[實用新型]真實液滴法的便攜式接觸角和界面張力測試裝置

有效

• 申請號: 201320791790.0
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN203672748U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 施建輝
• 申請（專利權）人: 上海梭倫信息科技有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種采用真實液滴法擬合Young-Laplace方程的測試方法的便攜式接觸角和表界張力測試裝置，屬于化學界面分析儀器領域。?

背景技術

液-液界面張力、液-氣表面張力以及固-液接觸角值等基本指標是表征物質物理化學性質的基本參數，接觸角是指在固體水平平面上滴上一小滴液滴，固體表面上的固－液－氣三相交界點處，其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時所形成的角度，見附圖1。接觸角測試是分析固-液界面物理化學性質的最主要手段，通過測試所得到的接觸角值，經過Equation?of?state算法，僅使用一種液滴就可以非常準確的分析得出固體的表面張力值（達因值），而液-液界面張力以及液-氣表面張力的測試也是物理化學分析中最主要的物性指標。?

目前，接觸角和界面張力測試儀器通常均是標準設計的儀器，體積大，需要市電供電，不利于攜帶或野外作業，也利于復雜樣品、大尺寸樣品的測值，如現有專利資料庫中《基于高速圖像處理的液體表界面動態特性測量分析儀》專利號：200610050811.8和200620103753.6，《一種靜態接觸角的自動檢測方法》專利號201010288857.X，《接觸角及表面能測量裝置》專利號：201010600278.4，《測量接觸角裝置》專利號：200710142656.7，《一種自潔玻璃接觸角的在線測量方法》專利號：200710008521.1等。?

2011年8月，本公司申請的專利《采用真實液滴法的便攜式接觸角測試裝置》（專利號：ZL201120310388.7）中已經對這樣的便攜裝置作了一個簡單的描述，但該裝置中在光學成像系統、背景光照明系統以及整體控制結構上均比較簡單，在實際應用于產品時存在很多不足。為此，我們對該便攜式測試接觸角和界面張力的裝置進行了進一步優化。?

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題及不足，本實用新型提供了一種改進的真實液滴法的便攜式接觸角和界面張力測試裝置，實現便攜、野外測值、可測試大尺寸樣品的目的，整體設計理念為小型、通過簡單的供電方式實現裝置的正常運行。?

本實用新型的目的是通過如下的技術方案實現的。?

真實液滴法的便攜式接觸角和界面張力測試裝置，包括：儀器主體，攝像機，轉軸，主動皮帶輪，主控板，皮帶張緊壓輪，頂桿傳動桿，從動皮帶輪，絲桿，傳動結構，微量進樣器，偏光片，導軌，三通閥門，棱鏡支架，聚四氟下底板，棱鏡，魯爾接頭，針頭，遮光片，傳動機構，石英玻璃柔光片，LED背景燈。?

儀器主體上安裝有攝像機和主控板，攝像機連接主控板，儀器主體另一側設置有三通閥門，微量進樣器的下端連接三通閥門，?微量進樣器的頂端連接有頂桿傳動桿，頂桿傳動桿聯接傳動結構，傳動結構連接絲桿，絲桿通過傳動皮帶連接皮帶主動輪和皮帶從動輪，皮帶上設置有皮帶張緊壓輪，皮帶主動輪和皮帶從動輪套于絲桿上，皮帶主動輪連接的絲桿上置有轉軸、進液旋鈕、移液旋轉鈕，導軌與傳動結構連接，微量進樣器通過導液管連接至帶有魯爾接頭的針頭。?

本實用新型提供了一個適合大尺寸樣品表面測試的光學成像結構，具體包括：一個垂直安裝的攝像機，其通訊接口為USB2.0或USB3.0接口；一個與攝像機相連接的遠心鏡頭；遠心鏡頭的最前端通過一個節圈連接一個偏振光鏡片；一個90度棱鏡安裝到一個棱鏡支架上，然后固定到裝置的儀器主體上。由此，可以形成一個將液滴成像光路從水平轉向垂直的光路折轉結構。?

提供一個適合大尺寸樣品表面測試的背景光源結構，具體包括：一組LED燈組合成背景光源后，光路以垂直方向安裝到一個連接支架上；一個石英玻璃柔光片同樣以光路垂直向安裝到連接支架上；一個90度棱鏡安裝到一個棱鏡支架上，然后固定到裝置的儀器主體上；儀器主體一側加工一個側槽，插入一個遮光片，以降低背景光在小液滴接觸角測值時的光線反射，進一步優化液滴輪廓邊緣的清晰度。由此，可以形成一個將背景光路從水平轉向垂直的光路折轉結構。?

通過上述兩個光路折轉結構，可以完成測試從標準的側面拍攝接觸角或界面張力所需圖像到俯拍圖片的光路轉變，從而完成可以將裝置放到被測物表面進行測值。?