產(chǎn) 品 手 冊(cè)          

  光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x

 SDC-100

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重要

計(jì)算機(jī)硬盤中的內(nèi)容會(huì)由于想不到的事故而丟失,，為保護(hù)重要數(shù)據(jù),，確保一定要備份。

首先,，感謝您選用我司生產(chǎn)的光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x,。如果您已收到該產(chǎn)品，請(qǐng)您確認(rèn)一下該產(chǎn)品是否就是您訂購(gòu)的型號(hào),。另外,，在運(yùn)輸過程中是否有破損的現(xiàn)象發(fā)生。

同時(shí)在使用產(chǎn)品以前,，請(qǐng)您務(wù)必先閱讀此手冊(cè)并請(qǐng)妥善保管，以便隨時(shí)可以查閱。

本手冊(cè)適用SDC 系列產(chǎn)品中的SDC-100,，內(nèi)容包括所列產(chǎn)品的基本安裝,，保養(yǎng)和維護(hù)，以及維修等方面,。產(chǎn)品所有技術(shù)指標(biāo),，以本手冊(cè)為準(zhǔn)。如果在操作中存在問題,，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)指導(dǎo)方法操作或致電我司售后服務(wù)部,，并采取相應(yīng)的措施。

目錄

• 概述………………………………………………………………………
  1. 前言…………………………………………………………………………….
  2. 儀器介紹………………………………………………………………………
• 潤(rùn)濕過程闡述……………………………………………………………
  1. 沾濕……………………………………………………………………………
  2. 浸濕……………………………………………………………………………
  3. 鋪展……………………………………………………………………………
  4. 接觸角與楊氏方程……………………………………………………………
• 接觸角計(jì)算與方測(cè)試法………………………………………………
  1. 接觸角的計(jì)算方法………………………………………………………………
  2. 接觸角的測(cè)試方法…………………………………………………………….
  3. 表面張力的測(cè)定………………………………………………………………

第四章   技術(shù)指標(biāo)………………………..............................................................................

    1. 儀器的精度參數(shù)……………………………………………………………….

2. 主機(jī)部件...............................................................................................................

3. 其他輔件………………………………………………………………………..

4. 軟件使用………………………………………………………………………

4.1 軟件安裝...............................................................................................................

4.2軟件界面介紹…………………………………………………………………..

4.3快捷鍵使用…………………………………………………………………….

4.4超親水,、超疏水的產(chǎn)品測(cè)試指導(dǎo)…………………………………………….

     第五章   保養(yǎng)和維修.................................................................................................... 

     第六章   應(yīng)用范圍及領(lǐng)域…………………………………………………………..

              1.應(yīng)用范圍………………………………………………………………….

              2.應(yīng)用領(lǐng)域………………………………………………………………….

第七章   參考資料 國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)………………………………………………….

 第八章   儀器清單……………………………………………………………………

*章  概述

一,、前言：

       *，納米材料科學(xué)與工程已經(jīng)成為世界性的研究熱點(diǎn),，在研究納米材料的表面改性時(shí),，往往要涉及潤(rùn)濕接觸角這個(gè)概念。所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴,，固體表面上的固－液－氣三相交界點(diǎn)處,，其氣－液界面和固－液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所成的角。

二,、儀器介紹：

     本公司儀器采用現(xiàn)代化工藝制造,，儀器采用*的CMOS數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，配倍高分辨率變焦式顯微鏡和高亮度LED背景光源系統(tǒng),，搭配三維樣品臺(tái),，可進(jìn)行工作臺(tái)上下、左右,、前后等方向移動(dòng),。實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動(dòng),。同時(shí)還設(shè)計(jì)了伸縮桿結(jié)構(gòu)工作臺(tái),，能適應(yīng)在不同用戶材料厚度加大的場(chǎng)合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié),，擴(kuò)大了儀器的使用范圍,。軟件搭配修正功能，測(cè)試多次后的結(jié)果可以同時(shí)保存在同一報(bào)告下,，能讓用戶更好的對(duì)材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管控,。該儀器設(shè)計(jì)美觀大方、操作簡(jiǎn)單,、符合用戶所需,。適用于各種行業(yè)測(cè)定接觸角的用戶

  第二章 潤(rùn)濕過程闡述

一,、 潤(rùn)濕過程：潤(rùn)濕過程分為三類，既在日常生活中經(jīng)常遇到的沾濕,、浸濕,、和鋪展 

1、 沾濕（adhesion wetting）

當(dāng)將一滴水滴到固面上時(shí),，液體與固體接觸過程中,，固—液界面逐漸取代液—氣界面和氣固界面（圖6—1），這一過程稱為沾濕,。在恒溫恒壓條件下沾濕過程中的自由能變化：

                       式（1—1）

式中γ為界面張力,；—W a為黏附功，其值相當(dāng)于把單位面積的液—固界面分開成為氣—液和氣—固液面的zui大功(圖6—2),。顯然只有當(dāng)Wa＞0時(shí),，即ΔGT.p＜0時(shí)，沾濕過程才

            圖 1­­—1 固—液界面取代液—氣界面和氣—固界面的過程

是自發(fā)的,。將單位截面液柱分開如（圖1—3）創(chuàng)造兩個(gè)新的氣—液界面的內(nèi)聚功—Wc的定義：

             Δγ＝2γg1＝—Wc    （1—2）

圖 1—2 液—固分離與黏附功                             圖 1—3 液體分離與內(nèi)聚功  

黏附功和內(nèi)聚功的數(shù)值分別是固—液分子間作用力和相同液體分子間作用力大小的標(biāo)志,。

2、浸濕（immersion wetting）

圖1—4示出固體浸入液體的潤(rùn)濕過程,，即浸濕,。在恒溫恒濕條件下，浸濕過程中自由能變化：

ΔGT,p＝γgs—γls＝－Wi        （1—3）

—Wi稱為浸濕功,，當(dāng)然只有當(dāng)Wi＝γ1s—γgs＞0,，則△GT,p＜0時(shí)，過程才是自發(fā)的,。

                                 圖 1—4

3 ,、鋪展（spreading）

液體在固面上的鋪展系數(shù)S定義及鋪展條件為（圖1—5）

                     S=γgs—γls=—W         (1—4)

鋪展條件也可表示為：S= —Wa—（—Wc）≥0

                                                 （1—5）

                          —Wa≥—Wc

式（1—5）清楚的說明，只有固液間黏附功大于或等于液體內(nèi)聚功時(shí)鋪展才有可能,。從分子間力考慮,，只有當(dāng)液固分子間力大于或等于液體分子間力時(shí)，液體才能在固面上鋪展,。

4,、接觸角與楊氏方程:

     液體滴于固體表面上，隨著液體性質(zhì)的不同,，液體或鋪展而覆蓋固體表面,，或形成一

液滴停于其上。如下圖所示,。我們把液體與固體平面所形成的液滴的形狀用接觸角（contact angle）來描述,。準(zhǔn)確的接觸角是在固、液,、氣三相交界處,，自固液界面經(jīng)液體內(nèi)

部到氣體界面的夾角,，通常以θ來表示。接觸角是分析此式zui早是T.Young在1805年提出的,，常稱為楊氏方程,。這是潤(rùn)濕的基本公式,，亦稱為潤(rùn)濕方程,，可以看作是三相交界處三個(gè)界面張力平衡的結(jié)果。此關(guān)系式適用于三相交界處固液,、固氣界面共切線體系,。具體應(yīng)用中，我們把接觸角大小作為評(píng)判潤(rùn)濕性的重要指標(biāo),。通常接觸角越小,，潤(rùn)濕性也就越好。習(xí)慣上,，我們把θ=90°定義為潤(rùn)濕與否的標(biāo)準(zhǔn),。我們把θ＞90°為不潤(rùn)濕；θ＜90°為潤(rùn)濕,，平衡接觸角,。

第三章 接觸角的計(jì)算與測(cè)試方法

一、 接觸角的計(jì)算方法

對(duì)于理想的平面固體表面,，當(dāng)液滴在表面達(dá)平衡后,。只有一個(gè)符合Young方程的接觸角。但實(shí)際固體表面是非理想的,，因而會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象,，致使接觸角的測(cè)量往往很難重復(fù)。但經(jīng)過精心制備和處理的表面,，有可能得到較重復(fù)的數(shù)據(jù),，特別是高分子的表面。表面的制備和處理的目的是要得到較光滑,、干凈的理想表面,，但具體的工藝因樣品而異，這里不作更多的介紹,。這里主要介紹一些常用的接觸角測(cè)定方法,，它們都是針對(duì)氣—液—固體系的接觸角而設(shè)計(jì)的。但其中有些方法,，只需略加修改,，亦適用于液—液—固體系接觸角的測(cè)定。測(cè)定接觸角有多種方法,，可根據(jù)直接測(cè)定物理量分為四類：⑴ 靜滴法（角度測(cè)量法）,、⑵ 高度,、長(zhǎng)度測(cè)量法⑶ 力測(cè)法⑷ 透過測(cè)量法。前三種適用于連續(xù)的平滑固體表面,，后一種方法可用于粉末固體表面接觸角的測(cè)定,。

1.1 量角法

液滴角度測(cè)量法是測(cè)量接觸角的zui常用的方法之一，如圖3（a，b）所示,。該方法是將固體表面上的液滴,，或?qū)⒔胍后w中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上，然后直接測(cè)量切線與相界面的夾角,，直接測(cè)量接觸角的大小。

（a）停滴             （b）停泡

         圖3   量角法示意圖

如果液體蒸氣在固體表面發(fā)生吸附,，影響固體的表面自由能,，則應(yīng)把樣品放入帶有觀察窗的密封箱中，待體系達(dá)平衡后再進(jìn)行測(cè)定,。此法的優(yōu)點(diǎn)是：樣品用量少,，儀器簡(jiǎn)單，測(cè)量方便,。準(zhǔn)確度一般在土1^o左右,。

1.2. 量高法

如果液滴很小，重力作用引起液滴的變形可以忽略不計(jì),，這時(shí)的躺滴可認(rèn)為是球形的一部分,，如圖4所示。接觸角可通過高度的測(cè)量按下式計(jì)算：

      （8）

式中h是液滴高度,，d是滴底的直徑,。若液滴體積小于10^-4mL，此方法可用,。若接觸角小于90^o,，則液滴稍大亦可應(yīng)用。

圖4  量高法示意圖

液滴在纖維上的接觸角也可用量角法測(cè)量,，把纖維水平拉直．置于樣品槽內(nèi),，然后投影到電腦屏幕，直接測(cè)定液滴與纖維表面的夾角,。如果液滴很小,，接觸角也可用量高法測(cè)量，通過式（8）來計(jì)算,。

實(shí)際固體表面幾乎都是非理想的,，或大或小總是會(huì)出現(xiàn)接觸角滯后現(xiàn)象．因此，需同時(shí)測(cè)定前進(jìn)角和后退角,。對(duì)于躺滴法,，可用增減液滴體積的辦法來測(cè)定,。增加液滴體積時(shí)測(cè)出的是前進(jìn)角，如圖5(a)所示,；減少液滴體積時(shí)為后退角,，如圖5(b)所示。

            （a）前進(jìn)角            （b）后退角

圖5   前進(jìn)角和后退角的測(cè)定方法

為了避免增減液滴體積時(shí)可能引起液滴振動(dòng)和變形,，在測(cè)定時(shí)可將改變液滴體積的毛細(xì)管*插入液滴中,，*插入液滴不影響接觸角的數(shù)值。

1.3 儀器測(cè)量方法

1.3.1  接觸角多元化分析方式：全自動(dòng)擬合法,，半自動(dòng)擬合法,，手動(dòng)水平測(cè)量，手動(dòng)斜面測(cè)量,，

1.3.2  多元化軟件計(jì)算方法：圓環(huán)擬合法(40度以下)；橢圓擬合法(40-120度),；Young-Lapalacer擬合法(120度以上).

1.3.3   精準(zhǔn)的表面自由能計(jì)算：Fowks法,，OWRK法，ZismanPlot法,，EOS法（軟件中預(yù)裝部分液體數(shù)據(jù)庫,，可擴(kuò)展）.

1.3.5   一鍵式軟件測(cè)量操作： 【按空格鍵】--打開攝像頭； 【按1鍵】--精準(zhǔn)的控制滴液,；【按2鍵】--高精度的進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量.

1.3.6   不規(guī)則產(chǎn)品測(cè)試拓展：凹凸面測(cè)試,，曲面測(cè)試，滾動(dòng)角測(cè)試,前進(jìn)角后退角測(cè)試,，高溫接觸角測(cè)試.

    1.3.7 高速拍照方式：單張/連續(xù)/錄像,；錄像任意電影單張導(dǎo)出；錄像視頻可自動(dòng)快速測(cè)量.

1.3.8   細(xì)致化數(shù)據(jù)庫管理：導(dǎo)出Excel表格數(shù)據(jù) word圖片數(shù)據(jù),；圖片文字顯而易見.

二,、接觸角測(cè)試方法

2.1座滴法（sessile drop）;

2.2懸滴法（pendant drop）;

2.3薄膜法（lamella method）;

2.4擄泡法（Captive bubble method）;

2.5包覆纖維法（wetted fiber）;

2.6纖維座滴法（sessle fiber drop）;

2.7附著滴法（captive bubble）;

三、表面張力的測(cè)定

利用懸滴法研究表（界）面張力的想法在19世紀(jì)末就提出來了,，但*個(gè)有實(shí)用價(jià)值的研究是1937年Andreas等的工作,，他們比較了用過的五種方法的優(yōu)劣，提出用選面法確定懸滴外形參數(shù)的方法,。Andreas令：

         （9）

      （10）

式中d_c是懸滴外形的zui大直徑,，d_s是與懸滴底部頂點(diǎn)的垂直距離等于d_c處的直徑，如圖6所示,，β和b分別是Bashforth－Adams方程中的形狀因子和大小因子,。

圖6   懸滴法示意圖

表面張力的計(jì)算公式如下：

      （11）

式中d_l和d_v分別為液相和氣相密度。因此,，用投影法測(cè)出d_c和d_s以后,，設(shè)法取得H值,，即可計(jì)算出表面張力。Andreas等發(fā)現(xiàn)與S有對(duì)應(yīng)關(guān)系,。他們測(cè)定了各種形狀和尺寸的電導(dǎo)水懸滴的d_c和d_s,，計(jì)算出S值。又根據(jù)電導(dǎo)水的表面張力（25℃,，72.0mN/m）按照式（10）算出值,，做出－S數(shù)據(jù)表。這是*個(gè)懸滴選面法參數(shù)表,，是經(jīng)驗(yàn)性的結(jié)果,，準(zhǔn)確度受他們所用電導(dǎo)水表面張力準(zhǔn)確性的限制。后來,，Barl和Nicederhouser及Fordham各自獨(dú)立地應(yīng)用Bashforth－Adams方程數(shù)值解推算出理論的值和S值,，給出S值從0.670到1.002間隔為0.001的－S表。兩份表在整個(gè)范圍內(nèi),，知道小數(shù)第四位都*相同,，說明結(jié)果的準(zhǔn)確性。爾后,，Stauffer又自理論計(jì)算出S值從0.3到0.66的－S表,，擴(kuò)大了懸滴法的應(yīng)用范圍。附錄3表5給出Fordham和Stauffer的－S表,。

懸滴法具有*平衡及便于研究液面老化等優(yōu)點(diǎn),，數(shù)據(jù)處理比停滴法方便，此法關(guān)鍵在于保持懸滴穩(wěn)定不變和防止振動(dòng),，Ambwani等根據(jù)大量測(cè)定結(jié)果認(rèn)為此法所得表面張力的相對(duì)誤差在0.15％之內(nèi),。

第四章  技術(shù)指標(biāo)

一、  儀器精度參數(shù)

1.1,、 接觸角測(cè)量范圍：0-180^0.

1.2,、 接觸角測(cè)量精度：±0.1^0.

1.3、 表界面張力測(cè)量范圍：0-1000mN/m,；測(cè)量精度：0.01 mN/m.

1.4,、  高精度自動(dòng)滴液系統(tǒng)：高精密工業(yè)微量注液泵；滴液精度：0.01ul;zui小滴液量：0.08ul.

1.5,、  接觸角高精密儀器校準(zhǔn)片：德國(guó)*接觸角圓形角度校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片3°5°8° 60°90°120°,； 橢圓形角度校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片115°.

二、主機(jī)部件

2.1,、 主機(jī)外形尺寸：470mm（長(zhǎng)）*300mm(寬)* 500mm(高).

2.2,、 主機(jī)凈重：

2.3、 工作臺(tái)面尺寸：120mm*150mm.

2.4、 工作臺(tái)移動(dòng)：上下50mm; 左右50mm; 前后30mm .

2.5,、 zui大樣品臺(tái)尺寸：10寸.

2.6,、 進(jìn)樣器移動(dòng)：上下100mm;  左右100mm.

2.7  顯微鏡移動(dòng)：前后80mm（微調(diào)3mm）.

2.8、 顯微鏡：高清遠(yuǎn)心變倍變焦顯微鏡.

2.9,、 光學(xué)系統(tǒng)：日本*高速工業(yè)級(jí)芯片,；25幀/60幀/150幀/300幀/秒.

2.10、鏡頭角度可調(diào)試：仰視,； 平視,； 俯視.

2.11、光源：LED藍(lán)色工業(yè)級(jí)冷光源.

2.12,、為了保證圖像的清晰度,，不得采用USB2.0接口.

2.13、電源及功率：

三,、其他輔助部件

   1. 儀器電源線 ,、數(shù)據(jù)線、通信線

   2. 紙片夾具,、纖維夾具

   3. 水浴鍋

   4 .標(biāo)樣

5. 角位臺(tái)

6. 玻璃水槽

7. 筆記本（可以客戶需求）

8. 聯(lián)想商務(wù)臺(tái)式機(jī)（標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型）

四,、軟件使用

1、  軟件安裝

1.1 系統(tǒng)配置要求

    a.請(qǐng)確保所使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為Windows XP或者Windows （32位）,。

b.顯示器分辨率為1024*768及以上。

1.2,、驅(qū)動(dòng)的安裝說明

    只需安裝CCD驅(qū)動(dòng)即可,。

    CCD驅(qū)動(dòng)安裝

        雙擊軟件目錄下的“CCD驅(qū)動(dòng)”文件夾中圖標(biāo)，打開后根據(jù)圖2.9 – 圖2.16進(jìn)行安裝,。

        圖2.9安裝向?qū)?/span>                      圖2.10許可協(xié)議

        圖2.11安裝目錄                 圖2.12選擇組件

    圖2.13選擇快捷方式位置         圖2.14添加附加任務(wù)

            圖2.15準(zhǔn)備安裝                     圖2.16安裝完成

2. 軟件界面介紹

    光學(xué)接觸角光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x軟件主界面窗口主要分為： A 菜單欄,、B 工具欄、C 信息欄,、D 動(dòng)態(tài)圖片區(qū),、E 測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示區(qū)、F,、視頻圖像操作區(qū),、G、手動(dòng)擬合共7個(gè)欄位,，如圖3.1所示,。

圖3.1軟件主界面窗口

下面就組成軟件界面的各個(gè)部分做以簡(jiǎn)要介紹：

2.1 菜單欄（A區(qū)）

    菜單欄由文件、配置,、操作,、處理、圖像,、表面張力,、控制模塊,、查看、幫助組成,。

    2.1.1文件菜單

圖3.2文件菜單

①打開圖片：打開已經(jīng)保存的測(cè)試圖片,。

②另存為：保存界面上G區(qū)（視頻圖像操作區(qū)）的圖像。

③生成報(bào)告：對(duì)C（信息欄）,、F（測(cè)試數(shù)據(jù)列表顯示區(qū)）以及每次測(cè)試的G（視頻圖像操作                區(qū)）圖像進(jìn)行整合生成一個(gè)Word文檔,，保存在硬盤上。

④生成EXCEL：對(duì)F（測(cè)試數(shù)據(jù)列表顯示區(qū)）數(shù)據(jù)以EXCEL文檔的形式保存在硬盤,。

⑤打?。簩?duì)正在測(cè)試的圖片進(jìn)行打印。

⑥打印預(yù)覽：打印前,，預(yù)先瀏覽將要打印的區(qū)域,。

⑦打印設(shè)置：設(shè)置將要進(jìn)行打印的圖片打印方式。

⑧zui近的文件：用于查看zui近保存過的測(cè)試數(shù)據(jù)的文件

⑨退出：退出軟件,。

2.1.2 配置菜單

圖3.3配置菜單

①試驗(yàn)設(shè)置：設(shè)置采樣的間隔時(shí)間（毫秒）和采樣的數(shù)目（每1000毫秒=1秒）如圖3.4所示

圖3.4 試驗(yàn)設(shè)置

②攝像頭設(shè)置：調(diào)節(jié)攝像機(jī)光源亮度,，如圖3.5所示

圖3.5 攝像頭設(shè)置

2.1.3 操作菜單

圖3.7操作菜單

①開始試驗(yàn)：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）根據(jù)在配置菜單中試驗(yàn)設(shè)置設(shè)好的采樣速度和采樣總數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，采樣圖片在E（ 動(dòng)態(tài)圖片區(qū)）進(jìn)行顯示,。

②停止試驗(yàn)：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）在按開始試驗(yàn)后,，試驗(yàn)完成前，停止圖像的采樣,。

③打開攝像機(jī)：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）打開CCD采集圖像,。

④關(guān)閉攝像機(jī)：關(guān)閉CCD,無法圖像采集。

⑤錄制視頻：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）將CCD采集到得圖像錄制為avi視頻,。

⑥停止錄制：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）停止錄制,，生成視頻。

⑦截圖：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）抓取試驗(yàn)時(shí)的一張圖像,，并顯示在G區(qū)（視頻圖像操作區(qū)）,。

⑧回放視頻：對(duì)錄制好的視頻進(jìn)行回放查看。

2.1.4 處理菜單

圖3.8處理菜單

①切換方式：切換圓或者橢圓的方法,。

②自動(dòng)全擬合：（對(duì)應(yīng)的B(工具欄)按鈕）打開圖片或瞬時(shí)截圖采樣圖片,，點(diǎn)擊處理菜單欄  的全自動(dòng)擬合或工具欄的全自動(dòng)擬合快捷按鈕?；蛑苯影存I盤上的2鍵（此按鍵包含截圖,，自動(dòng)基準(zhǔn)線及自動(dòng)計(jì)算），便自動(dòng)得出液滴的角度,。

③自動(dòng)半擬合：（對(duì)應(yīng)的B(工具欄)按鈕）打開圖片或瞬時(shí)截圖采樣圖片,，然后選好液滴的水平基線，點(diǎn)擊處理菜單欄的自動(dòng)擬合或工具欄的自動(dòng)擬合快捷按鈕抑或按鍵盤上的Enter鍵，便自動(dòng)得出水滴的角度,。

④自動(dòng)擬合試驗(yàn)圖：根據(jù)設(shè)置好的試驗(yàn)設(shè)置方法,，自動(dòng)擬合所有試驗(yàn)所采樣的圖。

⑤水平擬合：對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）根據(jù)采樣所得的圖片,，先擬合液滴的水平線（單擊鼠標(biāo)左鍵一次）,，然后擬合水平線上的水滴輪廓（（圓方法）點(diǎn)擊液滴上的三個(gè)點(diǎn)-液滴zui左端的點(diǎn)，液滴的zui高點(diǎn),，液滴zui右端的點(diǎn),；），之后系統(tǒng)將自動(dòng)截圖并計(jì)算出角度,。

⑥斜面擬合：（對(duì)應(yīng)的工具欄按鈕）根據(jù)采樣所得的圖片,，先擬合斜面上的液滴輪廓（（圓方法）點(diǎn)擊水滴上的三個(gè)點(diǎn)-zui左端的點(diǎn)，液滴的zui高點(diǎn),，zui右端的點(diǎn)） ,，然后擬合液滴的斜面（選測(cè)水滴zui左端的點(diǎn)單擊鼠標(biāo)左鍵，之后單擊液滴zui右端的點(diǎn)）,，zui后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所擬合的輪廓計(jì)算出角度,。

⑦寬高測(cè)量：根據(jù)采樣所得的圖片，選擇水滴zui左端的點(diǎn),，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵不放,，拖動(dòng)指針到水滴zui右端的點(diǎn)，之后拖動(dòng)指針到水滴的zui高處放開鼠標(biāo)左鍵,，zui后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所擬合的輪廓計(jì)算出角度,。

⑧人工切線：根據(jù)采樣所得的圖片，選擇水滴zui左端的點(diǎn),，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)指針到水滴zui右端的點(diǎn),，沿液體外輪廓做液體的切線,，zui后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所擬合的切線計(jì)算出角度。

⑨輔助工具：（輔助工具主要應(yīng)用于凹,、凸面接觸角的測(cè)試）點(diǎn)擊輔助工具,，進(jìn)入輔助工具界面，如圖3.9所示,。

輔助工具的主界面窗口分為A 菜單欄,、B 工具欄、 C 圖樣工作區(qū),、 D 狀態(tài)欄共4個(gè)欄位,。

圖3.9 輔助工具主窗口界面

下面就組成軟件界面的各個(gè)部分做以簡(jiǎn)要介紹：

2.1.4.1輔助工具 菜單欄（A區(qū)）

    2.1.4.11文件菜單

      圖3.10文件菜單

   ①新建：建立新的工作區(qū)域。

   ②打開：打開之前采樣的圖片。

   ③保存：保存當(dāng)前圖樣工作區(qū)的圖片,。

   ④另存為：選擇存放路徑,，保存當(dāng)前圖樣工作區(qū)的圖片。

   ⑤打?。捍蛴‘?dāng)前圖樣工作區(qū)的圖片,。

   ⑥打印預(yù)覽：打印前，預(yù)先瀏覽將要打印的區(qū)域,。

   ⑦打印設(shè)置：設(shè)置將要進(jìn)行打印的圖片的打印方式,。

   ⑧退出：退出當(dāng)前操作界面。

    2.1.4.12編輯菜單

圖3.11編輯菜單

2.1.4.13查看菜單                        2.1.4.14 接觸角計(jì)算菜單

    圖3.11查看菜單             圖3.11接觸角計(jì)算菜單

2.1.4.2 輔助工具 工具欄（B區(qū)）

                圖3.12工具欄

下面介紹工具欄各個(gè)圖標(biāo)的作用：

分別為打開采樣的圖片,、選擇測(cè)試方法,、

手動(dòng)擬合開關(guān)、基線圓,、基線橢圓,、擬合確定圓、

擬合確定橢圓,、畫直線,、鼠標(biāo)選擇直線端點(diǎn)、擬合橢圓,，

計(jì)算切角,、放大功率、邊緣提取,、自動(dòng)圓擬合方法,、

自動(dòng)橢圓擬合方法、自動(dòng)輪廓切線法,、局部輪廓切線法,、

寬高法、young-laplace擬合,、B樣條擬合法,、曲線跟蹤、

清除屏幕,、設(shè)置液滴信息,、顯示數(shù)據(jù)結(jié)果。

2.1.4.3 操作方法及步驟

1,、打開之前采樣的圖片;

2,、選擇好測(cè)試所要用的方法后，點(diǎn)擊工具欄上的手動(dòng)擬合開關(guān),；3,、點(diǎn)擊工具欄上的基線圓或基線橢圓,，擬合測(cè)試樣品的凸面或凹面；

4,、擬合好測(cè)試樣品的凸面或凹面后,，點(diǎn)擊工具欄上的擬合確定圓或擬合確定橢圓擬合測(cè)試樣品上的水滴輪廓；

5,、擬合好水滴輪廓后,，點(diǎn)擊工具欄上的計(jì)算切角，系統(tǒng)將會(huì)計(jì)算好其切線的角度,，之后將鼠標(biāo)移動(dòng)到水滴內(nèi)部的左端和右端分別點(diǎn)擊一次,，系統(tǒng)將會(huì)在工作區(qū)的左上角顯示出左邊水滴的接觸角大小和右邊水滴的接觸角大小。

6,、若要從新擬合樣品或水滴的輪廓,，則點(diǎn)擊工具欄上的清除屏幕，清楚之前擬合好的輪廓,。

2.1.5 圖像菜單

圖3.13圖像菜單

①提取邊界：用與查看液滴擬合的輪廓線,，如圖3.14所示

圖3.14提取邊界

②放大圖像：放大采樣圖片。

③縮小圖像：縮小采樣圖片,。

④還原圖像：還原放大,、縮小或提取邊界后的圖片。

2.1.5 表面能菜單

圖3.15表面能菜單

計(jì)算表面能的常用方法分別為Zisman法,、WORK法,、Fowkes法、EOS法4種,。

以Zisman法計(jì)算表面能為例說明,，輸入液體名稱、表面張力,、以及接觸角,，點(diǎn)擊“計(jì)算固體表面自由能”即可計(jì)算出結(jié)果。如圖3.16所示,。

圖3.16 Zisman法計(jì)算表面能

2.1.6表面張力菜單

圖3.17表面張力菜單

表面張力測(cè)試操作步驟：

⑴當(dāng)液滴將要下落時(shí),，瞬間截圖。

圖3.18瞬間截圖

⑵打開表面張力測(cè)試界面,，如圖3.19所示，輸入內(nèi)相密度（被測(cè)液體）,、外相密度（比如外面是空氣,，則輸入空氣密度“0.00129”或者輸入“0”）、針頭外徑,，點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕計(jì)算出結(jié)果,，

圖3.19表面張力測(cè)試界面

圖3.20表面張力測(cè)試圖片

測(cè)試表面張力時(shí)點(diǎn)擊“自動(dòng)保存測(cè)試圖片”測(cè)試圖片會(huì)自動(dòng)保存在軟件目錄下的“Tension”文件夾下,。

2.2 工具欄（B區(qū)）

圖4.1工具欄

這些功能在菜單欄的“操作”和“處理”菜單欄中都有說明：

以下從左到右介紹圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的功能：

⑴開始試驗(yàn)  ⑵停止試驗(yàn)  ⑶打開攝像機(jī)  ⑷錄制視頻

⑸停止錄制  ⑹截圖      ⑺自動(dòng)全擬合 ⑻自動(dòng)半擬合

⑼平面擬合  ⑽斜面擬合  ⑾放大圖片  ⑿縮小圖片

⒀橢圓法   ⒁圓環(huán)法     ⒂剪切  ⒃復(fù)制 

⒄粘貼    ⒅打印     ⒆幫助。

簡(jiǎn)單的測(cè)試步驟：

①打開攝像機(jī),、②截圖,、③自動(dòng)全擬合。

2.3信息欄（C區(qū)）

圖4.2信息欄

根據(jù)使用單位的需求填寫,，生成報(bào)告時(shí)信息欄的數(shù)據(jù)會(huì)全部保存在報(bào)告中,。

2.4  測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示（E區(qū)）

圖4.10測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示

功能介紹：

①顯示測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)；

②合格角度整行顏色為綠,，合格列顯示為“OK”,；不合格顏色為紅，合格列顯示為“NG”,。

③自動(dòng)計(jì)算并顯示zui大,、zui小以及平均角度。

2.5  手動(dòng)擬合（G區(qū)）

圖標(biāo)分析：手動(dòng)擬合開關(guān),；擬合（選好點(diǎn)后點(diǎn)擊此圖標(biāo)進(jìn)行擬合）,；該五點(diǎn)位置（如圖5.1）。如果發(fā)現(xiàn)擬合有誤差,，可選擇相應(yīng)的圖標(biāo),，通過鼠標(biāo)重選該點(diǎn)或者鍵盤上的方向鍵來進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整好之后再點(diǎn)擊圖標(biāo)擬合,。

圖5.1

第三章 快捷鍵的使用說明

（在非全自動(dòng)測(cè)試時(shí),，我們便可以使用快捷鍵）

3.1快捷鍵的激活

    鼠標(biāo)單擊“視頻圖像操作區(qū)(F區(qū))”，激活快捷鍵,。

快捷鍵說明：

1,、空格鍵（Spacebar）：打開攝像機(jī)；

2,、數(shù)字“2”鍵,，全自動(dòng)擬合

3、選擇好基準(zhǔn)線,，回車鍵擬合（也叫半自動(dòng)擬合）,。

4. 超親水、超疏水的產(chǎn)品測(cè)試指導(dǎo)

說明：軟件工具欄中有“圓”,、“橢”圖標(biāo),，其中“圓”是指圓環(huán)法，“橢”是指橢圓法（小于40°的用圓環(huán)法,，即選擇“圓”圖標(biāo),；大于40°的用橢圓法，選擇“橢”）,。

1,、超親水測(cè)試步驟：打開攝像機(jī)->滴液->平臺(tái)接液->看到清晰圖像->截圖,。 此時(shí)應(yīng)注意的兩點(diǎn)：a,在工具欄中找到“圓”圖標(biāo)并選擇；

b,調(diào)整基準(zhǔn)線（如圖5.2）,，看看產(chǎn)品與液滴的接觸面是否水平,。

如果水平，按下“2”鍵或者工具欄中的圖標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)擬合（圖5.3）

圖5.2

圖5.3

如果不水平,，則選擇手動(dòng)擬合（選擇工具欄中的“圓”）

選好三個(gè)點(diǎn)之后,，點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)行擬合（如下圖）。

2,、超疏水測(cè)試：注：大于40度用橢圓法,；

⑴對(duì)于表面平整的產(chǎn)品可直接用自動(dòng)擬合的方法（如下圖）

對(duì)于平面粗糙不平整的產(chǎn)品，應(yīng)使用手動(dòng)擬合進(jìn)行測(cè)試,，如下圖

第五章   保養(yǎng)和維修

    一,、 維修及維護(hù)

二、保養(yǎng)

  1.每次測(cè)試完畢,，保持儀器清潔,，用無塵布輕輕擦拭鏡頭。

  2.定期檢查及校驗(yàn)儀器,。嚴(yán)禁周圍放置高溫,、高濕、有震動(dòng)的儀器

第六章   應(yīng)用范圍及領(lǐng)域

 一 ,、應(yīng)用范圍

石油,、化工、醫(yī)藥,、造紙,、涂料、農(nóng)藥,、材料粘結(jié)劑,、陶瓷、洗滌劑,、高分子顏料,、電線電纜、紡織,、染料,、建筑材料防水、浮法選礦,、焊接,、醫(yī)療衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域。

二 ,、應(yīng)用領(lǐng)域

2.1．在潤(rùn)滑油的特性標(biāo)定中,，檢驗(yàn)各中重油、潤(rùn)滑油的黏附及潤(rùn)濕關(guān)系,。

2.2. 在印刷行業(yè)中,，檢驗(yàn)印刷油墨、金屬,、紙張之間的付著,、黏結(jié)潤(rùn)濕關(guān)系。

2.3. 在建筑防水工作中,，檢驗(yàn)經(jīng)硅酸樹脂處理的紡織物的防水性能,。

2.4. 在浮選工作中，檢驗(yàn)用沸騰法選擇礦物微粒在油水混合物中沾化吸附能力,。

2.5. 在搪瓷工業(yè)中,，檢驗(yàn)溶化的硅化物對(duì)金屬表面的粘化附著力。

2.6. 在活性試劑表面特性測(cè)定中,，檢查液體試劑的滲透,、生銹特性。

2.7. 檢驗(yàn)金屬表面的脫脂,，清潔,，老化，親水等情況及薄膜表面上的吸附特性,。

2.8. 在軍事科學(xué)研究中,，檢驗(yàn)發(fā)射出的彈皮與空氣中雨霧的附著,、潤(rùn)濕特性。

              第七章   參考資料 國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

一,、國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1.1.   GB/T 24368-2009(玻璃表面疏水污染物檢測(cè)).

1.2   .SY/T5153-2007（油藏巖石潤(rùn)濕性測(cè)定方法）.

1.3.   ASTM D 724-99（2003）（紙的表面可濕性的試驗(yàn)方法）.

1.4   .ASTM D5946-2004（塑料薄膜與水接觸角度的測(cè)量）.

1.5.   SO15989（塑料薄膜和薄板電暈處理薄膜的水接觸角度的測(cè)量）.

二,、參考附件

1：一些體系的接觸角參數(shù)和某些液體的表面張力值

從文獻(xiàn)記載的接觸角數(shù)值中選擇一些列于表2。其中包括難熔或極性固體及低表面能聚合物表面與某些液體的接觸角,。由于各種不同因素的影響,，不同文獻(xiàn)所報(bào)道的接觸角測(cè)定值也有些不大一樣，所以表上所列的接觸角數(shù)據(jù)有一定的變化范圍,，在此僅供參考,。同時(shí)又在表2列出了某些液₁-固-液₂界面的接觸角。

表2 一些體系的接觸角（前進(jìn)角）（20-25℃）

注：a 不同方法制取的炭可有不同的接觸角數(shù)據(jù)

b 沉積在銅上的Langmuir－Blodgett膜

表3 一些液₁-固-液₂界面的接觸角

表4 某些液體的γ（20℃）