一、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)試方法有哪些，各自的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)分析？

（1）簡(jiǎn)單幾何算法：量角器法和寬高法（圓法或θ/2）法。量角器法采用一條直線傾斜并判斷其是否相切于液滴輪廓的方式分析接觸角值。而寬高法則假設(shè)液滴輪廓符合一個(gè)圓弧曲線，即假設(shè)液滴為球冠的一部分。因而，寬高法有時(shí)也被稱(chēng)為小球完法。此時(shí)，通過(guò)圓弧的寬與高，并采用反三角函數(shù)計(jì)算出接觸角值。

本方法的優(yōu)勢(shì)：

人眼觀測(cè)即可。

采用軟件全自動(dòng)測(cè)試時(shí)，速度快。
本方法的缺陷：

測(cè)值誤差大，重復(fù)性不好，精度不高，量角器法通常為2度甚至更高，寬高法時(shí)為1度左右；

受人為因素影響較大，特別是量角器法，每個(gè)人的判斷依據(jù)均不同，因而無(wú)法形成一個(gè)可接受的共識(shí)結(jié)果。而寬高法在像素的選擇時(shí)，因判斷像素點(diǎn)少，精度很難達(dá)到很高；

易受噪聲點(diǎn)影響，特別是采用寬高法自動(dòng)分析時(shí)，背景的噪聲會(huì)明顯影響到測(cè)值結(jié)果；

受液滴體積的影響。因其小球冠的前提假設(shè)，大液滴明顯存在重力影響，測(cè)值結(jié)果存在偏差。還有一個(gè)不被重視的情況為，在接觸角大于80度或超疏水材料（150度以上）時(shí)，事實(shí)上小液滴（2uL或1uL），液滴形狀也因重力而改變。
（２）圓法，橢圓法：具體測(cè)試過(guò)程為：拍攝液滴輪廓圖像，采用圖像識(shí)別技術(shù)擬合圖像的邊緣，提取邊緣曲線的坐標(biāo)，將坐標(biāo)曲線與曲線方程進(jìn)行最小二乘擬合，從而得到最終的方程曲線。在得到曲線方程后，在接觸的兩端點(diǎn)處求導(dǎo)并進(jìn)而得到接觸角值。
本系列算法的優(yōu)點(diǎn)：

易被理解和接受。本系列算法涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有限，只涉及簡(jiǎn)單的幾何以及高數(shù)知識(shí)，所以，易于被使用者所理解；

測(cè)試精度較高，通常而言，在控制液滴量的情況下，且擬合曲線與輪廓曲線重合度高時(shí)，精度可達(dá)0.5°(圓擬合或橢圓擬合)；

圓擬合法以及橢圓擬合法不易受背景噪聲點(diǎn)影響，自動(dòng)擬合的成功率較高。特別是圓擬合法，在5度以內(nèi)的接觸角測(cè)試時(shí)，是首選算法。
本系列算法的缺點(diǎn)：

受液滴大小或重力影響較大，特別是圓擬合法；

橢圓擬合法擬合10度以內(nèi)接觸角值以及特殊情況下的接觸角值（如150度以上超疏水材料的接觸角值等，此時(shí)的重力影響已經(jīng)影響到輪廓，特別是中心線以下的輪廓與以上部分不再對(duì)稱(chēng)時(shí)）；

無(wú)法真實(shí)表征界面化學(xué)現(xiàn)象，如化學(xué)多樣性、重力的體現(xiàn)、界面化學(xué)的三明治效應(yīng)等；

無(wú)法擬合非軸對(duì)稱(chēng)圖像，除橢圓能夠擬合部分非軸對(duì)稱(chēng)的圖像以及切線法外。

（3）Young-Laplace方程擬合法：將Young-Laplace方程引入到接觸角及界面張力（表面張力）的測(cè)試過(guò)程中，從而綜合考慮到了重力、浮力、界面張力等各個(gè)因素的影響，也更為真實(shí)的表征了固－液－氣或固－液－液三相體系的界面化學(xué)現(xiàn)象。相較于如上兩個(gè)類(lèi)別的算法，其測(cè)值精度、重復(fù)性均比較高。本方法的具體實(shí)施過(guò)程為：拍攝液滴輪廓圖像，采用圖像識(shí)別技術(shù)提取圖像邊緣并得到坐標(biāo)點(diǎn)，用坐標(biāo)點(diǎn)擬合Young-laplace方程并得到表面張力值、體積值、表面積值以及接觸角值等參數(shù)。

本方法的缺點(diǎn)：

對(duì)外形的要求清晰度很高，外觀輪廓不清晰會(huì)影響到測(cè)試的數(shù)據(jù)。

對(duì)于小接觸角值，如低于3度以下時(shí)，因采用的擬合邊緣不夠，精度一般。
本方法的優(yōu)點(diǎn)：

可以修正重力、浮力對(duì)接觸角測(cè)值的影響，不受液滴體積的影響，精度高，重復(fù)性好；

可以用于超疏水材料的接觸角值，特別是針對(duì)大于80度以上的接觸角值測(cè)值，擬合度非常高；（3）可以真實(shí)反應(yīng)固－液－氣或固－液－液三相體系的接觸角值。
（4）微分圓法，微分橢圓法

本方法由晟鼎精密研發(fā)，即能優(yōu)化普通圓法，橢圓法的不足之處，對(duì)于大小角度的測(cè)試數(shù)據(jù)，大限度的接近真實(shí)數(shù)據(jù)。但目前被應(yīng)用的儀器很少。

二、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的進(jìn)樣器如何清洗？視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x進(jìn)樣量的范圍是多少？
　　進(jìn)樣器和針頭屬于消耗品，可采用超聲波清洗機(jī)清洗。若進(jìn)液為膠水等清洗不掉的樣品，則建議一次性使用，以免交叉污染。測(cè)試接觸角值之前或測(cè)試界面張力之前，建議先用蒸餾水判斷一下進(jìn)液器以及針頭是否干凈。具體判斷方法為采用懸掛滴法，測(cè)試水的表面張力值。接觸角測(cè)試儀的進(jìn)液器的材質(zhì)包括了多個(gè)部分，如針管、頂針、針頭、密封件等。針頭的材質(zhì)分為聚四氟乙烯、不銹鋼、塑料等。針頭同時(shí)存在不同粗細(xì)針頭的選購(gòu)問(wèn)題。晨鼎精密提供幾種不同規(guī)格的針頭。為了防止氣泡產(chǎn)生，請(qǐng)使用快推慢抽的方式。

三、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的檢測(cè)樣品臺(tái)上是否需要薄膜等輔助耗材？
　　在樣品臺(tái)保持干凈的條件下，不需要輔助耗材。但是，如果樣品臺(tái)無(wú)法保持干凈或?qū)y(cè)試要求較高時(shí)，建議采用載玻片等玻璃或薄膜等耗材進(jìn)行保護(hù)，以免二次污染而影響測(cè)值。以下是晟鼎精密提供給客戶在測(cè)量一些特殊樣品測(cè)試時(shí)，需要用到相應(yīng)配件。

四、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的表面張力或界面張力的測(cè)定原理？
　　采用懸滴法，液滴在針頭下面形成一個(gè)懸著的液滴。這個(gè)液滴的形狀符合Young-Laplace方程。擬合方法即可得到表面張力值。目前我們的算法為第四代算法，精度與敏感度較高。而國(guó)外的均是第二代算法，國(guó)內(nèi)是第一代算法。

五、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的相機(jī)是自動(dòng)調(diào)焦不是手動(dòng)？
　　目前通常標(biāo)配的相機(jī)是手動(dòng)對(duì)焦，我們同時(shí)提供自動(dòng)對(duì)焦的鏡頭供選購(gòu)。連續(xù)變倍變焦箭頭，6倍光學(xué)放大，無(wú)畸變遠(yuǎn)心鏡頭，多層鍍膜技術(shù)鏡片組，黑白成像，更接近測(cè)試液體邊框。

?

六、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的光源部分詳細(xì)構(gòu)造？
　　光源密集排布陣列LED冷光源，使用壽命高達(dá)5萬(wàn)小時(shí)，亮度均勻且對(duì)液滴體積影響降到最低，同時(shí)大大降低光源散射，衍射，漫反射等對(duì)成像造成的影響。這樣可以滿足測(cè)試吸水材料、動(dòng)態(tài)界面張力測(cè)試、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)試、滾動(dòng)角測(cè)試等各種復(fù)雜要求。

?

七、視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的相機(jī)主機(jī)本身是否有內(nèi)存，以滿足高速成像空間較大的需求？
　　可以升級(jí)高速攝像機(jī)帶內(nèi)存的，工業(yè)級(jí)相機(jī)可以通過(guò)USB數(shù)據(jù)傳輸，最高視頻速度每分種25楨。做靜態(tài)動(dòng)態(tài)處理時(shí)測(cè)量精準(zhǔn)，同時(shí)可選配29.楨調(diào)整相機(jī)和其它傳輸接口。

八、是否可提供現(xiàn)場(chǎng)考察？
　　晟鼎精密非常歡迎用戶現(xiàn)我們的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室參觀。視頻光學(xué)接觸角測(cè)量的選購(gòu)涉及非常多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和選購(gòu)技巧，針對(duì)用戶的應(yīng)用也有非常多的解決方案。用戶親臨現(xiàn)場(chǎng)也可以對(duì)儀器的測(cè)試精度、操作方便、技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、服務(wù)等各個(gè)方面進(jìn)行綜合選型比較，以便選購(gòu)一臺(tái)符合要求測(cè)試要求、買(mǎi)得放心的儀器。