[發明專利]弱憎水表面靜態接觸角測量方法及系統

有效

• 申請號: 201711023358.6
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107817194B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 閻志鵬;梁曦東;李少華;羅兵;何子蘭;張福增
• 申請（專利權）人: 清華大學;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01B11/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種弱憎水表面靜態接觸角測量方法及系統，包括：獲取液滴靜置于待測弱憎水表面的圖像；根據液滴靜置于待測弱憎水表面的圖像，確定所液滴的輪廓線和液滴與待測弱憎水表面的基線；根據基線與輪廓線，確定三相接觸點的位置；識別在輪廓線上的多個關鍵點；根據多項式擬合法，局部擬合多個關鍵點形成擬合曲線；根據擬合曲線、基線、三相接觸點的位置，得到待測弱憎水表面的靜態接觸角。本發明通過對液滴滴在弱憎水性表面的圖像，對滴入的局部輪廓線進行了局部多項式擬合，通過局部擬合得到弱憎水性表面靜態接觸角的測量值，有效的提高了弱憎水性表面靜態接觸角的測量值的精度。且本發明構思巧妙，設計新穎，實用性強。

技術領域

本發明涉及表面及界面測量的方法創新技術領域，特別涉及一種弱憎水表面靜態接觸角測量方法及系統。

背景技術

隨著中國電力系統的發展，復合絕緣子被廣泛的應用于特高壓交、直流輸電系統中。目前運行中的復合絕緣全部為硅橡膠復合絕緣子。硅橡膠材料能夠廣泛的應用主要是由于其憎水性和憎水性遷移特性。但是，復合絕緣子出現的主要問題，例如：老化，主要表現為外絕緣材質的劣化，一般并不直接導致絕緣子承擔電氣或機械負荷功能的喪失。對于絕緣子的老化測量和表征的主要方法為測量材料的憎水性參數，靜態接觸角是一種有效的測量液滴憎水性的方法。

目前主要的靜態接觸角的測量和擬合方法有，圓擬合法、橢圓擬合法、Laplace-Young方法、正切擬合法等。但是目前這些方法在測量弱憎水性表面靜態接觸角的過程中，存在擬合精度低或過擬合的問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種弱憎水表面靜態接觸角測量方法。該弱憎水表面靜態接觸角測量方法通過對液滴滴在弱憎水性表面的圖像，對滴入的局部輪廓線進行了局部多項式擬合，通過局部擬合得到弱憎水性表面靜態接觸角的測量值，有效的提高了弱憎水性表面靜態接觸角的測量值的精度。且本發明構思巧妙，設計新穎，實用性強。

本發明的另一個目的在于提出一種弱憎水表面靜態接觸角測量系統。

為了實現上述目的，本發明的一方面公開了一種弱憎水表面靜態接觸角測量方法，包括：獲取液滴靜置于待測弱憎水表面的圖像；根據所述液滴靜置于待測弱憎水表面的圖像，確定所述液滴的輪廓線和所述液滴與待測弱憎水表面的基線；根據基線與所述輪廓線，確定三相接觸點的位置；識別在輪廓線上的多個關鍵點；根據多項式擬合法，局部擬合所述多個關鍵點形成擬合曲線；根據所述擬合曲線、基線、三相接觸點的位置，得到待測弱憎水表面的靜態接觸角。

根據本發明的弱憎水表面靜態接觸角測量方法，通過對液滴滴在弱憎水性表面的圖像，對滴入的局部輪廓線進行了局部多項式擬合，通過局部擬合得到弱憎水性表面靜態接觸角的測量值，有效的提高了弱憎水性表面靜態接觸角的測量值的精度。且本發明構思巧妙，設計新穎，實用性強。

另外，根據本發明上述實施例的弱憎水表面靜態接觸角測量方法還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述根據擬合曲線、基線、三相接觸點的位置，得到待測弱憎水表面的靜態接觸角的步驟具體包括：根據擬合曲線得到擬合曲線的表達式和多項式系數；根據擬合曲線的表達式和多項式系數，計算三相接觸點的位置處的切線；根據切線和基線，計算所述待測弱憎水表面的靜態接觸角。

進一步地，還包括：根據多項式陣列計算多項式系數，其中，所述多項式陣列的公式為：

其中，k是擬合多項式的次數，(x_n,y_n)是關鍵點的位置。

進一步地，還包括：對比所述擬合曲線和輪廓線，調整擬合多項式的階數以優化擬合結果。