HE-CA200水滴角接觸角測量儀工作原理

水滴角接觸角測量儀是一種精密儀器，主要用于測量水滴在固體表面形成的接觸角，從而評估固體表面的潤濕性能。以下是對水滴角接觸角測量儀的詳細介紹：

一、工作原理

水滴角接觸角測量儀的工作原理基于光學成像技術。它通過高精度攝像頭捕捉水滴在固體表面形成的圖像，并利用圖像處理軟件自動計算接觸角的大小。接觸角即水滴與固體表面接觸邊緣的切線與固體表面水平線之間的夾角，是衡量液體對固體表面潤濕性的重要參數。

二、組成部分

水滴角接觸角測量儀主要由以下五大部分組成：

1. 視頻采集系統：用于捕捉水滴在固體表面的圖像。

2. 注射系統：用于精確控制水滴的生成和滴落。

3. 控制系統（光源系統）：用于調節光源和圖像采集的參數，確保圖像質量。

4. 三軸移動樣品臺：用于放置和移動待測樣品，以便進行不同位置的測量。

5. 分析軟件：用于圖像處理、接觸角計算和數據分析。

三、測量方法與技術要點

水滴角接觸角測量儀的測量方法多樣，常見的有靜態法、動態法及傾斜法等。這些方法各有特點，適用于不同的測試需求和材料類型。在測量過程中，需要注意以下技術要點：

1. 確保樣品表面的清潔和平整，以避免測量誤差。

2. 精確控制水滴的大小和滴落速度，以獲得準確的接觸角數據。

3. 選擇合適的測量模式和參數設置，以適應不同材料和測試要求。

四、特點與優勢

1. 高精度測量：采用先進的光學系統和圖像處理技術，能夠實現高精度的接觸角測量。

2. 快速測量：通常只需要幾秒鐘甚至更短的時間就可以完成一次測量，提高了測試效率。

3. 自動化操作：具備自動化操作的功能，包括水滴生成、圖像采集和數據處理等，減少了人工操作的繁瑣程度。

4. 多種測量模式：具備多種測量模式，如靜態接觸角、動態接觸角和滾動接觸角等，以適應不同材料和測試要求。

5. 大范圍測量：能夠測量廣泛的接觸角范圍，從接近0度到180度不等。

6. 數據分析與報告生成：具備數據分析和報告生成的功能，方便用戶進行結果的解讀和使用。

五、應用領域

水滴角接觸角測量儀在多個領域具有廣泛的應用，包括但不限于：

1. 材料科學：用于研究材料的表面特性和潤濕性能。

2. 化工：用于評估表面活性劑、涂料和油墨等的潤濕性和分散性。

3. 醫藥：用于藥物制劑的潤濕性和穩定性評估。

4. 電子：用于半導體材料和電子元件的表面處理效果分析。

5. 印刷：用于油墨與紙張、金屬等基材之間的附著力測試。

6. 環保：用于評估污染物對水體表面張力的影響。

此外，水滴角接觸角測量儀還可用于金屬焊接過程中焊劑對金屬的附著力檢測、粘貼劑與固體間的粘接程度研究、航天工業中空中雨霧對飛機基體的潤濕程度檢測等領域。

六、技術參數

設備型號：HE-CA200

接觸角測量：

1.分析算法：圓環法、橢圓法、Y-L法；

2.具有左接觸角、右接觸角和平均接觸角分開測試和比較功能；

3.具有凹面、凸面、弧面、超親水、超疏水等特殊表面分析功能；

4.具有不規則形、非軸對稱本征接觸角的分析功能；

5.具有自動分析接觸角變化過程的批處理測試功能。

6.測量范圍：0°～180°

7.測量精度：±0.1°

8.提供標定塊，可隨時對測量精度進行校準

9.測量分辨率：0.001°

表面/界面張力測量：

1)分析算法：手動法、自動法

2)測量范圍：0.01～2000mN/m

3)測量精度：±0.1%

4)測量分辨率：0.001mN/m

表面能估算：

A.估算模型：Fowkes、擴展Fowkes、Owens-Wendt、van OSS、  Wu調和平均法、狀態方程法；

B.可分別得到固體表面能、色散力、極性力、氫鍵力、范德華分量、路易斯酸分量、路易斯堿分量等；

C.液體數據庫：預置37種常用液體表面張力及其分量數據，數據可直接調入用于表面能估算；

D.液體庫數據可自行添加、刪除和修改。

潤濕性分析：通過液體的表面張力和對固體的接觸角可分析該固體的潤濕程度，包括粘附功、鋪展系數和粘附張力

數據管理：

1.通過試驗模板保存試驗信息、試驗數據和圖片

2.新建的試驗模板保存后可重復調入使用

3.可對試驗數據進行修改、刪除和調入再分析等

4.試驗數據可標注于圖片上，并隨圖片一起保存

5.試驗結果可導出至Word、Excel和PDF

圖像拍攝：單張拍攝、連續拍攝、視頻錄制和圖片回放，可選擇采用相機外觖發功能自動拍攝

光學成像系統：

1)相機：300萬像素、幀率36幀/秒

2)鏡頭：0.7～4.5×連續變倍、工作距離95mm

3)調焦范圍：±12.5mm；調焦精度：0.25mm

4)調焦時軟件自動檢測清晰度，消除人為誤差

5)水平和俯仰調整范圍：±2°

6)背光源：LED冷光源+遮光板，亮度無極調節

滴液系統：

1.滴液方式：軟件控制進樣器自動滴液和自動升降

2.最小滴液量：0.1μl/滴

3.滴液精度：±0.05μl

主機參數：

1、臺面尺寸：X100×Y120mm

2、移動行程：X86×Y100×Z50mm

3、移動方式：手動旋鈕控制三維移動定位

4、尺寸：約W680×D280×H560mm

5、重量：約35kg

6、電源：  AC220V 50HZ

目前，市場上存在多個品牌和型號的水滴角接觸角測量儀，價格根據儀器性能、配置和品牌等因素而有所不同。隨著科技的進步與應用的深入，水滴角接觸角測量儀正朝著更高精度、更快速度、更多功能的方向發展。未來，隨著圖像處理技術的不斷進步和自動化與智能化技術的應用，水滴角接觸角測量儀的測量精度和測量速度將得到進一步提升，同時其應用領域也將不斷拓展。

綜上所述，水滴角接觸角測量儀作為精密測量技術的重要代表之一，在推動科技進步與產業發展方面發揮著不可替代的作用。