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接觸角測量方法之:圓法和橢圓法,不同測量方法對應(yīng)不同角度的測量

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  晟鼎接觸角測量儀有:切線法,寬高法,橢圓法,拉普拉斯楊法。這一篇我們重點(diǎn)說的是寬高法和橢圓法的區(qū)別。
? ?  寬高法,也叫圓法,也叫θ/2法,都是運(yùn)用圓方程式來擬合液滴的概括形狀,從而核算出接觸角。以下是我們機(jī)器在用圓法測試時全自動擬合的截圖:
圓環(huán).JPG
? ?下圖是同樣的水滴,我們用橢圓法進(jìn)行測量時的圖片。
橢圓.JPG

? ?寬高法是假定了液滴(截面)的形狀為圓的一部分,從而用左右兩個角度算下來的平均值,從而得到一個接觸角度。這種方法適用范圍限于球狀或挨近球狀的液滴。由于重力的影響,嚴(yán)格地講,液滴的形狀都違背球型:違背的程度隨液滴的體積增大而增大;在相同的體積下,液體的比重越大,表面張力越小,違背的起伏也越大。其次,這種方法用于測試小于20度的角度,會精準(zhǔn)一些。

  留意:液滴高度/寬度法也是一整體液滴法。在核算時思考的是全部液滴的概括形狀,不是局部,所以當(dāng)液滴的形狀遭到其它物體攪擾時,如針管置于液滴內(nèi),就會影響辦法的準(zhǔn)確性,乃至不再適用。

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? ?通常情況下,關(guān)于體積小于5微升的水液滴,其所受的重力對形狀的影響被以為小到可忽略不計(jì),此刻可用本辦法核算。 經(jīng)過測量液滴的高度和寬度來核算接觸角的辦法本來即是圓法最簡略運(yùn)用。目前的國家標(biāo)準(zhǔn)對于精確度的計(jì)算,都是用的寬高法。市場上80%的接觸角測量儀,也是用這種方法進(jìn)行擬合和計(jì)算,但是寬高法是不是完美的接觸角計(jì)算方法呢,答案是否定的。因?yàn)楫?dāng)液滴的體積較大,或液體本身的比重很大,或液體的表面張力相對較小,形成其形狀顯著違背球形,而是一個橢圓形狀。此刻運(yùn)用寬高法可能會致使很大的測量誤差,可大至幾十度。所以必定要留意寬高法的局限性。?用戶在實(shí)際測試的時候,相同樣品和相同注液量的情況下,用圓法測試小角度較為合理。如果為疏水角度,也就是說大于20度小于120度的角度,則需要用橢圓法。

? ? 在實(shí)際操作過程中,不同計(jì)算方法導(dǎo)致不同測試結(jié)果的情況出現(xiàn)過很多次。在SDC-200接觸角測試儀測試出來的數(shù)據(jù)為110度,而換了另外一臺別的廠家的機(jī)器,數(shù)據(jù)變成100度了,如此大的誤差究竟是什么導(dǎo)致的呢?我們每次都問用戶幾個問題:

? ? 1、是否是相同批次的樣品。

? ? 2、注液精度是否一樣,晟鼎的注液精度是每次2微升。不同的注液精度受重力影響會影響測試數(shù)據(jù)。

? ? 3、計(jì)算方法是寬高法還是圓法。

? ? 4、擬合時是全自動的還是需要手動找基線進(jìn)行擬合。手動找基線可能出現(xiàn)操作者人工誤差導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

接觸角測量儀分析結(jié)果

  所以,晟鼎精密主張寬高法只用來核算接觸角小于20度的液滴,或形狀等于或挨近于球的液滴。大于20度的液滴可以用橢圓法。如果軟件同時具備不同的測試方法,則說明軟件開發(fā)合理,符合用戶體驗(yàn)。

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