接触角测定仪
关键词：接触角测定仪、表面张力、重力平衡、接触角、
悬滴法、座滴法（静滴法）、转落法、插入法

描述：接触角测定仪是一种用于测量液体在固体表面接触角的精密仪器，即液体对固体的浸润性，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小，其测量结果对于分析材料表面性质至关重要。

气体设备  13812683169

接触角测量仪，主要用于测量液体对固体的接触角，即液体对固体的浸润性，其测量结果对于分析材料表面性质至关重要。该仪器能测量各种液体对各种材料的接触角。当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。该仪器对石油、印染、医药、喷涂、选矿等行业的科研生产有非常重要的作用。
一、工作原理
当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。
1.1座滴法（静态接触角测量）
方法：将液滴精确沉积于固体表面，通过高分辨率光学系统捕捉液滴轮廓。
分析原理：利用Young-Laplace方程拟合液滴形状，考虑表面张力和重力平衡，计算接触角。适用于静态条件（如水在玻璃上的接触角）。
1.2动态测量法
倾斜台法：倾斜样品台直至液滴开始滚动，测量前进角（θₐ）和后退角（θᵣ），分析接触角滞后现象，评估表面粗糙度或化学异质性。
体积变化法：通过增减液滴体积观察接触角变化，研究动态润湿行为。
1.3悬滴法（主要用于表面张力测量）
应用修正：悬滴法通常用于测定液体表面张力或界面张力，而非直接测量接触角。若需关联接触角，需结合其他参数计算。
二、核心组件与技术细节
2.1样品台
高精度三维移动控制，适应不同尺寸样品；可集成加热/冷却模块（如研究熔融金属的润湿性）。
2.2液体分配系统
微量注射泵（精度达0.1μL），避免液滴冲击影响测量。
2.3光学系统
配备高分辨率CCD相机（如500万像素）、LED背光或光纤光源，搭配长焦镜头减少畸变。
2.4软件分析
算法包括切线法（手动拟合）、圆拟合法（部分液滴）及Young-Laplace拟合（全轮廓分析，精度最高）。
2.5环境控制
温湿度传感器（如20-80℃控温，±1%RH精度），适用于疏水材料或生物样品研究。
三、应用领域扩展
3.1材料科学
案例：石墨烯涂层接触角测量（＞150°）验证超疏水性。
3.2生物医学
研究：蛋白质吸附对医用导管表面润湿性的影响（接触角减小表明亲水性增加）。
3.3工业质检
示例：手机屏幕疏油涂层检测（接触角需＞110°以防指纹）。
3.4环境科学
应用：石油在海水中的扩散模拟，通过接触角预测油膜形成倾向。
四、选型指南与误区
4.1关键参数
精度：±0.1°（研究级） vs ±1°（工业级）。
速度：高速摄像（1000fps）用于瞬间润湿过程捕捉。
多功能性：可搭配石英晶体微天平（QCM）同步分析吸附质量。
4.2常见误区
误区：悬滴法测接触角。纠正：悬滴法主测表面张力，接触角需结合座滴法数据。
动态vs静态：若需分析涂层耐久性，应选配动态测量模块。
五、发展趋势
智能化：AI图像识别自动排除气泡或杂质干扰。
联用技术：与AFM联用，关联表面形貌与润湿性。
微流控集成：用于微滴（nL级）接触角分析，推动芯片实验室发展。
六、接触角测定仪目录
1产品特点
2原理概述
3接触角系统组成
▪硬件组成
▪软件组成
4技术指标
产品特点
1 标准CCD摄像机+先进的摄像系统
2 视频放大倍数：20～200倍
3 放大方式：连续变焦
4 视场范围：最大可到12X8（mm）图像分辨率： 768X576X24位
5 背光源 世界领先的可调亮度冷光LED光源，图像边缘分辨更清晰。
6 采用屏蔽技术 实时和测量可在同一界面下相互转换。即在实时的视窗下冻结图像，并直接可以测量，无须转换界 面，既方便又增加了实时性。

7 采用快照技术 先将图像按时间顺序储存起来，再利用缩略图进行浏览，选出最佳图像进行测量，采样速度最高可达到25幅/秒。
8 液滴体积 通过微量进样器可以得到液滴的体积。
七、接触角测定仪原理
当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在。
八、接触角系统组成
8.1硬件组成
接触角测量仪主机一台
与接触角测量仪相配的计算机一台
与接触角测量仪相配的打印机一台
8.2软件组成
运行环境WinXP系统
产品随机配送的光盘中，一般包括以下内容：
图像卡驱动程序；
接触角测定仪应用程序；
接触角测定仪操作指南。
8.3技术指标
1. 测试分辨率：0.01°
2. 测试精度： 0.1°
3、光学系统：
（1）成像：标准CCD摄像机和连续变倍显微镜镜头；
（2）光源：可调亮度单色冷光LED背光光源，图像中液滴边缘分辨更清晰；
（3）指标：最快拍摄25帧/秒，显微镜放大率0.7-4.5倍连续变倍，成像分辨率55piexl/mm~315piexl/mm，水平分辨率750线。
4、测试方式：悬滴法、座滴法（静滴法）、转落法、插入法
5、接触角分析方法：θ/2法、自动分析法
6、拍摄图像方法：单张拍摄、连续间隔拍摄（慢存）、连续拍摄（快存）
7、接触角测试范围：0<θ<180° 图象分辨率最高： 768×576×24位；