在材料科學、表面工程、生物醫(yī)藥與涂層技術(shù)領域,動態(tài)接觸角測量儀作為探究液體與固體界面相互作用的儀器,不僅可測量靜態(tài)接觸角,更能捕捉液滴在表面鋪展、收縮過程中的前進角與后退角,進而計算出表面能、潤濕性、滯后性等關鍵參數(shù)。動態(tài)接觸角測量儀通過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、高分辨率光學成像系統(tǒng)
由變焦顯微鏡頭、高幀率工業(yè)相機(如CMOS或CCD)與可調(diào)光源構(gòu)成。顯微鏡頭提供連續(xù)光學變焦,適應不同尺寸液滴;高速相機(可達1000幀/秒)精準捕捉液滴動態(tài)變化過程,避免運動模糊;背光或側(cè)光LED光源可調(diào)節(jié)亮度與角度,增強液滴輪廓對比度,確保圖像清晰銳利。
2、精密液滴分配單元
采用步進電機驅(qū)動微量注射泵,通過超細針頭(如0.2–1.0mm)精確控制液滴體積(可至0.1μL)與生成速度。支持自動進液、停頓、回吸,實現(xiàn)前進角與后退角的循環(huán)測量。針頭可自動升降與定位,避免接觸樣品表面造成污染。
3、三維可調(diào)樣品臺
配備XYZ三軸精密平移臺,行程可達50mm以上,步進0.1μm,確保液滴準確落于待測區(qū)域。臺面平整、穩(wěn)固,可適配不同尺寸樣品(如薄膜、金屬片、織物)。部分型號集成傾斜功能,用于測量滾動角或模擬實際傾角環(huán)境。
4、圖像分析軟件
核心為基于邊緣識別的液滴輪廓擬合算法,常用方法包括Young-Laplace方程擬合、切線法或橢圓/圓擬合。軟件自動識別液滴輪廓,實時計算接觸角值,并生成動態(tài)變化曲線。支持多液滴統(tǒng)計、表面能計算(OWRK、Wu等方法)、接觸角滯后分析與數(shù)據(jù)導出。
5、環(huán)境控制模塊(可選)
為研究溫濕度影響,部分型號配備溫控樣品臺(-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),實現(xiàn)復雜環(huán)境下的動態(tài)潤濕行為研究。
6、自動化與擴展功能
動態(tài)接觸角測量儀支持自動多點測量、時間序列監(jiān)測(如蒸發(fā)過程)、表面張力測量(懸滴法)等擴展模式。通過編程實現(xiàn)無人值守批量測試,提升實驗效率。