CN110286063A - 一种表面接触角测量方法 - Google Patents

一种表面接触角测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110286063A
CN110286063A CN201910687638.XA CN201910687638A CN110286063A CN 110286063 A CN110286063 A CN 110286063A CN 201910687638 A CN201910687638 A CN 201910687638A CN 110286063 A CN110286063 A CN 110286063A
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact
drop
image
testing image
contact angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910687638.XA
Other languages
English (en)
Inventor
陈证雧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunshan Geheng Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Kunshan Geheng Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunshan Geheng Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Kunshan Geheng Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201910687638.XA priority Critical patent/CN110286063A/zh
Publication of CN110286063A publication Critical patent/CN110286063A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
    • G01N2013/0208—Investigating surface tension of liquids by measuring contact angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种表面接触角测量方法，包括如下步骤：拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面；裁剪图像获取待测图像，所述待测图像包含至少液滴的全部图像；调整待测图像，获得液滴边缘清晰的待测图像；基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角。本发明提供的表面接触角测量方法，相较于现有的人工测量方式，精度高、准确度高；相较于工业上基于CCD相机配合工业用光源拍摄进行接触角计算的方式，本方法采用可变焦的webcam便可进行拍摄并计算得出精度高、准确度高的液滴接触角。

Description

一种表面接触角测量方法
技术领域
本发明涉及接触角测量领域，尤其涉及一种表面接触角测量方法。
背景技术
接触角测量仪是特指将蒸馏水或超纯水作为探针液体，通过拍摄水滴在固体表面形成的水滴轮廓形像后，采用图像处理算法，分析得到相应的水接触角值，进而用于评估：固体材料表面的物理化学性质，如固体的粘附力；材料表面的均匀度。
现有的接触角测量主要为两种方式：
一种是量角器搭配相机拍摄的水滴角，手动测量。此种方式成本低，但精度低、准确度差。
另一种是通过CCD拍摄，而后通过对图像的相应处理得到接触角。此种方式精度高，但成本高。
发明内容
本发明为解决现有的接触角测量方法精度低、成本高的问题，所采用的技术方案是：一种表面接触角测量方法，包括如下步骤：
拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面；
裁剪图像获取待测图像，所述待测图像包含至少液滴的全部图像；
调整待测图像，获得液滴边缘清晰的待测图像；
基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角。
进一步改进为，所述拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面，包括如下步骤：
液滴滴落于水平接触面上；
水平方向侧面拍摄液滴与接触面的液滴图像。
进一步改进为，所述调整待测图像，包括如下步骤：
将待测图像二值化处理；
将待测图像中的液体部分填充为同一颜色。
进一步改进为，所述基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角，包括如下步骤：
通过计算待测图像中的拐点进一步确定液体与接触面接触的最外沿处的切点位置；
基于上述切点，确定基于上述切点的切线；
计算所述切线与垂直所述接触面方向的夹角，得到接触角。
本发明的有益效果是：
本发明提供的表面接触角测量方法，相较于现有的人工测量方式，精度高、准确度高；相较于工业上基于CCD相机配合工业用光源拍摄进行接触角计算的方式，本方法采用可变焦的webcam便可进行拍摄并计算得出精度高、准确度高的液滴接触角。
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是本发明的液滴图像示意图；
图2是本发明的截取待测图像示意图；
图3是本发明的截取待测图像示意图；
图4是本发明的调整待测图像示意图；
图5是本发明的调整待测图像示意图；
图6是本发明的接触角计算示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
本发明提供了一种表面接触角测量方法，包括如下步骤：
如图1所示，拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面；
如图2和图3所示，裁剪图像获取待测图像，所述待测图像包含至少液滴的全部图像；
本实施例中，上述步骤可通过手动移动ROI(region of interest)框，将其拉伸至合适位置，包覆整个液滴且上下左右留下一些位置以便后续调整使用；调整合适的ROI(region of interest)框之后，储存ROI框的尺寸信息；而后将ROI框框选的图像截取出来，以降低后续对图像调整的运算量。
如图4和图5所示，调整待测图像，获得液滴边缘清晰的待测图像；
如图5所示，基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角。
如图1所示，进一步改进为，所述拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面，包括如下步骤：
液滴滴落于水平接触面上；
水平方向侧面拍摄液滴与接触面的液滴图像。
如图4所示，进一步改进为，所述调整待测图像，包括如下步骤：
将待测图像二值化处理；具体地，在本实施例中，二值化的阈值为100灰阶值，通过调整阈值，来保有完整的液滴轮廓外形；
如图5所示，将待测图像中的液体部分填充为同一颜色。具体地，拍摄液滴图像时，液滴上的反光处会呈现出不同于液滴其它部分的颜色，为了避免对后续接触角的测量计算产生影响，将该反光处的颜色填充为与液滴其它部分颜色一致。
如图6所示，进一步改进为，所述基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角，包括如下步骤：
通过图像处理中计算拐点的算法，计算待测图像中的拐点，进一步确定液体与接触面接触的最外沿处的切点A(拐点及切点)位置；
基于上述切点A，确定基于上述切点A的切线B；
计算所述切线与垂直所述接触面方向的夹角α，得到接触角。
本方法，相较于现有的人工测量方式，精度高、准确度高；相较于工业上基于CCD相机配合工业用光源拍摄进行接触角计算的方式，本方法采用可变焦的webcam便可进行拍摄并计算得出精度高、准确度高的液滴接触角。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种表面接触角测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面；
裁剪图像获取待测图像，所述待测图像包含至少液滴的全部图像；
调整待测图像，获得液滴边缘清晰的待测图像；
基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拍摄液滴图像且包含所述液滴的接触面，包括如下步骤：
液滴滴落于水平接触面上；
水平方向侧面拍摄液滴与接触面的液滴图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整待测图像，包括如下步骤：
将待测图像二值化处理；
将待测图像中的液体部分填充为同一颜色。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于液滴与接触面接触的最外沿，计算得出所述液滴与所述接触面的接触角，包括如下步骤：
通过计算待测图像中的拐点进一步确定液体与接触面接触的最外沿处的切点位置；
基于上述切点，确定基于上述切点的切线；
计算所述切线与垂直所述接触面方向的夹角，得到接触角。
CN201910687638.XA 2019-07-29 2019-07-29 一种表面接触角测量方法 Withdrawn CN110286063A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910687638.XA CN110286063A (zh) 2019-07-29 2019-07-29 一种表面接触角测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910687638.XA CN110286063A (zh) 2019-07-29 2019-07-29 一种表面接触角测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110286063A true CN110286063A (zh) 2019-09-27

Family

ID=68022707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910687638.XA Withdrawn CN110286063A (zh) 2019-07-29 2019-07-29 一种表面接触角测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110286063A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111243006A (zh) * 2020-01-09 2020-06-05 东华大学 一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法
CN112284983A (zh) * 2020-10-16 2021-01-29 中航华东光电有限公司 通过图像处理测量接触角的方法
CN112858106A (zh) * 2021-02-08 2021-05-28 山东师范大学 一种液滴接触角的测量系统及方法
WO2022068438A1 (zh) * 2020-09-30 2022-04-07 武汉理工大学 一种试剂沥青静态接触角测试方法、装置及系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111243006A (zh) * 2020-01-09 2020-06-05 东华大学 一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法
WO2022068438A1 (zh) * 2020-09-30 2022-04-07 武汉理工大学 一种试剂沥青静态接触角测试方法、装置及系统
CN112284983A (zh) * 2020-10-16 2021-01-29 中航华东光电有限公司 通过图像处理测量接触角的方法
CN112858106A (zh) * 2021-02-08 2021-05-28 山东师范大学 一种液滴接触角的测量系统及方法
CN112858106B (zh) * 2021-02-08 2023-03-14 山东师范大学 一种液滴接触角的测量系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110286063A (zh) 一种表面接触角测量方法
CN106643549B (zh) 一种基于机器视觉的瓷砖尺寸检测方法
CN108613630B (zh) 基于图像处理技术的两线型管水准器气泡偏移量测量方法
CN102768762B (zh) 一种针对盾构隧道病害数字照相检测的数码相机标定方法及其装置
CN107683401A (zh) 形状测定装置和形状测定方法
CN105118086B (zh) 3d‑aoi设备中的3d点云数据配准方法及系统
JP2011064586A (ja) ぬれ性の評価装置
CN111105466B (zh) 一种ct系统中相机的标定方法
CN112589401B (zh) 一种基于机器视觉的组装方法及系统
CN104484563B (zh) 一种利用成像亮度计对道路照明眩光进行动态评估的方法
WO2014171052A1 (ja) 画像処理方法、画像処理装置、撮像装置および画像処理プログラム
CN111829434B (zh) 一种料流计量检测方法及系统
CN106643567B (zh) 一种车道偏移系统产线标定板的校验方法及系统
CN108833912A (zh) 一种摄像机机芯光轴中心和视场角的测量方法及系统
US10235579B2 (en) Vanishing point correction apparatus and method
CN106023234B (zh) 一种线阵ccd相机对准调节方法
CN110572628A (zh) 基于双路激光定夹角测距的投影仪及其水平梯形校正方法
CN106600592A (zh) 一种基于连续帧图像拼接的轨道长弦测量方法
Flesia et al. Sub-pixel straight lines detection for measuring through machine vision
CN106125994A (zh) 坐标匹配方法及使用该坐标匹配方法的操控方法和终端
CN110579428A (zh) 一种液滴接触角的测量计算方法及装置
CN106447729B (zh) 一种基于坐标变换的二维数字图像相关补偿方法及二维光学数字图像相关引伸计
WO2020113978A1 (zh) 位于平面上的孔的中心位置的计算方法
KR101406648B1 (ko) 판쏠림 측정 시스템 및 방법
CN106855398B (zh) 基点和基线的获取方法及接触角的测量方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190927