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你的位置:首頁(yè) > 技術(shù)文章 > 標(biāo)準(zhǔn)的接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)試操作流程及測(cè)試數(shù)據(jù)各軟件對(duì)比分析
技術(shù)文章一、接觸角測(cè)量?jī)x/水滴角測(cè)量?jī)x的測(cè)試操作簡(jiǎn)單流程:
1、采用陶瓷標(biāo)定棒對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定;
2、測(cè)試分析用蒸餾水樣品的表面張力值,測(cè)試溫度條件為25℃,標(biāo)準(zhǔn)值為71.97mN/m,測(cè)試結(jié)果左、右均值為71.69mN/m,符合要求。
如下圖所示:
3、將測(cè)試布樣品剪切長(zhǎng)條小塊并采用夾具固定。
4、測(cè)試每個(gè)樣品的多點(diǎn)位置接觸角值。
二、接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)分析及各軟件測(cè)值結(jié)果對(duì)比分析
本測(cè)試結(jié)果的對(duì)比分析用圖片均來(lái)自于美國(guó)科諾的SL200KS型接觸角測(cè)量?jī)x。
1、由于該儀器采用了樣品臺(tái)微分頭驅(qū)動(dòng)的水平調(diào)整功能,因而,在水平線的獲得方面與其他公司的接觸角測(cè)量?jī)x存在區(qū)別。
2、該儀器在測(cè)試之前,已經(jīng)采用了美國(guó)科諾檢定工具進(jìn)行了檢定,測(cè)試誤差小于1度。
檢定主要是用于考察儀器的整體設(shè)計(jì)性能,檢定球采用了紅寶石球5mm球,精度0.001mm。
3、測(cè)試用布由于其自平整度比較差,反光差,獲得比較好的水平線位置的圖像存在一定的難度。
4、測(cè)試布這樣的織物材料的接觸角值,同時(shí)要求對(duì)布的張緊程度盡量保持一致,否則由于張緊程度不同而接觸角測(cè)值結(jié)果出現(xiàn)差別。
5、通過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)值結(jié)果顯示,測(cè)值結(jié)果為大于120度的疏水接觸角值。因而,樣品臺(tái)相對(duì)于鏡頭成像的左、右傾斜角度(水平)的保持相當(dāng)重要,否則極易產(chǎn)生左、右接觸角偏差,即前進(jìn)、后退角。如果產(chǎn)生了前進(jìn)、后退角,則建議采用的測(cè)值結(jié)果為本征接觸角值,同時(shí)一定要結(jié)合左、右接觸角值來(lái)綜合分析。左、右接觸角值偏差越大,說(shuō)明該樣品的表面存在化學(xué)多樣性或不干凈的可能性就越大。通常而方,對(duì)于疏水材料(接觸角值大于120度時(shí))出現(xiàn)左、右偏差5度以上時(shí),就應(yīng)重視此時(shí)的接觸角左、右值的分析。
6、通過(guò)分析同一張圖片不同軟件測(cè)值結(jié)果,可以查看出軟件的算法的精度、功能等。這也是能夠?qū)Ρ鹊玫侥膫€(gè)接觸角測(cè)量軟件更符合用戶的測(cè)試需求。
7、CAST3.0提供了將所有擬合曲線自動(dòng)保存到圖片上的功能,可以直接將圖片壓縮成視頻AVI功能,也可以直接將圖片導(dǎo)出進(jìn)行分析。同時(shí),對(duì)于保存的圖片可以進(jìn)行二次重新分析,提供圖像處理(photoshop同樣的功能)和手自一體測(cè)試算法(可手動(dòng)、也有全自動(dòng))。因而,數(shù)據(jù)的可追溯性更好、可溯源性更高、可靠度更高,更適合于企業(yè)品質(zhì)控制(不同測(cè)試人員的數(shù)據(jù)追溯)、學(xué)校研發(fā)(不同學(xué)生的數(shù)據(jù)可靠性分析,發(fā)表文章時(shí)加上擬合曲線后的圖像數(shù)據(jù)相比于僅僅源圖片更可靠)。
8、其他公司對(duì)比分析用測(cè)試軟件由第三方提供。測(cè)試數(shù)據(jù)僅對(duì)測(cè)試時(shí)的版本負(fù)責(zé)。由于軟件升級(jí)等造成測(cè)值結(jié)果可能的變化,可以通過(guò)下載相關(guān)源圖片后,進(jìn)行重新分析后作重新評(píng)估。
9、測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比僅對(duì)測(cè)試分析用圖片負(fù)責(zé),只是說(shuō)明某些算法在處理當(dāng)前圖像時(shí)的適用性或表征的細(xì)節(jié)多少情況,同時(shí)也是用于評(píng)估算法的不同性能。這些對(duì)比并非用于終評(píng)估或確認(rèn)特定軟件的優(yōu)劣之分,任何軟件均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。本文并非對(duì)此作出評(píng)論。
10、我們歡迎廣大用戶、友商的來(lái)圖、來(lái)樣對(duì)相關(guān)圖片進(jìn)行綜合分析,為您提供更適用的測(cè)試方案和更為接近實(shí)際值的測(cè)值結(jié)果。
(一)樣品305E:
1、圖片 1和2樣品不平整導(dǎo)致接觸水平線的查找遇到困難。
這種情況下需要重新調(diào)整樣品的水平傾斜角度。后面的圖片即為調(diào)整后的效果。
2、對(duì)于樣品水平線效果不好的圖片,各個(gè)軟件分析結(jié)果對(duì)比:
測(cè)試軟件 | DSA1.92 | SCA20 | CAST3 | 效果好的時(shí)候測(cè)值 |
測(cè)試結(jié)果 | 145.70 | 152.9 | 144.30 | 144.209 |
以上數(shù)據(jù)說(shuō)明
(1)接觸角分析軟件DSA1.92
Young-Laplace方程擬合算法
(2)接觸角分析軟件 SCA20
Young-Laplace方程擬合法
(3)接觸角分析軟件CAST3
ADSA-RealDrop
(4)樣品平整度好的時(shí)候的測(cè)值結(jié)果
3、樣品平整度好,水平線比較清晰時(shí)的各個(gè)軟件對(duì)比數(shù)據(jù)
測(cè)試軟件 | DSA1.92 | SCA20 | CAST3 |
測(cè)試結(jié)果 Y-L | 152.54 | 151.0 | 150.25 |
橢圓 | 140.67 | 139.9 | 140.57 |
以上數(shù)據(jù)說(shuō)明
(1)接觸角分析軟件DSA1.92
Young-Laplace方程擬合法
同一張圖片采用橢圓擬合時(shí),測(cè)值結(jié)果為140度
(2)接觸角分析軟件SCA20
Young-Laplace方程擬合法
對(duì)于同一張圖片,采用橢圓擬合時(shí),角度值左右分別為139.9和139.6度
(3)接觸角分析軟件 CAST3.0
ADSA-RealDrop法
橢圓擬合時(shí),結(jié)果為140度,且明顯的橢圓擬合度在接觸點(diǎn)位置的輪廓重合度比較差。
(二)樣品51
1、第5張圖片開始采用的圖像預(yù)處理功能。
可以明顯看到邊緣的清晰度提升了,但是也出現(xiàn)了一些噪點(diǎn)。第1張是沒(méi)有預(yù)處理的圖片,第2張是預(yù)處理的圖片,第3張是預(yù)處理過(guò)度的圖片。
需要說(shuō)明的是
① 3張圖片測(cè)點(diǎn)位置不同,所以,極可能測(cè)值結(jié)果也會(huì)不明。測(cè)值結(jié)果的可靠性取決于圖像邊緣與擬合曲線(綠色線)的重合度。重合度高,測(cè)值結(jié)果也更可靠。
② 適當(dāng)?shù)膱D像預(yù)處理,可以提升分析測(cè)試接觸角的精度。對(duì)于布這樣的樣品,具有一定的提升作用。
(三)樣品A1
本測(cè)試樣品出現(xiàn)了明顯的左、右接觸角不致,即非軸對(duì)稱性。對(duì)于此種情況下,各個(gè)分析軟件的擬合結(jié)果對(duì)比表如下:
測(cè)試軟件 | DSA1.92 | SCA20 | CAST3 |
測(cè)試結(jié)果 Y-L | 145.02 | 146.1 | 145.199 137.62 |
橢圓 | 138.2 137.9 | 137.4 |
|
切線法 | 124.0 125.9 | 127.3 123.8 |
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通過(guò)如上數(shù)據(jù)可以明顯看出
(1)接觸角分析軟件 DSA1.92
Young-Laplace方程擬合法
橢圓擬合時(shí)
切線法
(2)接觸角分析軟件SCA20
Young-Laplace方程擬合法
橢圓擬合
切線法
(3)接觸角分析軟件CAST3.0
ADSA-RealDrop法
(四)樣品W1
本樣品也出現(xiàn)了明顯的非軸對(duì)稱。對(duì)于非軸對(duì)稱性的數(shù)據(jù)進(jìn)行再一次對(duì)比如下:
測(cè)試軟件 | DSA1.92 | SCA20 | CAST3 |
測(cè)試結(jié)果 Y-L | 143.15 | 146.6 | 140.521 150.86 |
橢圓 | 136.3 136.4 | 136.8 |
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切線法 | 136.4 138.6 | 132.5 138.9 |
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通過(guò)如上數(shù)據(jù)可以明顯看出
(1)接觸角分析軟件DSA1.92
Young-Laplace方程擬合法
橢圓
切線法
(2)接觸角分析軟件 SCA20
Young-Laplace方程擬合法
橢圓擬合
切線法
(3)接觸角分析軟件CAST3
ADSA-RealDrop
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