[發(fā)明專利]一種在超重力環(huán)境下測(cè)量接觸角的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410620488.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN104330338B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹大川;劉永明;包晟;吳子慶;郭衛(wèi)紅;何進(jìn);李大為;商澎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種在超重力環(huán)境下測(cè)量接觸角的裝置，包括長臂離心機(jī)系統(tǒng)和接觸角測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述的長臂離心機(jī)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、長臂系統(tǒng)和承重系統(tǒng)，所述的接觸角測(cè)量系統(tǒng)包括密閉腔室、進(jìn)液系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、在線觀測(cè)系統(tǒng)和樣品臺(tái)系統(tǒng)；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括變頻器、電機(jī)、減速機(jī)和長臂固定器；交流電由變頻器輸入電機(jī)，電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)安裝在長臂固定器上的長臂系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)；所述的長臂系統(tǒng)在長臂兩端分別懸掛密閉腔室和配重，長臂中部通過長臂固定絲杠和長臂固定螺母連接長臂固定器，垂直于長臂的加固定條固定支柱與長臂之間連接若干加固條；所述的承重系統(tǒng)包括滾珠軸承、承重支架和底座；長臂固定器通過滾珠軸承安裝在承重支架上，承重支架安裝在底座上；所述的密閉腔室是一個(gè)密閉的塑料盒，一端安裝在線觀測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)心鏡頭，另一端安裝照明系統(tǒng)，盒內(nèi)安裝樣品臺(tái)系統(tǒng)，樣品臺(tái)系統(tǒng)的高度與遠(yuǎn)心鏡頭的中心處于同一水平線上；所述的照明系統(tǒng)是一平行光背光源；所述的觀測(cè)系統(tǒng)包括遠(yuǎn)心鏡頭、CCD、視頻信號(hào)發(fā)射器、視頻信號(hào)接收器和電腦；CCD將遠(yuǎn)心鏡頭觀測(cè)到的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過視頻信號(hào)發(fā)射器和視頻信號(hào)接收器傳送至電腦進(jìn)行顯示；所述的樣品臺(tái)系統(tǒng)通過有機(jī)玻璃的上底板和下底板固定樣品；所述的進(jìn)液系統(tǒng)包括液體注射單元、針頭、液體注射單元發(fā)射器和液體注射單元接收器；液體注射單元中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)注射器推桿，注射器出口通過軟管連接針頭，針頭進(jìn)入密閉腔室且垂直固定于樣品正上方；液體注射單元接收器接收液體注射單元發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；所述的液體注射單元、液體注射單元接收器、CCD控制器和視頻信號(hào)發(fā)射器都固定在長臂上。

2.一種利用權(quán)利要求1所述裝置的超重力環(huán)境下測(cè)量接觸角的方法，其特征在于包括下述步驟：(1)啟動(dòng)離心機(jī)，調(diào)節(jié)變頻器旋鈕，將離心機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)到期望值；(2)待離心機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，利用液體注射單元信號(hào)發(fā)射器向液體注射單元接收器發(fā)射進(jìn)液和吸液的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)液滴在固體樣品表面上的前進(jìn)與后退；(3)利用實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉液滴在前進(jìn)或后退過程中隨時(shí)間變化的外觀圖像；(4)利用接觸角分析軟件drop?analysis-drop?snake軟件每幀圖片中液滴的前進(jìn)或后退接觸角值。