在材料科學(xué)、表面工程、生物醫(yī)藥與涂層技術(shù)領(lǐng)域,動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x作為探究液體與固體界面相互作用的儀器,不僅可測(cè)量靜態(tài)接觸角,更能捕捉液滴在表面鋪展、收縮過(guò)程中的前進(jìn)角與后退角,進(jìn)而計(jì)算出表面能、潤(rùn)濕性、滯后性等關(guān)鍵參數(shù)。動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x通過(guò)高精度成像與智能分析,揭示材料表面的親疏水性與界面行為,為研發(fā)與質(zhì)控提供微觀洞察。

1、高分辨率光學(xué)成像系統(tǒng)
由變焦顯微鏡頭、高幀率工業(yè)相機(jī)(如CMOS或CCD)與可調(diào)光源構(gòu)成。顯微鏡頭提供連續(xù)光學(xué)變焦,適應(yīng)不同尺寸液滴;高速相機(jī)(可達(dá)1000幀/秒)精準(zhǔn)捕捉液滴動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,避免運(yùn)動(dòng)模糊;背光或側(cè)光LED光源可調(diào)節(jié)亮度與角度,增強(qiáng)液滴輪廓對(duì)比度,確保圖像清晰銳利。
2、精密液滴分配單元
采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)微量注射泵,通過(guò)超細(xì)針頭(如0.2–1.0mm)精確控制液滴體積(可至0.1μL)與生成速度。支持自動(dòng)進(jìn)液、停頓、回吸,實(shí)現(xiàn)前進(jìn)角與后退角的循環(huán)測(cè)量。針頭可自動(dòng)升降與定位,避免接觸樣品表面造成污染。
3、三維可調(diào)樣品臺(tái)
配備XYZ三軸精密平移臺(tái),行程可達(dá)50mm以上,步進(jìn)0.1μm,確保液滴準(zhǔn)確落于待測(cè)區(qū)域。臺(tái)面平整、穩(wěn)固,可適配不同尺寸樣品(如薄膜、金屬片、織物)。部分型號(hào)集成傾斜功能,用于測(cè)量滾動(dòng)角或模擬實(shí)際傾角環(huán)境。
4、圖像分析軟件
核心為基于邊緣識(shí)別的液滴輪廓擬合算法,常用方法包括Young-Laplace方程擬合、切線(xiàn)法或橢圓/圓擬合。軟件自動(dòng)識(shí)別液滴輪廓,實(shí)時(shí)計(jì)算接觸角值,并生成動(dòng)態(tài)變化曲線(xiàn)。支持多液滴統(tǒng)計(jì)、表面能計(jì)算(OWRK、Wu等方法)、接觸角滯后分析與數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
5、環(huán)境控制模塊(可選)
為研究溫濕度影響,部分型號(hào)配備溫控樣品臺(tái)(-20℃至150℃)或密閉環(huán)境腔,可調(diào)節(jié)內(nèi)部濕度與氣氛(如惰性氣體),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕行為研究。
6、自動(dòng)化與擴(kuò)展功能
動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x支持自動(dòng)多點(diǎn)測(cè)量、時(shí)間序列監(jiān)測(cè)(如蒸發(fā)過(guò)程)、表面張力測(cè)量(懸滴法)等擴(kuò)展模式。通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守批量測(cè)試,提升實(shí)驗(yàn)效率。