CN102135490A - 接触角及表面能测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接触角及表面能测量装置，它是由普通网络摄像头采集图像信息，通过USB口将图像信息传入计算机，通过自发研制的计算机软件进行分析并能自动保存实验数据。通过并口对与载样台相连的三个步进电机进行控制，步进电机通过USB供电，有效降低了设备成本。本发明的有益效果是，可通过计算机方便快捷的测量固体样品表面的接触角及表面能值，由于采用普通网络摄像头为图像采集元件，成本低。

Description

接触角及表面能测量装置
所属技术领域
本发明涉及一种接触角及表面能测量装置，尤其是能与计算机相连，快速测量给出结果，并能保存多种格式的实验数据。
背景技术
接触角测量在新材料性能研究、材料防护、医药、半导体、化妆品、生命科学、油墨工业及其他领域都有重要应用。
目前，国内外对材料表面接触角的测量技术已经相当成熟。复杂至大型材料表面性能检测仪，简单至普通光学显微镜改装的接触角量角仪，以满足不同的接触角测量需求。结构复杂的测量仪器价格昂贵，操作相对复杂；结构简单的仪器测量方法简单，处理数据复杂，浪费大量的人力。
发明内容
为了降低仪器成本且提高测量效率，本发明提供一种接触角及表面能测量装置，该装置具有成本低、操作简单、数据保存方便等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
接触角及表面能测量装置，其特征是：白光LED安放在聚光凹面镜内并与磨砂片安放在上支架内一端的挡板上，非对称透镜组、透镜组套管、CCD成像系统和CCD保护壳安放在CCD固定架，并一起安放到上支架内；水平滑杆安放在滑杆架上并固定在底座上，水平横向螺杆式步进电机安装到水平电机支架上并安放到水平滑杆上，垂直向步进电机安装到垂直向步进电机支架并通过滑动组件安放在水平电机支架上，垂直向步进电机固定在滑杆套上，载样台支撑滑杆下端插入滑杆套上端与载样台相连，水平纵向螺杆式步进电机通过传动卡齿与水平电机支架相连；下支架安放到外壳底部，再安放底座再安放上支架，最后将表盖安好。
调整非对称透镜组与磨砂片之间距离使CCD成像系统成像最清晰。
所述磨砂片为磨砂处理过的塑料片，所述载样台在三个步进电机牵引下可三维方向自由移动。
载物台由计算机并口控制三个步进电机牵引，能达到空间所需测量的任意 位置。
图像采集采用普通的网络摄像头，通过USB口将图像采集到计算机；整个实验装置均由网络摄像头USB口供电。
将固体样品放置在由三个步进电机控制的载物台上；软件部分采用半角法测量接触角的大小，只需单击液体与固体样品表面接触面的两端点及液体的最高点，计算机自动计算接触角的大小；选用不同的液体通过接触角测量，计算机自动计算固体样品表面的表面能量，并给出极性分量与非极性分量的值；可保存测量图片，也可将测量数据保存为EXECEL文件格式，方便数据的深处理。
本发明的有益效果是，可通过计算机方便快捷的测量固体样品表面的接触角及表面能值，由于采用普通网络摄像头为图像采集元件，成本低。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构剖面图。
图1中：1.表盖；2.聚光凹面镜；3.白光LED；4.磨砂片；5.载样台；6.传动卡齿；7.水平纵向螺杆式步进电机；8.非对称透镜组；9.透镜组套管；10.CCD成像系统；11.CCD保护壳；12.CCD固定架；13.上支架；14.滑杆架；15.水平滑杆；16.底座；17.下支架；18.外壳；19.垂直向步进电机支架；20.垂直向步进电机；21.滑杆套；22.载样台支撑滑杆；23.滑动组件；24.水平电机支架；25.水平横向螺杆式步进电机
具体实施方式
接触角及表面能测量装置，其特征是：白光LED 3安放在聚光凹面镜2内并与磨砂片4安放在上支架13内一端的挡板上，非对称透镜组8、透镜组套管9、CCD成像系统10和CCD保护壳11安放在CCD固定架12，并一起安放到上支架13内；水平滑杆15安放在滑杆架14上并固定在底座16上，水平横向螺杆式步进电机25安装到水平电机支架24上并安放到水平滑杆15上，垂直向步进电机20安装到垂直向步进电机支架19并通过滑动组件23安放在水平电机支架24上，垂直向步进电机20固定在滑杆套21上，载样台支撑滑杆22下端插入滑杆套21上端与载样台5相连，水平纵向螺杆式步进电机7通过传动卡齿6与水平电机支架24相连；下支架17安放到外壳18底部，再安放底座16再安放上支架13，最后将表盖1安好。
调整非对称透镜组8与磨砂片4之间距离使CCD成像系统10成像最清晰。
所述磨砂片4为磨砂处理过的塑料片，所述载样台5三个步进电机牵引下可三维方向自由移动。
载物台5由计算机并口控制三个步进电机牵引，能达到空间所需测量的任意位置。
图像采集使用普通的网络摄像头，通过USB口将图像采集到计算机；整个实验装置均由网络摄像头USB口供电。

Claims (5)

1.接触角及表面能测量装置，其特征是：白光LED(3)安放在聚光凹面镜(2)内并与磨砂片(4)安放在上支架(13)内一端的挡板上，非对称透镜组(8)、透镜组套管(9)、CCD成像系统(10)和CCD保护壳(11)安放在CCD固定架(12)，并一起安放到上支架(13)内；水平滑杆(15)安放在滑杆架(14)上并固定在底座(16)上，水平横向螺杆式步进电机(25)安装到水平电机支架(24)上并安放到水平滑杆(15)上，垂直向步进电机(20)安装到垂直向步进电机支架(19)并通过滑动组件(23)安放在水平电机支架(24)上，垂直向步进电机(20)固定在滑杆套(21)上，载样台支撑滑杆(22)下端插入滑杆套(21)上端与载样台(5)相连，水平纵向螺杆式步进电机(7)通过传动卡齿(6)与水平电机支架(24)相连；下支架(17)安放到外壳(18)底部，再安放底座(16)再安放上支架(13)，最后将表盖(1)安好。
2.根据权利要求1所述的接触角及其表面能测量装置，其特征是：非对称透镜组(8)与磨砂片(4)之间距离为CCD成像系统(10)成像最清晰。
3.根据权利要求1所述的接触角及其表面能测量装置，其特征是：所述磨砂片(4)为磨砂处理过的塑料片，所述载样台(5)在三个步进电机牵引下可三维方向自由移动。
4.根据权利要求1所述的接触角及其表面能测量装置，其特征是：载物台(5)由计算机并口控制的三个步进电机牵引，能到达空间所需测量的任意位置。
5.根据权利要求1所述的接触角及其表面能测量装置，其特征是：图像采集采用普通网络摄像头，通过USB口将图像采集到计算机；整个实验装置均由网络摄像头USB口供电。
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