产物。这一方法只适用于几何形状规则的固体表面（如圆柱体和长方形薄板），而且测量的也只能是整个接触周边表面上的平均接触角值，不能只限于测量其中的一个面。

二、光学法是建立在直接观测液滴在固体表面的接触角的测量法，是一种直接测量法。它几乎不受固体表面几何形状和尺寸的限制，适用性广，测量模式众多，而且测量多可在与实际应用相同或相似的条件下进行。自从引入了相机和数字图像处理后，视频光学法不但大大提高了测量的自动化程度和速度，减少了人为主观因素的影响，而且使得测量的精度和准确性也获得大幅度提高。

相比较而言，应用广泛、测量直接与准确的接触角测量方法是光学接触角测量法。