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如何的标定视频光学接触角测量仪及光学法界面张力仪

点击次数:127270    发布时间:2022-09-26 00:00:00

视频光学接触角测量仪由于采用了显微镜头,因而其分辨率均已经达到了微米级(um)。而且,的视频光学接触角测量仪由于采用了Young-Laplace方程拟合技术,因而可以用来测试液/气或液/液表面张力或界面张力值。因而如何有效的标定或校准视频光学接触角测量仪成为了选购或判断该仪器精度的关键。

1、视频光学接触角测量仪的光学结构特性要求对接触角测试提供一个更为的校准和标定工具。

由于视频光学接触角测量仪的结构除在顶视法外,均为侧视法,即背景光在被测物的一侧,另一侧为镜头与相机。(顶视法接触角测试系统采用的软件算法为ADSA-D,Young-Laplace方程拟合技术,具体参考A.W.Neumann相关文献)。因而,从光学原理来讲,此时的摄像技术为背光拍照,因而也可称为轮廓成像技术。目前,较为流行的光学成像系统除了美国科诺采用了的石英玻璃柔光板外,其他均是普通的如有机玻璃柔光技术,光的均匀度一般。在镜头上均是采用Navitar公司工业连续变倍显微镜而非的轮廓镜头。事实上,从光学成像的精度而言,美国科诺提供了基于平行光光路设计的C60系列是视频光学接触角测量仪的者。因为,视频光学接触角测量仪采用了世界的平行光背景光源以及平行光镜头,在摄像机上采用了世界的USB3.0彩色高速摄像机(160-3300帧/秒)。而平行光路的设计加上精密的背景光、相机、样品台三位一体的水平调整功能,可以大大提升接触角及光学法表面张力和界面张力测值的精度。从这个意义上来讲,C60系列是一个已经研制成功的、的视频光学接触角测量仪。

2、目前市售标定板或分划板或针头标定法满足接触角测试的高、高精度的要求。

目前市场上销售的标定板均是采用分划板的方式或在玻璃上光刻不同角度接触角值的标定板。此类标定板均是2D平面模式。而事实上,像接触角测试这样的特殊光路,如果是平面2D标定板会出现样品摆放倾斜度(前后、左右等多维)影响,而导致标定失败,精度一般。在测试表面张力或界面张力值时,美国科诺原有技术则以采用千分尺去测量针头的直径来作标定。虽然解决了一个维度里的精度,但无法解决针头倾斜所带来的精度误差。

根据如上问题,虽然有美国科诺C60系列平行光光路设计的的高精密视频光学接触角测量仪,但是,一个满足3D条件下轮廓标定的标定物是我们提升测值精度的关键。

1、美国科诺可为用户提供为的技术的3D模型接触角校准工具。

2015年5月,美国科诺授权上海梭伦信息科技有限公司在中国申请了,号ZL201520285636.5,名称《一种用于视频光学接触角测量仪的校准工具》中,提出了一种目前为科学的接触角标定方法及工具。采用平面切割陶瓷或钢球的方法来标定接触角值。具体实施方法为,(1)先通过微分测量尺计算一个球冠的接触角值。通过升高球露出平面,并使用该校准工具上的千分测量尺测出高度,再采用简单的几何公式计算出该已经直径值的球露出高度的接触角值。(2)再通过接触角测试软件,测量该球冠的接触角值。(3)对比两个球的接触角值误差值,判断得出该接触角仪的精度。采用陶瓷球的精度为0.13um,采用不锈钢球的精度为1um。

2、美国科诺可为用户提供为的标定工具套件。

特别在校准界面张力测量值时,我们采用了红宝石球及红宝石圆柱,精度均可达0.13um。

(1)红宝石球柱精度0.13um,柱直径1,1.5, 2, 三种规格,25℃时膨胀系数为4.5*10-6/℃。同时可提供精度为0.01mm的钨钢标定柱。红宝石球柱的形状如下:

接触角测量仪标定红宝石球柱

(2)红宝石球柱精度0.13um,球直径1,2,3,4,5五种规格,25℃时膨胀系数为4.5*10-6/℃。红宝石球与柱形的安装孔直径为0.5mm。柱形上侧即可一个球冠。该球冠因而也可作为接触角值校准工具。红宝石球标定工具形状如下:

接触角测量仪标定球

 接触角测量仪标定球及水平调整台.

接触角测量仪标定方法

接触角测量仪校准方法

 

采用红宝石球后,接触角校准值主流仪器厂商的值如下所示:

其他厂商在本文章均隐藏公司名称,如需要视频可向我公司工程师索取。

接触角标定球校准结果

美国科诺为您、精度测试接触角及界面张力、表面张力添“色”。

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