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技術(shù)文章

淺談鏡頭視角變化對(duì)接觸角測(cè)值的影響

技術(shù)文章

目前的技術(shù)而言,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,而得到更廣泛的應(yīng)用。

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。這個(gè)技術(shù)我們將另文描述。此處不作詳細(xì)解讀。下文所談及的接觸角儀技術(shù)內(nèi)容以側(cè)視法影像分析接觸角儀為主體。

美國(guó)科諾工業(yè)以交流接觸角儀技術(shù)為目的,在世界高校、研究中心間進(jìn)行了的接觸角儀的儀器技術(shù)的交流。在技術(shù)交流過程中,我們發(fā)現(xiàn),世界很多儀器廠商在設(shè)計(jì)接觸角儀時(shí),在鏡頭的視角與樣品間的水平保持上是欠考慮的。

我們先看一下這一系列的數(shù)據(jù)結(jié)果。你就可以明白一些:

俯視角度 原接觸角 修正后接觸角 接觸角差值 誤差百分比%
3 10 10.92 0.88 8.76%
5 10 12.48 2.44 24.28%
10 10 19.70 9.66 96.19%
20 10 46.38 36.34 361.86%
         
3 20 20.48 0.42 2.08%
5 20 21.22 1.16 5.76%
10 20 24.65 4.59 22.87%
20 20 37.76 17.70 88.24%
         
3 30 30.34 0.25 0.84%
5 30 30.79 0.70 2.33%
10 30 32.87 2.78 9.25%
20 30 40.90 10.81 35.92%
         
3 60 60.13 0.07 0.11%
5 60 60.25 0.19 0.31%
10 60 60.81 0.75 1.25%
20 60 63.00 2.94 4.89%
         
3,5,10,20 90 90 0 0.00%
         
3 120 119.05 -1.01 0.84%
5 120 120.00 -0.06 0.05%
10 120 119.81 -0.25 0.21%
20 120 119.05 -1.01 0.84%
         
3 150 149.96 -0.05 0.03%
5 150 149.96 -0.05 0.03%
10 150 149.80 -0.20 0.14%
20 150 149.18 -0.82 0.55%
         
3 160 160.00 -0.04 0.02%
5 160 160.00 -0.04 0.02%
10 160 159.89 -0.15 0.09%
20 160 159.45 -0.59 0.37%
         
3 170 170.05 -0.02 0.01%
5 170 170.05 -0.02 0.01%
10 170 169.99 -0.08 0.04%
20 170 169.76 -0.30 0.18%

 

由此可見,鏡頭視角的設(shè)計(jì)技術(shù),在側(cè)拍接觸角時(shí)是有影響的。且這個(gè)影響值在有些情況下是不可以忽略的。

而目前的情況為:

*、接觸角儀廠商沒有設(shè)計(jì)鏡頭的俯仰角的控制系統(tǒng)。我們認(rèn)為這樣的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)肯定是不符合要求的。

第二、接觸角儀廠商設(shè)計(jì)了鏡頭俯仰角的控制,但樣品臺(tái)的水平控制系統(tǒng)沒有結(jié)合起來。這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)在中國(guó)產(chǎn)的一些儀器廠商就出現(xiàn)了。這樣的系統(tǒng)只能是白給了一個(gè)鏡頭角度設(shè)計(jì),且后的效果還是等于沒有實(shí)現(xiàn)其效果。

第三、接觸角儀廠商設(shè)計(jì)了鏡頭俯仰角也有樣品臺(tái)水平控制系統(tǒng),但是控制精度上沒有很直觀的給出一個(gè)明確量化值。在軟件設(shè)計(jì)中,想當(dāng)然的認(rèn)為這個(gè)角度對(duì)測(cè)值影響很少。如德國(guó)的儀器廠商。且他們會(huì)想當(dāng)然的認(rèn)為,利用俯視角度的變化技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)大樣品臺(tái)的測(cè)值。

后一種廠商事實(shí)上是聰明的。但是,如果依靠一些更多的如軟件技術(shù),他們的想法真的會(huì)實(shí)現(xiàn)了??上У氖牵麄冎蛔鰧?duì)了開始,沒有做到結(jié)尾。
如果軟件對(duì)這個(gè)俯視角進(jìn)行修正,那么其結(jié)果就會(huì)另當(dāng)別論了。

美國(guó)科諾工業(yè)研制成果,包括了高精度俯視角計(jì)算系統(tǒng)(硬件系統(tǒng))、高精度樣品臺(tái)水平控制系統(tǒng),以及我們成果——俯視角度接觸角修正技術(shù)。為您解決:

*、測(cè)試非鏡面接觸角(倒影不明顯)時(shí),更找得水平線;

第二、大樣品側(cè)拍技術(shù),真正修正了俯視角后的更接近真實(shí)角度的接觸角值;

提供了可能。

更多技術(shù)信息,煩請(qǐng)或我們的代理商。

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