接觸角測(cè)定儀影像分析的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

接觸角的測(cè)值通常采用稱重法接觸角測(cè)試和影像分析法接觸角測(cè)值兩種。這兩種接觸角測(cè)試的方法中，又以影像分析法接觸角儀因其受非人為因素影響少，操作方便，測(cè)值精度相對(duì)較高，而得到應(yīng)用。

接觸角測(cè)量?jī)x由自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、視頻采集卡、CCD攝像頭、變焦鏡頭、自動(dòng)電控溫系統(tǒng)、、自動(dòng)進(jìn)樣、自動(dòng)影像分析系統(tǒng)、全電動(dòng)三維平臺(tái)組合而成，它的測(cè)試方法有很多種，影像分析法便是其他之一。

影像分析法工作原理

影像法接觸角測(cè)量?jī)x一般由樣品平臺(tái)、進(jìn)樣系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、影像分析系統(tǒng)組成。進(jìn)樣系統(tǒng)將液滴滴于工作臺(tái)面，在光源下通過圖像采集系統(tǒng)采集液滴圖形，后由影像分析軟件計(jì)算液滴與工作面構(gòu)成的接觸角大小。

影像分析法接觸角技術(shù)，從鏡頭與物體間的視角來分，分為側(cè)視和向下俯視兩種。其中，側(cè)視技術(shù)從結(jié)果來看，表現(xiàn)為，液滴相接觸角圖像在二維圖像表征為一個(gè)圓冠或其他如動(dòng)態(tài)接觸角時(shí)的側(cè)視圖。俯視法影像分析技術(shù)，在結(jié)果上表現(xiàn)為，液滴成像為一個(gè)圓形，在計(jì)算時(shí)，以液滴量固定情況下這個(gè)圓的直徑變化為依據(jù)。但事實(shí)上，后者在真實(shí)情況下，通常不為一個(gè)規(guī)則的圓，而是一個(gè)不規(guī)則的圖形，圖像的擬合技術(shù)在計(jì)算接觸角值是關(guān)鍵。

影像分析法是通過滴出一滴滿足要求體積的液體于固體表面，通過影像分析技術(shù)，丈量或計(jì)算出液體與固體表面的接觸角值的簡(jiǎn)易方法。作為影像分析法的儀器，其基本組成部分不過乎光源、樣品臺(tái)、鏡頭、圖像采集系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)。簡(jiǎn)單的一個(gè)影像分析法可以不含圖像采購(gòu)系統(tǒng)，而通過鏡頭里的十字形校正線往直接相切于鏡頭里觀察到的接觸角得到。

影像分析法工作原理.

作為動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用，如我們測(cè)試前進(jìn)角θA和后退角θR時(shí)，我們可以通過控制進(jìn)樣量來實(shí)現(xiàn)，如我們想測(cè)前進(jìn)角θA，我們就可以增加液體量；如我們想測(cè)后退角θR時(shí)，我們可以減少液體量。當(dāng)然，我們也可以讓樣品臺(tái)傾斜，直接測(cè)得傾斜角，而此時(shí)，我們必須使用高速相機(jī)進(jìn)行圖像采集。

標(biāo)準(zhǔn)的影像分析系統(tǒng)會(huì)采用CCD攝像和圖像采集系統(tǒng)，同時(shí)，通過軟件分析接觸角值。

影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x的特點(diǎn)

影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x可使用環(huán)境遠(yuǎn)高于力丈量法，我們可以輕易測(cè)得各種外形品的接觸角值。而力丈量法接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)于材質(zhì)的均勻度以及平整性均有較高的要求。我們更可以用于測(cè)試高溫條件下的樣品的表面張力值，如融化后的聚合物。這就是影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)，不過影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x的缺點(diǎn)也很明顯。

接觸角測(cè)量?jī)x影像分析法優(yōu)缺點(diǎn).

影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x的缺點(diǎn)

1、影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x在前進(jìn)后退角測(cè)試過程中，樣品進(jìn)樣過程的重復(fù)性較差。

液滴移轉(zhuǎn)過程中，我們通常會(huì)這次進(jìn)樣多，這次進(jìn)樣少，而這樣的量的變化同樣會(huì)導(dǎo)致接觸角丈量值的變化。相對(duì)于力丈量法測(cè)試動(dòng)態(tài)接觸角而言，這種缺陷是非常明顯的。

2、影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x的主要缺陷在于人為誤差較大。

這種缺陷主要是由于：接觸角切線的再現(xiàn)能力較差，主要是由于使用者的人為判定誤差所致；水平線的確認(rèn)較困難，而水平線的高低不同，導(dǎo)致的結(jié)果也會(huì)有較大誤差。

減少接觸角測(cè)量誤差的注意事項(xiàng).

減少接觸角測(cè)量誤差的注意事項(xiàng)：

⑴、液滴量：盡量控制在1～5μl之間較為合適，太多會(huì)受地球引力影響其形狀，太少是犧牲有效像素，增加測(cè)量誤差(除非測(cè)試樣品較小，需要小液滴，否則不提倡)。且控制液滴量的重復(fù)誤差，可提高接觸角測(cè)值的重復(fù)精度。

⑵、背光源明暗度：不宜調(diào)得太亮或太暗，太亮導(dǎo)致液滴外形變小，太暗導(dǎo)致液滴外形變大。

⑶、輔助基準(zhǔn)線位置：是調(diào)節(jié)水平和找準(zhǔn)液—固界面的關(guān)鍵，否則嚴(yán)重影響接觸角測(cè)值，這需要訓(xùn)練有素的操作者人為判斷其位置。

⑷、樣品實(shí)際接觸角值與測(cè)試值誤差：儀器本身的能力和測(cè)量方法的選擇均會(huì)影響接觸角測(cè)值。特別是小接觸角，由于液—固界面難以辨清，測(cè)試誤差更大。

以上缺陷作為彌補(bǔ)辦法，接觸角測(cè)量?jī)x采用軟件全自動(dòng)分析方法計(jì)算接觸角值。但這種方法也會(huì)受限于測(cè)試區(qū)域內(nèi)是否有雜點(diǎn)。同時(shí)，SL系列接觸角測(cè)量?jī)x采用高精度升降臺(tái)，控制樣品臺(tái)水平線與軟件水平線的一致，以硬件方式提升水平線的識(shí)別能力。但是，這種硬件校正水平線也會(huì)因樣品不同，有時(shí)也會(huì)存在水平線無法觀察到的現(xiàn)象。

3、影像分析法接觸角測(cè)量?jī)x無法正確測(cè)試?yán)w維接觸角和粉體接觸角值。