CN107607445A - 一种采用多棱镜折转光路的3d接触角测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置和方法，属于接触角测量装置技术领域。包括安装了背景光源的电气控制箱、底板、第一垂直向连接板、横向连接板、第二垂直向连接板、步进电机控制的光学旋转平台、调整平台组件、注射系统、支架、摄像机和与摄像机配合使用的显微镜，还包括多棱镜3D接触角镜头，所述多棱镜3D接触角镜头包括安装座、安装架、若干第一直角棱镜和第二直角棱镜，所述注射系统通过翻转支架与支架转动连接。本发明实现了同步、快速测试3D接触角的目的，大大提升了接触角测试的精度，并通过AOI技术，将各液滴轮廓用ADSA‑RealDrop算法得到3D接触角值。

Description

一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置和方法

技术领域

本发明涉及一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置和方法，属于接触角测量装置技术领域。

背景技术

液-液界面张力、液-气表面张力以及固-液接触角值等基本指标是表征物质物理化学性质的基本参数。接触角是指在固体水平平面上滴上一小滴液滴，固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气-液界面和固-液界面两切线把液相夹在其中时所形成的角度。接触角值是一个由材料本身固有性质、化学异构性、表面物理结构、表面清洁度等各种因素综合决定的一个指标。由于材料化学各向异性和表面粗糙等原因，往往导致接触角在材料表面形成滞后，体现为左右接触角值不一致或完全不同，形成非轴对称液滴。事实上，大多数液滴形成的接触角轮廓均为非轴对称的，目前的平面单视角条件下接触角的测值具有随机性和偶然性，无法保证测值结果的高重复性和精确度。

在本公司申请的专利专利号 201510225605.5《一种3D接触角的测试装置和测试方法》和专利号 201520285650.5《一种3D接触角的测试装置》的技术方案中，本公司提出了一种基于样品台水平旋转而实现多视角条件下观察同一液滴多个图像的接触角值的3D接触角测试装置和相应的接触角测试方法，以上的装置的测量原理为：装置由垂直和水平旋转的样品台系统组成，采用涡轮蜗杆结构的精密光学旋转平台控制着镜头、摄像机与样品台抑制沿垂直向旋转，采用光学旋转平台控制样品台沿水平向360度旋转，在转动过程中摄像机拍摄出多张不同角度的照片，再计算出接触角。

通过后续的使用，我们发现上述装置存在如下缺陷：（1）测试时，液滴随着样品台做水平旋转，由于水平转动的离心力影响使液滴的轮廓发生改变，使接触角测量出现偏差；（2）注射系统固定在样品台的上方，在进行垂直旋转时，为避免样品台与注射系统碰撞，最大偏转角度仅为98度，无法全面、准确的测量出液滴多视角的接触角；（3）测试时，必须使液滴保持在水平旋转结构的中心，否则液滴容易在成像时左右摆动，实际操作困难，且观测多视角条件下的液滴图像时，水平转动360度需要一定的时间，而这段时间内若出现液滴挥发、吸水，导致测量结果不准确，不同图像的同步性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置和测测试方法，它解决了目前的接触角测量装置测量不准确、操作复杂、无法全面准确的测量液滴多视角条件下接触角以及不同图像之间同步性差的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置，包括安装了背景光源的电气控制箱、底板、第一垂直向连接板、横向连接板、第二垂直向连接板、步进电机控制的光学旋转平台、调整平台组件、注射系统、支架、摄像机和与摄像机配合使用的显微镜，还包括多棱镜3D接触角镜头，所述多棱镜3D接触角镜头包括安装座、安装架、若干第一直角棱镜和第二直角棱镜，第一直角棱镜的大小小于第二直角棱镜，安装座中心设有圆形通孔，第一直角棱镜呈圆形分布、均匀设置在安装座的通孔内，第二直角棱镜设置在第一直角棱镜上方与第一直角棱镜形成光路折转结构，安装座与安装架固定，安装架与第一垂直向连接板固定，所述注射系统通过翻转支架与支架转动连接。

通过采用上述技术方案，调整平台组件使液滴位于安装座的通孔内，基于多棱镜3D接触角镜头所组成的光路折转结构，通过将多个第一直角棱镜围绕一个直径在摄像机视野范围内的圆均匀分布，再将光路折转至第二直角棱镜，形成多角度观测的折转光路的3D接触角镜头，在一次成像时即可展示出不同视角条件下的接触角；注射系统通过翻转支架与支架转动连接，注射液滴后，将注射系统整体转动后离开调整平台组件的垂直转动范围，从而不会发生碰撞，使调整平台组件的样品条能够实现360度垂直旋转，为形成更为复杂的3D接触角形貌、粘附力测试等提供了可能。

作为优选实例，所述调整平台组件由X向光学平移台、Y向光学平移台、Z向光学平移台和微分头控制的二维水平调整样品台组成。

通过采用上述技术方案，二维水平调整样品台的水平度位置可调整，且不进行水平旋转，避免水平旋转对液滴轮廓的影响。

作为优选实例，所述二维水平调整样品台包括上平面板、下安装板和两组微分头驱动装置，所述微分头驱动装置包括微分头、微分头固定架、转动顶块和钢球，微分头固定架与下安装板固定，转动顶块为L型，转动顶块的一个支块通过转动销子与微分头固定支架转动连接，转动顶块的另一个支块固定有钢球，微分头固定在微分头固定架上前端与转动顶块连接带动转动顶块移动，上平面板安放在钢球上并通过拉簧与下安装板连接。

通过采用上述技术方案，采用两组微分头驱动装置实现对上平面板的二维调整，拧动微分头向里转动从而顶起钢球时，此方向的拉簧被拉开，上平面板往上升，当钢球往下缩回时，拉簧自动拉紧，从而上平面板往下回降。

作为优选实例，所述多棱镜3D接触角镜头为180度3D接触角镜头，所述180度3D接触角镜头包括两个第二直角棱镜、两个安装架，两个安装架分别固定在安装座相对的两侧，两个第二直角棱镜相对设置在两个安装架之间使两者的斜面正对且前端相互抵靠，第二直角棱镜的前端分别开有与安装座中心通孔直径相同的半圆孔，两个第二直角棱镜之间设有三角形遮光块，第一直角棱镜为全反直角棱镜，第一直角棱镜斜面向下、两个直角面分别与竖直面、水平面平行设置在安装座的通孔内。所述注射系统上设有垂直摄像机和与垂直摄像机配合使用的垂直显微镜。

通过采用上述技术方案，改变调整平台组件的位置使液滴位于安装座的通孔内，两个第二直角棱柱覆盖在下方由多个第一直角棱柱组成的圆环形光路结构上，第一直角棱柱组成的圆环形光路结构的180度的一侧为成像光路另一侧为背景光光路，将液滴侧平面轮廓侧平面轮廓从水平向90度折转成垂直向，再通过两个覆盖在第一直角棱柱上的第二直角棱柱从垂直向90度折转呈水平方向，通过上述的光路变化，实现了在传统2D接触角测量仪的基础上向3D接触角测量仪的创造性转变。

作为优选实例，所述的垂直摄像系统的显微镜头上设有同轴光源。

通过采用上述方案，确保成像质量。

作为优选实例，所述多棱镜3D接触角镜头为360度3D接触角镜头，所述360度3D接触角镜头包括若干第一直角棱镜和一个第二直角棱镜，还包括第二直角棱镜固定架，所述第二直角棱镜为全反直角棱镜，所述第一直角棱镜为半反半透直角棱镜，第二直角棱镜固定架固定在安装座上，第二直角棱镜固定在第二直角棱镜固定架上位于第一直角棱镜的上方，第二直角棱镜的斜面向下、两个直角面分别与竖直面和水平面平行，第一直角棱镜的斜面向上、两个直角面分别与竖直面和水平面平行设置在安装座的通孔内。

通过采用上述技术方案，围绕液滴一周环形安装的第一直角棱镜为半反半透直角棱镜，此环形安装的第一直角棱镜的外侧通过背景光，为与此第一直角棱镜正对的另一直角棱镜提供背景光源，而此第一直角棱镜的斜面将液滴图像进行90度折转后，形成接触角液滴图像，再由一个全反的第二直角棱镜进行第二次折转后，通过显微镜成像后最总将接触角图片拍摄下来，显微镜镜头上还安装有同轴光线，最终实现被测液滴360度环视以及顶视多角度的接触角测试。

作为优选实例，所述安装座上设有一圈环形LED背景灯，环形LED背景灯的内侧设有环形石英玻璃柔光板。

通过采用上述技术方案，确保成像清晰度。

作为优选实例，所述电气控制箱上设有石英玻璃柔光板。

通过采用上述技术方案，确保成像质量。

作为优选实例，所述光学旋转平台上固定有遮光板插槽座，遮光板插入遮光板插槽座中起到遮光效果，遮光板插槽座上设有固定螺丝孔，遮光板插入遮光板插槽座中调整高度并使用螺丝固定。

通过采用上述技术方案，调节遮光板的插入高度，提升边缘轮廓的清晰度，能够测试小角度接触角，从而实现超亲水面材料的接触角值，特别是针对PCB、芯片、晶圆（Wafer）的接触角的测试分析。

一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置的测试方法，该方法为多感兴趣区域技术（Area of Interest, AOI）测试方法，包括以下步骤，

步骤一：同时测试分析同一张图片中多个液滴的接触角值，

步骤二：选择不同区域进行了图像分割。

本发明的有益效果是：

（1）基于多棱镜3D接触角镜头的结构，通过将多个棱镜围绕一个直径在相机视野范围内的圆均匀分布，形成180度或360度观测的两种多棱镜折转光路的3D接触角镜头，一张图像上形成多个不同视角的接触角镜头，全面、准确的测量多视角条件下的接触角；

（2）调整平台组件只进行垂直向的转动，消除水平方向旋转对液滴轮廓的影响，提高接触角测量的准确度，且在一次成像中即可拍出多个视角条件下的接触角镜头，操作简单、快捷；

（3）注射系统通过翻转支架与支架转动连接，注射液滴后，将注射系统整体转动后离开调整平台组件的垂直转动范围，从而不会发生碰撞，使调整平台组件的样品条能够实现360度垂直旋转，为形成更为复杂的3D接触角形貌、粘附力测试等提供了可能；

（4）采用180度3D接触角镜头时，改变调整平台组件的位置使液滴位于安装座的通孔内，两个第二直角棱柱覆盖在下方由多个第一直角棱柱组成的圆环形光路结构上，第一直角棱柱组成的圆环形光路结构的180度的一侧为成像光路另一侧为背景光光路，将液滴侧平面轮廓侧平面轮廓从水平向90度折转成垂直向，再通过两个覆盖在第一直角棱柱上的第二直角棱柱从垂直向90度折转呈水平方向，通过上述的光路变化，实现了在传统2D接触角测量仪的基础上向3D接触角测量仪的创造性转变；

（5）采用360度3D接触角镜头时，第一直角棱镜的斜面将液滴图像进行90度折转后，形成接触角液滴图像，再由一个全反的第二直角棱镜进行第二次折转后，通过显微镜成像后最终将接触角图片拍摄下来，显微镜镜头上还安装有同轴光线，最终实现被测液滴360度环视以及顶视多角度的接触角测试；

（6）通过多感兴趣区域技术（Area of Interest, AOI）,将多棱镜在同一个相机图像里的多个视角条件下的液滴平面轮廓图像，分别进行图像边缘识别，并采用ADSA-RealDrop算法将各自的左、右接触角值，实现3D接触角的测值。创新性提出的这个新的核心算法可以实现各角度轮廓的同步分析，解决了原有3D接触角测量仪的同步性差的问题；

（7）调节遮光板的插入高度，提升边缘轮廓的清晰度，能够测试小角度接触角，从而实现超亲水面材料的接触角值，特别是针对PCB、芯片、晶圆（Wafer）的接触角的测试分析。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的注射系统翻转后的结构示意图；

图3为本发明二维水平调整样品台的结构示意图；

图4为本发明180度3D接触角镜头局部结构示意图1；

图5为本发明180度3D接触角镜头局部结构示意图2；

图6为本发明180度3D接触角镜头整体结构示意图；

图7为本发明360度3D接触角镜头结构示意图1；

图8为本发明360度3D接触角镜头结构示意图2；

图9为本发明360度3D接触角镜头光路折转示意图；

图10为本发明光学旋转平台的结构示意图；

图11为本发明180度3D接触角镜头成像效果图；

图12为本发明360度3D接触角镜头成像效果图。

图中：电气控制箱1，石英玻璃柔光板111，底板2，第一垂直向连接板3，横向连接板4，第二垂直向连接板5，光学旋转平台6，遮光板插槽座61，遮光板62，调整平台组件7，二维水平调整样品台71，上平面板711，下安装板712，微分头713，微分头固定架714，转动顶块715，钢球716，X向光学平移台72，Y向光学平移台73，Z向光学平移台74，注射系统8，垂直摄像机81，垂直显微镜82，一维俯仰调整平台83，一维光学平移台84，支架9，摄像机10，显微镜11，多棱镜3D接触角镜头12，安装座121，安装架122，第一直角棱镜123，第二直角棱镜124，第二直角棱镜固定架125，环形LED背景灯126，环形石英玻璃柔光板127，翻转支架13。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置，包括安装了背景光源的电气控制箱1、底板2、第一垂直向连接板3、横向连接板4、第二垂直向连接板5、步进电机控制的光学旋转平台6、调整平台组件7、注射系统8、支架9、摄像机10和与摄像机10配合使用的显微镜11，还包括多棱镜3D接触角镜头12，所述多棱镜3D接触角镜头12包括安装座121、安装架122、若干第一直角棱镜123和第二直角棱镜124，第一直角棱镜123的大小小于第二直角棱镜124，安装座121中心设有圆形通孔，第一直角棱镜123呈圆形分布、均匀设置在安装座121的通孔内，第二直角棱镜124设置在第一直角棱镜123上方与第一直角棱镜123形成光路折转结构，安装座121与安装架122固定，安装架122与第一垂直向连接板3固定，所述注射系统8通过翻转支架13与支架9转动连接。

电气控制箱1、支架9分别固定在底板2的两端，显微镜11和摄像机10分别通过微分头内固定板和摄像机外固定板固定在支架9上，第二垂直向连接板5设置在微分头固定板内侧，第二垂直向连接板5与微分头固定板之间设有轴承，微分头固定在摄像机外固定板上并与微分头内固定板通过拉簧连接，微分头内固定板和摄像机外固定板之间设有钢珠，形成一个一维俯仰调整结构。

翻转支架13上上设有若干并排的注射系统安装孔，根据需要调整注射系统8的安装位置，改变距离，从而更换不同倍率的垂直显微镜82。

如图1和图2所示，第一垂直向连接板3与光学旋转平台6通过螺丝固定，横向连接板4的两端分别与第一垂直向连接板3和第二垂直向连接板5固定形成U型结构，调整平台组件7设置在横向连接板4上。

如图2所示，所述调整平台组件由X向光学平移台72、Y向光学平移台73、Z向光学平移台74和微分头控制的二维水平调整样品台71组成，X向光学平移台72、Y向光学平移台73、Z向光学平移台74和微分头控制的二维水平调整样品台71之间通过螺丝连接。

如图3所示，所述二维水平调整样品台71包括上平面板711、下安装板712和两组微分头驱动装置，所述微分头驱动装置包括微分头713、微分头固定架714、转动顶块715和钢球716，微分头固定架714与下安装板712固定，转动顶块715为L型，转动顶块715的一个支块通过转动销子与微分头固定支架转动连接，转动顶块715的另一个支块固定有钢球716，微分头713固定在微分头固定架714上前端与转动顶块715连接带动转动顶块715移动，上平面板711安放在钢球716上并通过拉簧与下安装板712连接。

实施例一

如图4和图6所示，所述多棱镜3D接触角镜头12为180度3D接触角镜头，所述180度3D接触角镜头包括两个第二直角棱镜124、两个安装架122，两个安装架122分别固定在安装座121相对的两侧，两个第二直角棱镜124相对设置在两个安装架122之间使两者的斜面正对且前端相互抵靠，第二直角棱镜124的前端分别开有与安装座121中心通孔直径相同的半圆孔，两个第二直角棱镜124之间设有三角形遮光块，第一直角棱镜123为全反直角棱镜，第一直角棱镜123斜面向下、两个直角面分别与竖直面、水平面平行设置在安装座121的通孔内。所述注射系统8上设有垂直摄像机81和与垂直摄像机81配合使用的垂直显微镜82。

垂直摄像机81和垂直显微镜82安装在注射系统8上，从上部拍摄出液滴的轮廓图，通过螺丝将垂直摄像机81和垂直显微镜82连接到注射系统8上的采用微分头控制的一维俯仰调整平台83上，一维俯仰调整平台83与注射系统8上微分头控制的一维光学平移台84固定，通过调节微分头改变垂直摄像机81和垂直显微镜82的角度。

所述的垂直摄像机81的显微镜头82上设有同轴光源。

采用多感兴趣区域技术（Area of Interest, AOI）测试方法，同时测试分析同一张图片中多个液滴的接触角值，选择不同区域进行了图像分割，对同一个相机图像里的多个视角条件下的液滴平面轮廓图像，分别进行图像边缘识别，并采用ADSA-RealDrop算法将各自的左、右接触角值，实现3D接触角的测量，再通过增加垂直摄像机81，实现顶视条件下的轮廓分析，并采用ADSA-RealDrop算法，以体积作为边界条件，拟合分析计算相应的接触角值，从而与如上测试的3D接触角值进行对比分析。

实施例二

如图7和图8所示，所述多棱镜3D接触角镜头12为360度3D接触角镜头，所述360度3D接触角镜头包括若干第一直角棱镜123和一个第二直角棱镜124，还包括第二直角棱镜固定架125，所述第二直角棱镜124为全反直角棱镜，所述第一直角棱镜123为半反半透直角棱镜，第二直角棱镜固定架125固定在安装座121上，第二直角棱镜124固定在第二直角棱镜固定架125上位于第一直角棱镜123的上方，第二直角棱镜124的斜面向下、两个直角面分别与竖直面和水平面平行，第一直角棱镜123的斜面向上、两个直角面分别与竖直面和水平面平行设置在安装座121的通孔内。

所述安装座121上设有一圈环形LED背景灯126，环形LED背景灯126的内侧设有环形石英玻璃柔光板127并套装了遮光板（未示出），遮光板顶部安装了螺丝，用以形成不同高度的遮光效果。

所述电气控制箱1上设有石英玻璃柔光板111。

如图10所示，所述光学旋转平台6上固定有遮光板插槽座61，遮光板62插入遮光板插槽座61中起到遮光效果，遮光板插槽座61上设有固定螺丝孔，遮光板62插入遮光板插槽座61中调整高度并使用螺丝固定。

采用多感兴趣区域技术（Area of Interest, AOI）测试方法，同时测试分析同一张图片中多个液滴的接触角值，选择不同区域进行了图像分割，对同一个相机图像里的多个视角条件下的液滴平面轮廓图像，分别进行图像边缘识别，并采用ADSA-RealDrop算法将各自的左、右接触角值，实现3D接触角的测量。

对于180度3D接触角镜头，两个第二直角棱柱覆盖在下方由多个第一直角棱柱组成的圆环形光路结构上，第一直角棱柱组成的圆环形光路结构的180度的一侧为成像光路另一侧为背景光光路，将液滴侧平面轮廓侧平面轮廓从水平向90度折转成垂直向，再通过两个覆盖在第一直角棱柱上的第二直角棱柱从垂直向90度折转呈水平方向，其成像效果如图11所示。

对于360度3D接触角镜头，其光路折转路线如图9所示，环形安装的第一直角棱镜123的外侧通过背景光，为与此第一直角棱镜123正对的另一直角棱镜提供背景光源，而此第一直角棱镜123的斜面将液滴图像进行90度折转后，形成接触角液滴图像，再由一个全反的第二直角棱镜124进行第二次折转后，通过显微镜成像后最总将接触角图片拍摄下来，显微镜镜头上还安装有同轴光线，最终实现被测液滴360度环视以及顶视多角度的接触角测试，其成像效果如图12所示。

本发明所公布的一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置，实现了同步、快速测试3D接触角的目的，而且，大大提升了接触角测试的精度。通过观察多棱镜90度折转后的同一液滴180度或360度多视角时的多个平面轮廓图像，采用多AOI技术，将各液滴轮廓用ADSA-RealDrop算法得到3D接触角值。该装置和测试方法可以分析材料化学多样、异构和表面清洁度等造成的接触角左右区别，在新材料、仿生材料等研究领域具有极广的推广价值。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置，包括安装了背景光源的电气控制箱、底板、第一垂直向连接板、横向连接板、第二垂直向连接板、步进电机控制的光学旋转平台、调整平台组件、注射系统、支架、摄像机和与摄像机配合使用的显微镜，其特征在于：还包括多棱镜3D接触角镜头，所述多棱镜3D接触角镜头包括安装座、安装架、若干第一直角棱镜和第二直角棱镜，第一直角棱镜的大小小于第二直角棱镜，安装座中心设有圆形通孔，第一直角棱镜呈圆形分布、均匀设置在安装座的通孔内，第二直角棱镜设置在第一直角棱镜上方与第一直角棱镜形成光路折转结构，安装座与安装架固定，安装架与第一垂直向连接板固定，所述注射系统通过翻转支架与支架转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置，其特征在于:所述调整平台组件由X向光学平移台、Y向光学平移台、Z向光学平移台和微分头控制的二维水平调整样品台组成。

3.根据权利要求2所述的一种采用多棱镜折转光路的3D接触角测试装置，其特征在于:所述二维水平调整样品台包括上平面板、下安装板和两组微分头驱动装置，所述微分头驱动装置包括微分头、微分头固定架、转动顶块和钢球，微分头固定架与下安装板固定，转动顶块为L型，转动顶块的一个支块通过转动销子与微分头固定支架转动连接，转动顶块的另一个支块固定有钢球，微分头固定在微分头固定架上前端与转动顶块连接带动转动顶块移动，上平面板安放在钢球上并通过拉簧与下安装板连接。

4.根据权利要求1所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置，其特征在于：所述多棱镜3D接触角镜头为180度3D接触角镜头，所述180度3D接触角镜头包括两个第二直角棱镜、两个安装架，两个安装架分别固定在安装座相对的两侧，两个第二直角棱镜相对设置在两个安装架之间使两者的斜面正对且前端相互抵靠，第二直角棱镜的前端分别开有与安装座中心通孔直径相同的半圆孔，两个第二直角棱镜之间设有三角形遮光块，第一直角棱镜为全反直角棱镜，第一直角棱镜斜面向下、两个直角面分别与竖直面、水平面平行设置在安装座的通孔内，所述注射系统上设有垂直摄像机和与垂直摄像机配合使用的垂直显微镜。

5.根据权利要求4所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置，其特征在于：所述的垂直摄像机显微镜头上设有同轴光源。

6.根据权利要求1所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置，其特征在于：所述多棱镜3D接触角镜头为360度3D接触角镜头，所述360度3D接触角镜头包括若干第一直角棱镜和一个第二直角棱镜，还包括第二直角棱镜固定架，所述第二直角棱镜为全反直角棱镜，所述第一直角棱镜为半反半透直角棱镜，第二直角棱镜固定架固定在安装座上，第二直角棱镜固定在第二直角棱镜固定架上位于第一直角棱镜的上方，第二直角棱镜的斜面向下、两个直角面分别与竖直面和水平面平行，第一直角棱镜的斜面向上、两个直角面分别与竖直面和水平面平行设置在安装座的通孔内。

7.根据权利要6所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置，其特征在于：所述安装座上设有一圈环形LED背景灯，环形LED背景灯的内侧设有环形石英玻璃柔光板。

8.根据权利要求1所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置，其特征在于：所述电气控制箱上设有石英玻璃柔光板。

9.根据权利要求1所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置，其特征在于：所述光学旋转平台上固定有遮光板插槽座，遮光板插入遮光板插槽座中起到遮光效果，遮光板插槽座上设有固定螺丝孔，遮光板插入遮光板插槽座中调整高度并使用螺丝固定。

10.根据权利要求1所述的一种采用多棱镜转折光路的3D接触角测试装置的测试方法，其特征在于：该方法为多感兴趣区域技术（Area of Interest, AOI）测试方法，包括以下步骤，

步骤一：同时测试分析同一张图片中多个液滴的接触角值，

步骤二：选择不同区域进行图像分割。