[發(fā)明專利]一種接觸角測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710051621.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106872313B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高開(kāi)中;王永平;趙志亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州藝力鼎豐智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00;G01N13/02
• 代理公司: 蘇州知途知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32299
• 代理人: 張錦波

本發(fā)明涉及一種接觸角測(cè)量裝置，通過(guò)在對(duì)液滴圖像進(jìn)行處理，擬合得到液滴倒影和液滴本身邊緣的擬合線，兩條擬合線的交點(diǎn)即為基點(diǎn)，連接兩個(gè)交點(diǎn)即為基線，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中圖像中液、固交界處的識(shí)別困難，導(dǎo)致基線的獲取不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提高基線的獲得精度，提高接觸角的測(cè)量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種接觸角測(cè)量裝置，屬于親水性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

測(cè)定樣品的親水性的一種常用方法就是靜態(tài)接觸角法測(cè)量法，如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T24368-2009，采用接觸角法測(cè)量法測(cè)量親水性時(shí)，先要在樣品上滴上一水滴，水滴在滴在樣品后會(huì)形成一個(gè)水珠，在水珠邊緣線與樣品的交點(diǎn)做水珠邊緣線的切線，切線與樣品表面的夾角即為接觸角，接觸角越小說(shuō)明親水性越好。然而要在水珠上準(zhǔn)確測(cè)量出靜態(tài)接觸角并不簡(jiǎn)單。一種方法是通過(guò)量角器直接測(cè)量水珠的靜態(tài)接觸角，但由于測(cè)量靜態(tài)接觸角時(shí)水珠較小，而人的肉眼對(duì)切線的分辨力有限，致使測(cè)量結(jié)果精確度有限且受人為因素影響較大。

隨著數(shù)碼相機(jī)的普及和分辨率的提高，根據(jù)拍得水珠圖像而計(jì)算靜態(tài)接觸角方法的研究正逐步開(kāi)展。常用的一種靜態(tài)接觸角法的測(cè)量方法，即對(duì)水珠圖像進(jìn)行拍攝，然后在得到的水珠的圖像上獲得水珠邊緣后再使用多項(xiàng)式擬合獲得氣、液、固交界處曲線方程，其中液、固交界處(水珠與樣品的交界面)作為基線，氣、液交界處(水珠與空氣的交界面)擬合形成水珠邊緣曲線，根據(jù)水珠邊緣曲線和基線即可方便得到接觸角。但是液、固交界處的識(shí)別獲得比較困難，導(dǎo)致基線的獲取不準(zhǔn)確，從而影響接觸角的測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為克服現(xiàn)有技術(shù)中液滴測(cè)量接觸角中基線的獲取不準(zhǔn)確、接觸角的測(cè)量精度差問(wèn)題，提供一種基線的獲取準(zhǔn)確、提高接觸角的測(cè)量精度的接觸角測(cè)量裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種接觸角測(cè)量裝置，包括用于放置樣品的載物臺(tái)，用于向載物臺(tái)上的樣品滴上水珠的滴管，用于對(duì)液滴進(jìn)行水平拍攝的攝像頭，光源，以及用于接收所述攝像頭拍攝的圖像并對(duì)圖像進(jìn)行處理的以得到接觸角的處理單元；其特征在于：

所述處理單元能夠執(zhí)行以下步驟：

分別識(shí)別出圖像中液滴倒影和液滴本身的邊緣并對(duì)圖像中液滴倒影和液滴本身的邊緣分別進(jìn)行曲線擬合形成擬合線；

液滴倒影邊緣的擬合線與液滴本身邊緣的擬合線的兩個(gè)交點(diǎn)為基點(diǎn)，連接兩個(gè)基點(diǎn)得到基線；

選取其中一個(gè)基點(diǎn)，以該基點(diǎn)做液滴本身邊緣的擬合線的切線，計(jì)算該切線與基線的夾角即為接觸角；

輸出接觸角。

優(yōu)選地，本發(fā)明的接觸角測(cè)量裝置，在對(duì)圖像中液滴倒影中的邊緣進(jìn)行曲線擬合時(shí)，如果僅能識(shí)別出液滴的倒影兩端的邊緣線時(shí)，則通過(guò)兩端的邊緣線形成整個(gè)液滴倒影的擬合曲線。

優(yōu)選地，本發(fā)明的接觸角測(cè)量裝置，曲線擬合采用霍夫圓/霍夫多項(xiàng)式擬合方法。

優(yōu)選地，本發(fā)明的接觸角測(cè)量裝置，通過(guò)圖像得到基點(diǎn)和基線后，還包括測(cè)量液滴倒影邊緣的擬合線與液滴本身邊緣的擬合線到基線的最長(zhǎng)距離，然后比較兩個(gè)距離的差值，如果差值比例小于1％，則確定為最終基點(diǎn)和最終基線，如果差值比例大于1％，則重新對(duì)液滴倒影邊緣和/或液滴本身邊緣進(jìn)行擬合，并重新確定基點(diǎn)和基線，直至液滴倒影邊緣的擬合線與液滴本身邊緣的擬合線到基線的最長(zhǎng)距離之間的差值比例小于1％。

優(yōu)選地，本發(fā)明的接觸角測(cè)量裝置，測(cè)量液滴倒影邊緣的擬合線與液滴本身邊緣的擬合線到基線的最長(zhǎng)距離的方法為，做基線的中垂線，中垂線分別與液滴倒影邊緣的擬合線和液滴本身邊緣的擬合線的交點(diǎn)到基線的長(zhǎng)度分別為量液滴倒影邊緣的擬合線與液滴本身邊緣的擬合線到基線的最長(zhǎng)距離。