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       接触角测量仪是指通过观测液体在固体表面形成的液滴，测量液滴的形状来确定液体在固体表面的接触角的测量设备。光学接触角测量仪主要由光源、注射单元、样品台、视频图像系统、专业测量分析软件五大部分组成：

-光源采用高亮度高均匀LED冷光源，图像亮度可手动和软件调节；

-注射单元可采用自动注射单元或微分头手动注射单元；

-样品台调节方式为X/Y/Z三轴精密导轨调节，移动行程为100/100/50 mm(X/Y/Z)，样品台尺寸100×100mm，载重(max)是12Kg；

-视频图像系统采用1.9倍变焦光学镜头，分辨率1280×960pixel，相机速度54fps@1280×960pixel，视野范围4.7×3.5~12×9.2(mm×mm)；视频系统可选配6.5/8.6/12.9/45倍变焦光学镜头和高速相机，适合于复杂功能的应用；

-专业测量软件，具有成像清晰度判别功能，选用程序模板操作时软件显示操作向导，可以完成一键测量。

除了上面提到的接触角测量仪的基础配置外，还可以选配如下附加功能及附件：

- 6.5/8.6/12.9/45倍变焦高速视频系统

- 表面界面张力测量模块

- 滞留力旋转台

- 非接触式注射功能

- 全自动倾斜台

- 双液滴注射功能

- 温度控制单元

- 单一纤维接触角测量模块

- 俯视法测量模块

- 振荡滴扩张流变模块

- 全自动临界胶束浓度(CMC)测量模块

- Washburn 法粉末接触角的测量模块

接触角测量仪广泛应用于各个行业领域，在手机制造、玻璃制造、表面处理、材料研究、化学化工、半导体制造、涂料油墨、电子电路、纺织纤维、YL生物等领域，接触角测量已经成为了一项评估表面性能的重要仪器。

（部分测试功能需要选购专门附件完成）

1. 液体在固体表面的铺展、渗透、吸收等润湿行为，座滴法测量静态接触角；

2. 材料在固体表面的前进角、后退角、接触角滞后、滚动角、动态接触角测量；

3. 吸收材料的连续实时研究及过程记录，接触角随时间变化曲线分析；

4. 各种特殊材料的接触角测量，如粉末、弯曲曲面、超疏水/超亲水样品；

5. 附着滴法测试材料浸没在液体中的接触角测试；

6. 悬滴法测量各种液体表界面张力及其极性、色散分量；

7. 计算固体表面自由能（Surface free energy），及其极性色散分量分析；

分析体在固体表面的粘附功（Adhersion），评估固体表面均匀性、清洁度等。

如上图、接触角测量仪主要由光源、注射单元、样品台、采集系统、分析软件五大部分组成，设备采用光学成像的原理。

光源采用密集LED冷光设计，发光均匀，图像清洗，寿命长；

注射单元采用高精度注射泵进液，由软件定量定速控制，滴液稳定，精度高达0.01微升；

样品台采用三维手动精调平台，操作灵活，定位准确，样品台可根据实际样品尺寸定制；

采集系统采用黑白进口CCD相机，拍摄稳定，图像清晰，真实可靠，镜头采用德国工业级进口配置，0.7-4.5倍放大可调，成像无畸形失真；

分析软件功能强大，具备一键式全自动拟合能力，具备国际的拟合方法，满足各种液滴形态的精确拟合;

       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、固体表面自由能和其它相关表面属性的分析测量仪器，可用于直接测量液/气/固 - 三相界面体系的接触角和液/液-界面的表面/界面张力，以及考擦液体在固体表面上的润湿、铺展、粘附、吸附、渗透/吸收等现象和过程，测量和评估固体表面经不同过程处理或清洗后取得的效果等。它可用来间接地测量固体表面的自由能以及极性、非极性等组分，并在此基础上分析、推测和预测液体在固体表面上的润湿、粘附特性等等。

       接触角测量仪广泛应用于界面化学、材料科学等专业实验室，以及石油、化工、日化、电子等工业企业的质量控制部门和政府部门所属的官方质检单位，为专业实验室提供了更专业、更多样化、更有效的解决方案。

       接触角测量仪的检测系统发展是经历了从目测量角器（Goniometer）到视频影像系统（ video base）的转变。上世纪的接触角测量仪是以目测量角器为主流的，随着计算机的发展，以视频系统为检测器的接触角测量仪也迅猛发展起来。20年来，接触角测量仪的视频系统也经历了从模拟相机到数字相机的转变过程，目前市场的主流是USB数字工业相机，由于个别厂家的误导，使客户往往陷入到“ 盲目追求ZD视频速度和ZD分辨率”的误区。 在此，我们将数字相机的选择介绍给大家： 

       数字相机按照接口标准不同，可以分为1394相机、USB相机、CameraLink相机以及Gige相机四种。其中CameraLink接口相机能够解决大数据量传送问题；Gige接口相机能够解决长距离、快速传输问题；而1394相机和USB接口相机具有简单易用、性价比高等特点；

       数字相机最基础功能就是将光信号转变成为有序的电信 号。选择合适的相机也是接触角测量仪视频系统设计中的重要环节，工业相机不仅是直接决定所采集到的 图像分辨率、图像质量等。

好的工业相机应具有高精度、高清晰度、低噪声等特点，而且通过计算机可以编程 控制曝光时间、亮度、增益等参数，另外图像窗口无级缩放，带有外触发输入等功能。 

衡量工业相机主要参数：

1. 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于工业数字相机一般是直接 与光电传感器的像元数对应的，

2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于工业数字数字相机一般还会有10Bit、12Bit等。

3. ZD帧率（Frame Rate）：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机机为每秒采集的行数（Hz）。

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于工业线阵相机都是逐行曝光的方式，可以 选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间； 面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，工业数字相机一般都提供外触发采图的功 能。快门速度一般可到10微秒，高速相机还可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。目前工业数 字相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。

6. 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是 350nm－1000nm，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去

       通常高清图像采集，想要达到预期的高清效果，只有高清工业相机是不够的，高清工业镜头也是整个系统所不能缺少的。我们还应注意一个要素—传感器的尺寸（或者说是像素大小）。对于同样像素的传感器，传感器的大小决定了其单个像素的大小，也就决定了成像的清晰程度。

举例来说，市面上我们常见的500万像素工业相机大多对应2/3"（1"）传感器，2/3"传感器对应成像规格为8.8mm×6.6mm，粗略估计单个像素点的大小大概为3.4μm×3.4μm；而常见300万像素产品大多只有1/3"（1/2"）大小，1/3"传感器对应成像规格为4.8mm×3.6mm，同样可算得单个像素点的大小大概是2.4μm×2.4μm。由此，300万像素传感器与500万像素传感器相比，总像素虽然相差了近一倍，但是由于传感器面积小了一倍，单个像素小了1μm，而也这正是影响整个画面清晰度的重要因素。

       由此得出，图像的清晰度不只是看总像素，也不是单看工业摄像机或者传感器，而是要结合传感器尺寸看单个像素的大小，再选择匹配的工业镜头。用户在选配设备的时候既要理性看待"超高像素和速度"之说。

       接触角测量仪开发出的新功能有助于接触角测量仪的升级换代，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测量仪的ZX功能—滞留力测量。

      在传统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WM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。

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）

利用接触角测量仪对一个样品进行接触角测量，可以（不充分地、粗略地）划分为以下步骤：

1. 样品准备/制备：包括获取样品，必要时对样品进行切割和/或预处理，使其能够为仪器所容纳和符合仪器对可测量样品的要求；

2. 获取所需要的测试液体：包括采购/制备，纯化，和取出用于测量的份量（portion）；

3. 把上面准确好的测试液体灌装到仪器的液体分配系统；必要时，对整个加液系统（包括管路、连接处和加液针管）进行清洗和除气；

4. 将上面准备好的样品放置到仪器的测量平台，并调节好（三维）位置，必要时，包括设定/确定起始测量位置；

5. 根据设定的测量任务，对样品进行测量：这可以是单一位置/多个位置，采用单种液体/多种液体，静态/动态，前进接触角/后退接触角/接触角滞后，液滴起始滑动角等复杂程度差异很大的、不同的测量任务；

6. 测量完成后，对测量结果进行要求的计算、分析，给出结果，必要时根据结果和要求，发出警告信息（如测量结果不符合预先设定的要求范围）；

7. 下载样品，为下一个测量作准备。

随着智能手机、汽车和人脸识别系统的普及，镜头产品适用的领域不同，种类也越来越多，并且性能指标越来越高， 尺寸也越来越小。

而一颗镜头是由多组凹凸镜片和滤光片组成，对于产品的性能质控，不仅需要精 准测试整体镜头，单独的镜片工艺也需要把控。

本次实验主要测试镜头组件（镜片）的透过率。

UH4150 紫外-可见近红外分光光度计

分析镜片可见-近红外波段的透过率

测量镜片的透过率

• 测量条件

测量结果

紫外可见近红外分光光度计、UH4150、微小样品透射率测定附件、透射率、微小透镜、 UV Vis NIR Spectrophotometer, UH4150， Transmittance Measurement Accessory for Micro Samples, Transmittance, small lens

       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。液体在固体材料表面上的接触角, 是衡量该液体在固体材料表面的润湿性能 的重要参数。

       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能，可以测量 各种液体对各种材料的接触角，从而了解液体在固体表面的特性，如润湿性、粘附性等等， 更好地研究固体材料表面特性，提高研究工作的科学性和可靠性。

       接触角测量仪主要由光源、注射系统、样品台、视频系统、数据处理系统等部分组成。 注射系统为自动注射单元或微分头手动注射单元，缓慢加液在针管的端口形成指定体积的液 滴，接着把针管端口的液滴转移到待测样品表面，完成液滴转移，然后通过测量液滴的形状， 尤其是其与固体表面相接触处的液面形状，来确定液体在固体表面的接触角θ。

多样化的测量功能： 

— 测量静态接触角 

— 测量动态接触角（前进角、后退角） 

— 同步测量垂直粘附力、水平滞留力和动态接触角 

— 配备 360°全自动倾斜台测量滚动角、前进角和后退角等 

— 非接触式注射功能 

— 配备高放大倍数的光学镜头测量单一纤维的接触角 

— washburn 法分析亲水粉末的润湿性并计算接触角 

— 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 

— 俯视法和侧视法联用同时对同一液滴进行接触角测量 

— 固体表面自由能和粘附功的计算分析 

— 一键式双液滴接触角测量功能东方德菲知识分享 

— 悬滴法测量液体的表面张力或界面张力 

— 振荡滴方式测量界面扩张流变 

— 悬滴法全自动临界胶束浓度测量 

— 毛细管跟踪法测量超浸润表面

特点和优势： 

— 功能齐全：软件包含所有的测量功能。 

— 采用模块化设计，可配备多种自动测量配件和功能强大的扩展模块，使所有的应用 均可用一台仪器来完成，仪器可根据您的需要进行定制。 

— 自动化程度高，测量结果准确、可靠 

— 主要面向：产品研发、科学研究、质量检测/控制 

— 先进性：提供许多当前其它仪器根本不具备的功能和性能 

— 软件采用一键式测量模板，多复杂的测量任务往往可通过单次点击来实现 

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日常维护保养： 

1、使用时应调整好水平，放在水平的台面，其对于使用环境要求放在清洁干燥的室内，避 免光学零件表面污损，金属零件生锈，尘埃杂物落入运动导轨，影响仪器性能 

2、使用完毕，工作面应随时擦拭干净，再罩上防尘套，防止灰尘飘落镜头或其他仪器部位 影响效果 

3、定期检查设备自动旋转平台情况、样品台情况以及各部件磨损情况，测量并调整各部件 配合间隙、各部位螺栓紧固情况等

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

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。该仪器能测量各种液体对各种材料的接触角。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。

接触角：contact angle，指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气－液界面和固－液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。

CCD摄像机:是Charge Coupled Device(电荷耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。

Kruss：德国kruss克吕士自从KRÜSS开始将知识和工程技能投入到仪器的开发中，表面科学的重要性大大增加。我,产品有接触角测量仪,表面张力仪,泡沫分析仪

水滴角测试仪：水滴角的定义为在固、液、气三相交界面处，气-液相界面与固-液相界面之间的夹角，水滴角是显示固体表面湿度的尺度，利用大部分固着物液滴进行测定，低接触角表示湿度高（亲水性）表面易粘贴。

表面能：表面能是恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。表面能的另一种定义是，表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。

Kruss接触角测量仪在上海尔迪仪器科技有限公司有售，有需要可联系我司。

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