接觸角測量儀的工作原理一探究竟

　　接觸角測量儀是一種基于圖像處理技術的表面測量儀器，主要由高速攝像機、光源、鏡頭、圖像處理系統、液滴落點控制系統、計算機等組成。其工作原理基于“珠小孔大”的原理，即利用高速攝像機捕捉到液滴在表面上留下的影像，通過對影像處理后提取出液滴的邊界，再利用圖像分析算法計算出液滴與底板表面的接觸角。
 

　　液滴和底板表面之間的接觸角是測量液體和固體之間表面張力的基礎指標之一，也是液體在表面上的浸潤性能的重要評價指標。接觸角測量儀的測量原理基于靜態接觸角，即當液滴在底板表面上靜止時，液滴與表面之間的接觸角。
 

　　測量時，先將液滴滴到待測樣品表面上，然后通過高速攝像機捕捉到液滴的形態，利用圖像處理技術去除背景干擾，得到清晰的液滴圖像。接著，利用計算機對圖像進行處理，提取液滴的邊界，并根據Young-Laplace方程計算出接觸角。
 

 

　　接觸角測量儀廣泛應用于各個領域，包括生物醫學領域、材料科學、能源化學和涂料工程等。它的優點在于非接觸式測量、測量速度快、測量結果可重復性好、可測量不同液體與不同表面之間的接觸角以及測量精度高。然而，它的不足之處包括成本較高、對于某些復雜表面的潤濕性測量具有局限性以及對基質表面的幾何形狀要求較高。