如何通过接触角测量仪/水滴角测量仪技术指标来区分接触角测量仪及水滴角测量仪的技术区别以及优缺点

如何通过接触角测量仪/水滴角测量仪技术指标来区分接触角测量仪及水滴角测量仪的技术区别以及优缺点。

如下所示的技术指标是国产的接触角测量仪/水滴角测量仪的技术指标，从指标项来看，其主要特征可以体现为：

一、该接触角测量仪的校准工具采用了玻璃校准板。

从指标项：2） 带标准校正标样 可以看出。

二、该仪器的硬件设计方面没有考虑到各不同部件的控制精度要求：

1、上下移动 手动，行程80mm，精度0.1mm

通常情况下，上下移动的精度要求比较高，通常需要0.01mm的精度，这样控制起来更为方便，不至于样品被移动得忽高忽低。

2、进样器移动：上下100mm; 左右100mm

这部分的控制通常是完成移液和位置控制，在显微条件下，通常要求移动范围不是很大，但对精度要求比较高。通常以0.01mm精度为准。

3、工业镜头移动：前后180mm（微调3mm）

这部分是完成调整焦距的工作，通常要求移动范围不大，但是精度要求为0.01mm甚至更低。

4、该仪器不提供样品台独立水平调整功能，因而，在硬件设计上存在较大问题。

从如上考察来看，该仪器为基础型量角器，控制精度极低，通常无法完成高精度样品的定位（如定位在1mm之内位置定点），控制精度一般。通常这样的所谓的接触角测量仪是没有经过整体设计的，是将卧式显微镜进行简单的改装后实现的。大部分国产的接触角测量仪事实上均采用了齿轮齿条滑台控制件以及显微镜中的升级系统等，达不到水滴角测量的技术设计精要所要求的：0.01mm控制精度,样品台以及镜头独立调整水平度，且要求为0.01mm精度的高精度要求。因而，这些仪器是将低价配件组装后的不合格品。

三、软件功能方面：

（1）国内的接触角测量分析软件自动椭圆拟合法（一键自动拟合，不存在人工误差）包括：
圆法拟合（Circle method）（适用于低角度接触角测量）
椭圆/斜椭圆拟合法（Ellipse/Oblique ellipse）（适用于高角度接触角拟合）
LY（应用于120°以上高角度接触角测量）
微分椭圆法/微分圆法（Differential circle / Differential ellipse）（应用于不规则液滴形态接触角的拟合）
 

这部分指标体现了该仪器仅仅是简单的量角器，即只有椭圆、圆拟合的功能。而真正测试接触角值或水滴角值的通常采用的算法为阿莎，可以自动修正重力系统，并将接触角与表面张力、重力综合参与分析，得到相应的左、右接触角值以及本征接触角值，3D接触角值。

因而，在没有出现阿莎算法的技术指标时，通常的接触角测量仪仅仅可视为1950-1980年代的第二代量角器阶段的接触角值，且是所谓的接触角值。这些值仅能够提供部分参考意义，由于将表面张力排除在外量角，不修正重力，因而，测值结果的重复性以及本身的精度均不值得信任。

四、其他指标：

通常而言，在没有的3D接触角校准工具的配合下，一些指标是无法进行验证的，如接触角测量精度等。而检验接触角测量精度的工具目前为止只有3D红宝石校准工具，通过改变0.01mm的高度，判断接触角测值的误差。

而检验表面张力测值精度的方法通常是通过已知液体，通常采用蒸馏水的方法进行判断。当然，在测试算法上目前阿莎算法是比较的算法，具体可参考A.W.Neumann教授相关文献。

具体指标如下所示： 这样的仪器是仅需要8000元左右即可完成组装的低价数码量角器。

水滴角测试仪 SPEC
1） 带表面张力和表面能测试软件功能
2） 带标准校正标样

工作台面尺寸：120mm*150mm
 工作台移动：
a) 前后移动 手动，行程80mm，精度0.1mm b) 左右移动 手动，行程80mm，精度0.1mm c) 上下移动 手动，行程80mm，精度0.1mm
 样品台尺寸：10寸
 进样器移动：上下100mm; 左右100mm
 工业镜头移动：前后180mm（微调3mm）
 工业镜头：0.7X *-4.5X高清远心连续变倍变焦显微镜
 CCD：SONY原装进口高速工业级芯片；25帧/S、60帧/S、300帧/S、1000帧/S（标配25帧/S；可选配）
 镜头角度可调试：仰视、平视、俯视多视角观察
 光源：LED可调节蓝色基调工业级冷光源；使用寿命达贰万伍仟小时以上
 电源及功率：220V / 60HZ
分析软件：
（1）国内的接触角测量分析软件自动椭圆拟合法（一键自动拟合，不存在人工误差）包括：
圆法拟合（Circle method）（适用于低角度接触角测量）
椭圆/斜椭圆拟合法（Ellipse/Oblique ellipse）（适用于高角度接触角拟合）
LY（应用于120°以上高角度接触角测量）
微分椭圆法/微分圆法（Differential circle / Differential ellipse）（应用于不规则液滴形态接触角的拟合）
（2）动态接触角拟合包括：
润湿性能测试（Wettability）（应用于慢性吸收材料、润湿材料的表面吸收或润湿性能测试，批量处理）
视频拟合（Video analysis）（应用于吸收或润湿速度较快的样品的吸收或润湿性能测试，视频动态处理）
（3）动态表面/界面张力测量（Measurement of dynamic surface / interfacial tension）（测量液体整个过程的张力变化趋势，更的判定其真实的表面/界面张力）
（4）表面能量计算（Surface energy）（使用主流的多种表面能计算方式测量对固体表面能量进行分析）
（5）粘附功（Adhesion work）等多功能测试
规格：
 接触角测量范围：0-180°
 接触角测量精度：±0.1°
 表界面张力测量范围：0-2000mN/m；测量精度：0.01 mN/m
 高精度自动滴液系统：软件高精度滴液系统；滴液精度：0.0 1μl
 接触角高精密仪器校准片：德国原装进口接触角角度校准标准片3°5°8° ；60°90°120°；115°（选配）