CN103439848A - 一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置及方法 - Google Patents

一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置及方法，包括载物平台，所述载物平台上放置样品板，所述样品板上放置圆形水平仪，所述载物平台后方放置垂直于地面的矩形背景板，所述载物平台前方放置拍摄器组。本发明拍摄时仅需简单操作即可达到水平拍摄要求，且定量化的拍摄位置及角度方便拍摄者迅速进行拍摄，以适应实际拍摄任务的需要。

Description

一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置及方法
技术领域
本发明涉及拍摄领域，特别涉及一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置及方法。
背景技术
一般用测量憎水角的大小以评判涂层表面的憎水性、表面能等化学性能。目前测量憎水角的方法多采用专业仪器——表面接触角测试仪。该仪器虽测量较为精确，且拍摄流程和图像处理全自动化，但仪器造价昂贵，结构复杂，维护和使用成本很高，且不能在实际的工程应用中及时采集憎水性能数据。故在工程和实验中，表面接触角测试仪不具有经济实用性，无法实现广泛的应用。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置及方法。
本发明采用如下技术方案：
一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，包括载物平台，所述载物平台上放置样品板，所述样品板上放置圆形水平仪，所述载物平台后方放置垂直于地面的矩形背景板，所述载物平台前方放置拍摄器组。
所述拍摄器组包括三角架及固定在三角架上的相机，所述相机镜头与拍摄区域的高度一致。
所述三角架在400-1700mm范围上下调节高度，直至从相机镜头内目视样品上表面前后水平线重合，且镜头内水平限制线与样品表面平行。
还包括聚光灯，所述聚光灯分别安装在距离载物平台左右两侧15-20cm处的上方。
所述矩形背景板是粉色。
还包括参照物。
所述参照物为圆柱形，且距离测量区域1-2cm。
所述载物平台设有螺母调节装置。
一种采用单反相机拍摄静态接触角的拍摄方法，包括如下步骤：
将样品板放于载物平台，打开左右聚光灯；
在距离载物平台0.2-0.3m处放置三角架，调节三角架至水平，同时对相机调焦，对焦至载物平台中心位置；
放置圆形水平仪于样品板上表面需测量憎水性的区域，使圆形水平仪内气泡处于中心的圆圈内；
调节三脚架高度直至从镜头内目视样品上表面前后水平线重合，且镜头内水平限制线与样品表面平行，保持样品测量区域位于画面正中偏下的位置，即画面距下边界三分之一处，并对相机进行细调焦，对焦至样品平面略靠前位置；
移除圆形水平仪，在样品测量区域1-2cm放置参照物；
在样品测量区域内采用专用器械滴水滴，水滴体积为6μL-15μL，调整相机镜头焦距，使之刚好对焦至水滴轮廓线处；
调节聚光灯，观察镜头，使镜头内视野明亮，且水滴及参照物无阴影；
开启相机自动延时拍照功能，关闭相机闪光灯，得到静态接触角的照片。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
该摄影装置成本低，设备简单易拆分，移动灵活，维护方便，拍摄效果好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中载物平台正视图。
图3是本发明载物平台下方支座细节图。
图中示出：
1-聚光灯，2-圆形水平仪，3-矩形背景板，4-样品板，5-载物平台，6-相机。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，包括载物平台5，所述载物平台5上表面积为300mm×150mm矩形，距离地面1.1-1.3m,载物平台上放置样品板4，所述待测样品放置于样品板4，载物平台5设有螺母调节装置，如图2、图3所示，具体为：平台下端前部左右两侧及平台下端后部中心位置各有一个支座可微调高度。支座由螺纹棒和螺母组成，载物平台下方有孔洞，其比螺栓外径大，比螺母小。支座上方安装在孔洞上，螺栓外部卡住孔洞以固定水平。旋转螺母控制高度，旋转螺母时孔洞卡位随之上下移动，以微调载物平台水平。
样品板4上放置半径为20mm的圆形水平仪2，根据气泡倾斜位置调节载物平台支座，调节时先微调前部左右侧支座高度使样品板左右方向上保持水平，使气泡移至水平仪水平方向中央，再调节后部中心位置的支座高度以使样品板前后方向保持水平，使气泡移至水平仪圆心处，从而使水平仪安放位置附近某区域与地面的绝对水平。
所述载物平台5后方安装垂直于底面的矩形背景板3，所述矩形背景板3是粉色的，背景板具体大小为300mm×100mm，使拍摄画面中水滴边缘分明，便于拍摄对焦和图像处理。
距离载物平台5左右两侧15-20cm处的上方安装8W以上功率的聚光灯1，且可以根据光线条件及时调整聚光亮度和照射方向。
距离载物平台5前方一定距离的位置放置拍摄器组，所述距离一般来说与镜头的焦距有关，用于拍摄憎水角，所述拍摄器组包括三角架及固定在三角架上的相机6，三角架为相机6提供稳定的拍摄状态，所述三角架可在400mm至1700mm范围上下调节高度，三角架自带小型水平仪，用于微调三角架平衡，保持其与地面绝对水平，三角架在400mm至1700mm范围上下调节高度，使相机镜头内目视样品上表面前后水平线重合，且在镜头内水平限制线与样品表面平行，所述样品放在样品板上。
所述相机6为有效像素为600万以上的单反，镜头为微距镜头，焦距范围为105mm以上，其最近对焦距离为0.31m，具备防抖功能。
采用上述装置拍摄时:
将样品板放于载物平台，打开左右聚光灯；
在距离载物平台0.2-0.3m处放置三脚架，调节三脚架至水平，同时对微距相机粗调焦，对焦至载物平台中心位置；
放置圆形水平仪于样品上表面需测量憎水性的区域，调节载物平台下支座，从而调节样品区域与地面绝对水平（即水平仪内气泡处于中心的圆圈内）；
调节三脚架高度直至从镜头内目视样品上表面前后水平线重合，且镜头内水平限制线与样品表面平行。保持样品测量区域大约位于画面正中偏下的位置，即画面距下边界三分之一处，并对微距相机进行细调焦，对焦至样品平面略靠前位置；
移除圆形水平仪，在距离样品测量区域1-2cm放置与大小接近的参照物，所述参照物为圆柱形，所述测量区域为样品上需要测量憎水角的位置，拍摄区域是指水滴与样品表面的接触位置；
在样品测量区域内采用专用器械滴水滴，水滴体积为6μL-15μL，调整微距镜头焦距，使之刚好对焦至水滴轮廓线处；
略微调节光源位置，观察镜头，使镜头内视野尽可能明亮，且水滴及参照物尽可能没有阴影；
开启相机自动延时拍照功能（9-10s），以杜绝手动拍摄所产生的振动，拍摄时关闭相机闪光灯，以免影响成像效果。
本发明利用较常见的单反相机设备，辅助以简单器械，可实现物体表面憎水角照片的精确拍摄，主要用于利用简易设备迅速获取较高精度表面憎水特性拍摄图片的用途。
所需器材有微距相机（固定于三脚架），可微调水平载物平台，以及气泡式水平仪等。
拍摄时仅需简单操作即可达到水平拍摄要求，且定量化的拍摄位置及角度方便拍摄者迅速进行拍摄，以适应实际拍摄任务的需要。选用特定聚光灯组以及微距镜头可实现拍摄照片的规格化及统一化，利于后期处理和比较。
本摄影方法利用民用摄影设备达到近乎专业化的检测精度，且规范化的操作流程便于迅速完成拍摄过程，辅助用简单器械主要是便携式滴水设备以及小型气泡式水平仪等，价格低廉且使用精度可达到要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，包括载物平台，所述载物平台上放置样品板，所述样品板上放置圆形水平仪，所述载物平台后方放置垂直于地面的矩形背景板，所述载物平台前方放置拍摄器组。
2.根据权利要求1所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，所述拍摄器组包括三角架及固定在三角架上的相机，所述相机镜头与拍摄区域的高度一致。
3.根据权利要求2所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，所述三角架在400mm至1700mm范围上下调节高度。
4.根据权利要求1所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，还包括聚光灯，所述聚光灯分别安装在距离载物平台左右两侧20-30cm处的上方。
5.根据权利要求2所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，所述矩形背景板是粉色。
6.根据权利要求5所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，还包括参照物。
7.根据权利要求6所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，所述参照物为圆柱形，且距离测量区域1-2cm。
8.根据权利要求1所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置，其特征在于，所述载物平台设有螺母调节装置。
9.应用权利要求1-8任一项所述的一种采用单反相机拍摄静态接触角的装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将样品板放于载物平台，打开左右聚光灯；
在距离载物平台0.2-0.3m处放置三角架，调节三角架至水平，同时对相机调焦，对焦至载物平台中心位置；
放置圆形水平仪于样品板上表面需测量憎水性的区域，调节载物平台，使圆形水平仪内气泡处于中心的圆圈内；
调节三脚架高度直至从镜头内目视样品上表面前后水平线重合，且镜头内水平限制线与样品表面平行，保持样品测量区域位于画面正中偏下的位置，即画面距下边界三分之一处，并对相机进行细调焦，对焦至样品平面略靠前位置；
移除圆形水平仪，在距离样品测量区域1-2cm放置参照物；
在样品测量区域内采用专用器械滴水滴，水滴体积6μL-15μL，调整相机镜头焦距，对焦至水滴轮廓线处；
调节聚光灯，观察镜头，使镜头内视野明亮，且水滴及参照物无阴影；
开启相机自动延时拍照功能，关闭相机闪光灯，得到静态接触角的照片。
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