Optické prístroje na meranie kontaktného uhla môžu zaznamenávať obrázky kvapiek a automaticky analyzovať tvar kvapiek. Tvar kvapiek je funkciou povrchového napätia kvapaliny, gravitácie a rozdielov v hustote a vlhkosti medzi rôznymi vzorkami kvapaliny a okolitým médiom.
Na pevných povrchoch závisí tvar kvapiek a kontaktný uhol aj od vlastností pevnej látky (ako je voľná povrchová energia a morfológia). Získané obrázky sa analyzovali pomocou metódy prispôsobenia profilu kvapiek, aby sa určil kontaktný uhol a povrchové napätie. Povrchová voľná energia materiálu sa môže vypočítať vykonaním meraní kontaktného uhla pomocou niekoľkých kvapalín so známym povrchovým napätím.
Princíp metódy analýzy obrazu testeru kontaktného uhla
Metóda analýzy obrazu je jednoduchá metóda na meranie alebo výpočet kontaktného uhla medzi kvapalinou a pevným povrchom kvapnutím kvapky kvapaliny, ktorá spĺňa požadovaný objem, na pevný povrch pomocou technológie analýzy obrazu. Ako nástroj metódy analýzy obrazu, jeho základné komponenty nie sú okrem svetelného zdroja, vzorkovacieho stolíka, šošovky, systému snímania obrazu a uhla vzorkovacieho systému.
Metóda výpočtu kontaktného uhla je zvyčajne založená na špecifickom matematickom modeli, ako napríklad kvapku možno považovať za súčasť gule alebo kužeľa, a potom sa hodnota kontaktného uhla vypočíta meraním špecifických parametrov, ako je šírka/výška alebo priamou montážou. Young-Laplaceova rovnica opisuje vzťah medzi vnútorným a vonkajším tlakovým rozdielom uzavretého rozhrania, zakrivením rozhrania a medzipovrchovým napätím a môže sa použiť na presný opis obrysu osovo symetrickej kvapky, aby sa vypočítal jej kontakt. uhol.
Základné zloženie prístroja: svetelný zdroj, vzorkový stolík, šošovka, systém snímania obrazu, systém vstrekovania vzorky.
Princíp testeru kontaktného uhla dvojplatničkovej metódy
Keď je pevná platňa vložená do kvapaliny, iba ak je uhol medzi povrchom dosky a kvapalinou presne kontaktný uhol, bude povrch kvapaliny siahať priamo k trojfázovému spojeniu bez ohýbania. V opačnom prípade sa povrch kvapaliny ohne. Preto sa mení vloženie dosky Uhol je taký, kým nedochádza k ohybu v blízkosti trojfázového spojenia povrchu kvapaliny. V tomto čase je uhol medzi povrchom dosky a povrchom kvapaliny kontaktný uhol.
Tester tenzometrického kontaktného uhla
Táto metóda sa niekedy nazýva metóda Wilhelmyho doštičky na meranie kontaktného uhla a jej špecifický princíp je nasledujúci: do testovacej kvapaliny sa ponorí tuhá vzorková doštička. V dôsledku povrchového napätia kvapaliny a voľnej povrchovej energie tuhej látky bude silomer snímať ťahovú silu A F (zmáčacia sila)
Štvorprechodová metóda merania tester kontaktného uhla
Tester kontaktného uhla sa používa hlavne na meranie kontaktného uhla prášku. Základným princípom tohto testera kontaktného uhla je, že medzera medzi pevnými časticami v skúmavke obsahujúcej prášok je ekvivalentná zväzku kapilár. Kapilárne pôsobenie robí zmáčateľný Kvapalina na povrchu tuhého prášku preniká do práškového stĺpca. Pretože kapilárne pôsobenie závisí od povrchového napätia kvapaliny a uhla kontaktu s pevnou látkou, meranie priepustnosti kvapaliny so známym povrchovým napätím v stĺpci prášku môže poskytnúť kontakt kvapaliny so znalosťou uhla prášku.