CN115468878B - 粉体材料润湿接触角测量方法及装置、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于粉末接触角测量技术领域，公开了一种粉体材料润湿接触角测量方法及装置、设备、存储介质，通过实时自动称重测量，简化操作，并提高测量过程的连贯性，以及通过在控制液体样品托架上升的过程中进行图像识别，当识别出待测液体的液面与测量管的底端即将发生接触时，转为以预设高度差控制液体样品托架逐次上升，在每次上升后等待电子天平响应，当判定待测液体的液面与测量管的底端接触时，开始自动测量测量管的重量随时间的变化曲线计算粉体的润湿接触角，可以在驱动液体样品托架上升后给予电子天平响应时间，防止因通讯延迟导致天平最大读数的瞬间液体样品托架仍然保持一定的上升速度，进而提高测量准确性。

Description

粉体材料润湿接触角测量方法及装置、设备、存储介质

技术领域

本发明属于粉末接触角测量技术领域，具体涉及一种粉体材料润湿接触角测量方法及装置、设备、存储介质。

背景技术

液体在固态粉体材料(简称粉体，又称粉末)上的接触角是反映粉体材料与液体润湿关系的重要尺度，用于衡量液体对固态粉体的润湿性质，在实践中对粉体接触角的测量非常重要，但其测定要比在平面固体表面上的困难得多，因而至今尚无理想的测定方法。

目前大多数采用的是基于Washburn方程的毛细管渗透法，也是比较经典的一种粉末接触角测量方法。该法的基本原理是：固态粉体间的空隙相当于一束平均半径为R的毛细管，由于毛细作用，液体能自发渗透进入粉体柱中(毛细上升效应)。毛细作用取决于液体的表面张力和粉体的接触角，故通过测定已知表面张力液体在粉末柱中的透过状况，就可以得到有关该液体对粉末的接触角的信息。具体的测定方法是：将固体粉末以固定操作方法装入一个样品测量管中，管的底部有特制的小孔，既能防止粉末漏失，又容许液体自由通过，当管底与液体接触时，液体在毛细力的作用下在测量管中上升，然后依据待测液体在粉末柱中的渗入速度和平均半径r求出该液体在该粉末表面的接触角。

在t时间内上升高度h可由Washburn方程描述：h²＝(γRcosθ/2η)t，式中γ为液体的表面张力，R为粉末柱的有效毛细管半径，η为液体的粘度，θ为接触角，t为时间。以h²对t作图得一直线。直线的斜率k＝γRcosθ/2η，进而可求出θ＝arccos(2kη/γR)。一般先用一种对样品接触角θ＝0°的液体进行实验，确定毛细管平均半径R的值，然后再在相同条件下用其他液体实验，测定θ值。

尽管应用Washburn方程设计的毛细管渗透法能很简便地测得粉体的接触角,应用也很广泛，但是它是利用液体在粉末柱中上升的高度与时间之间的关系来测定的。在实验过程中存在一个问题,即由于粉体床中各位置的堆积密度不尽相同,使得液体不会总是水平上升,因此液体在粉体床中上升高度不易准确测量,给实验带来较大误差。

为此,现有技术中提出一些理论，即可选择润湿过程中在各个时间段测量粉体床内液体质量，从而得出质量对时间的变化，求取液体对固态粉体的接触角。但是，每次称重测量时,需要将样品测量管提出液面并擦去连带的水分，操作比较繁琐，且无法精确控制每次擦除的液体量，造成了称重测量过程中的不连贯性，也会使得结果误差放大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉体材料润湿接触角测量方法及装置、设备、存储介质，可以实时自动称重测量，简化操作，并提高测量过程的连贯性和准确性。

本发明第一方面公开一种粉体材料润湿接触角测量方法，应用于表面张力仪，所述表面张力仪包括壳体以及设置于壳体内的电子天平、底端用微孔板封闭的测量管、液体样品托架、升降机构和摄像装置；所述电子天平的底部设置有连接杆，所述连接杆与所述电子天平的称重盘固定连接，所述测量管垂直悬挂于所述连接杆下方，所述测量管的底端位于所述摄像装置的摄影取景范围中，所述测量管内装有待测粉体，所述液体样品托架用于固定装盛有待测液体的样品容器，所述液体样品托架由所述升降机构驱动升降；所述测量方法包括：

控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升；

在所述液体样品托架上升过程中，控制所述摄像装置以预设频率拍摄所述测量管底端，获得多个管底区域成像；

当从多个所述管底区域成像中识别出所述待测液体的液面与所述测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升预设高度差，所述预设高度差小于所述当前距离；

若在指定时长内所述电子天平的读数发生变化且达到最大读数，判定所述待测液体的液面与所述测量管的底端接触；

实时采集所述电子天平的读数，获得所述测量管随时间的重量变化曲线；

根据所述重量变化曲线，计算获得所述待测粉体对所述待测液体的润湿接触角。

本发明第二方面公开一种粉体材料润湿接触角测量装置，应用于表面张力仪，所述表面张力仪包括壳体以及设置于壳体内的电子天平、底端用微孔板封闭的测量管、液体样品托架、升降机构和摄像装置；所述电子天平的底部设置有连接杆，所述连接杆与所述电子天平的称重盘固定连接，所述测量管垂直悬挂于所述连接杆下方，所述测量管的底端位于所述摄像装置的摄影取景范围中，所述测量管内装有待测粉体，所述液体样品托架用于固定装盛有待测液体的样品容器，所述液体样品托架由所述升降机构驱动升降；所述测量装置包括：

第一升降单元，用于控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升；

拍摄单元，用于在所述液体样品托架上升过程中，控制所述摄像装置以预设频率拍摄所述测量管底端，获得多个管底区域成像；

第二升降单元，用于在从多个所述管底区域成像中识别出所述待测液体的液面与所述测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升预设高度差，所述预设高度差小于所述当前距离；

判定单元，用于在指定时长内所述电子天平的读数发生变化且达到最大读数时，判定所述待测液体的液面与所述测量管的底端接触；

采集单元，用于实时采集所述电子天平的读数，获得所述测量管随时间的重量变化曲线；

第一计算单元，用于根据所述重量变化曲线，计算获得所述待测粉体对所述待测液体的润湿接触角。

本发明第三方面公开一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行第一方面公开的粉体材料润湿接触角测量方法。

本发明第四方面公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行第一方面公开的粉体材料润湿接触角测量方法。

本发明的有益效果在于，所提供的粉体材料润湿接触角测量方法及装置、设备、存储介质，通过在控制升降机构驱动液体样品托架上升的过程中，控制摄像装置以预设频率拍摄测量管底端进行图像识别，当识别出待测液体的液面与测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，判定待测液体的液面与测量管的底端即将发生接触，此时以预设高度差控制升降机构驱动液体样品托架逐次上升，在每次上升后等待电子天平响应，若在指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数，判定待测液体的液面与测量管的底端接触，并开始自动测量测量管的重量随时间的变化曲线，计算粉体的润湿接触角，从而可以通过实时自动称重测量，简化测量操作，并使得称重测量过程是连续的，进而提高测量过程的连贯性，同时在驱动液体样品托架上升后给予电子天平响应时间，防止因通讯延迟导致天平最大读数的瞬间液体样品托架仍然保持一定的上升速度而导致这段微秒级的时间之内液面高度发生少量变化的情况，可以进一步提高测量准确性。

除此之外，本发明通过采用实时对粉体样品重量进行测量的方法，接触角测量原理中只需要知道粉体样品重量的变化，因此粉体样品预先接触少量水分并不会影响最终结果。在针对亲水性较弱的粉体样品测量时，可以预先在测量管的底部轻抹一层水，使得粉体样品加入测量管的时候能够和水分接触上，避免因亲水性弱以及压紧粉体样品后气压过大导致水分无法被粉体样品毛细作用吸收的状况，可以解决粉体样品亲水性较弱情况下测量困难的问题，最大接触角测量结果能够达到89.90°。

附图说明

此处的附图，示出了本发明所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本发明的技术方案、原理及效果。

除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。

图1是一种粉体材料润湿接触角测量方法的流程图；

图2是2000目、5000目、15000目金刚石粉末与水在测量过程中电子天平读数变化量的平方随时间的变化曲线；

图3是一种粉体材料润湿接触角测量装置的结构示意图；

图4是一种电子设备的结构示意图。

附图标记说明：

301、第一升降单元；302、拍摄单元；303、第二升降单元；304、判定单元；305、采集单元；306、第一计算单元；401、存储器；402、处理器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本发明的技术方案以现实的场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本发明的技术方案的目的相对应的含义。本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技术内容，该技术特征或技术内容与其所提及的技术特征或技术内容可以是相同的，也可以是相似的。

毫无疑义，与本发明的目的相违背，或者明显矛盾的技术内容或技术特征，应被排除在外。

如图1所示，本发明实施例公开一种粉体材料润湿接触角测量方法，该测量方法应用于表面张力仪，该表面张力仪包括壳体以及设置于壳体内的电子天平、底端用微孔板封闭的测量管、液体样品托架、升降机构和摄像装置；

其中，电子天平、测量管、液体样品托架和升降机构依次从上到下设置位于壳体内，而摄像装置设置位于测量管的底部正前方。电子天平的底部设置有连接杆，连接杆与电子天平的称重盘固定连接，测量管垂直悬挂于连接杆下方，测量管的底端位于摄像装置的摄影取景范围中，测量管内装有待测粉体。测量管的底端用微孔板封闭，微孔板上的小孔既能防止粉末漏失，又容许液体自由通过，当管底与液体接触时，液体在毛细力的作用下在测量管中上升。

液体样品托架用于固定装盛有待测液体的样品容器(例如实验烧杯)，样品容器的管径应当大于测量管的管径。液体样品托架由升降机构驱动升降，升降机构设置于液体样品托架的下方，且升降机构与液体样品托架固定连接。

该测量方法的执行主体可以是装设于该表面张力仪上的微电脑控制器，也可以是内嵌于该微电脑控制器的测量装置，甚至可以是外设于表面张力仪的与表面张力仪配套使用的终端电子设备，如计算机电脑、笔记本电脑等等。

在本实施例中，以装设于该表面张力仪上的微电脑控制器(以下简称控制器)为例进行阐述，该控制器分别与上述的升降机构、电子天平和摄像装置电性连接，实现自动测量。该测量方法具体包括以下步骤S1～S6：

S1、控制器控制升降机构驱动液体样品托架上升。

在本发明实施例中，测量管中还设有压盖，压盖用于在每次装设粉体进测量管之后，对粉体进行压平以及旋紧密封作用。具体的，在控制器执行步骤S1之前，工作人员可以把所需测量的粉体样品分数次装入测量管中(本实施例中分别使用了2000目、5000目和15000目的金刚石粉末)，每次装入时使用压盖轻微压紧粉体样品，以使粉体样品在测量管中形成粉体填充床，最后旋紧压盖。

然后将测量管悬挂在高精度电子天平底部的连接杆上，通过设于连接杆底端的挂钩进行悬挂固定，随后把装有一定量(通常为烧杯的三分之一到二分之一)的待测液体(例如水)的烧杯放置在液体样品托架中，由液体样品托架卡持固定烧杯，此时烧杯中待测液体的液面不能与测量管的底部触碰上。

通过设置测量管与连接杆可拆卸连接的卡钩结构，可以方便更换测量管，简便拆卸易操作，可以降低实验难度，提高实验人员工作效率。

其中，可以在工作人员人眼观察到测量管和烧杯中待测液体的液面平稳后，再启动测量软件，然后控制器在接收到用户输入的测量启动指令时，控制升降机构驱动液体样品托架上升，也即执行步骤S1。

而作为另一种优选的实施方式，控制器在接收到用户输入的测量启动指令时，还可以控制摄像装置以预设频率拍摄测量管底端，获得多个管区域成像；然后根据多个管区域成像进行图像识别，具体在识别出测量管平稳垂直悬挂于连接杆下方时，才控制升降机构驱动液体样品托架上升。

或者，如果摄像装置通过滑动模组安装使得摄像装置可以在水平方向上相对测量管远近移动，那么控制器在接收到用户输入的测量启动指令时，还可以控制摄像装置移动一定的位移直至摄像装置的摄像取景范围内包含测量管及烧杯，进而通过拍摄图像识别，可以在识别出测量管平稳垂直悬挂于连接杆下方以及烧杯中待测液体的液面平稳时，才控制升降机构驱动液体样品托架上升，这样可以更加准确判断测量管和烧杯中液面是否平稳，进一步提高测量准确性。

其中，控制器控制升降机构驱动液体样品托架上升的具体实施方式可以是控制升降机构的电机运作以驱动液体样品托架上升，优选的是控制升降机构的电机运作以驱动液体样品托架以预设速度匀速上升，预设速度的数值可由开发人员根据实际需求而预先设定。

S2、在液体样品托架上升过程中，控制器控制摄像装置以预设频率拍摄测量管底端，获得多个管底区域成像。

考虑到在利用washburn法为基础的测量方案中，当待测液体的液面接触上测量管底部的时候，电子天平会受到一个液面对测量管的力使得天平的读数改变，此时液体样品托架应当停止上升。但是通常在测量管的底部接触到液面的一瞬间，测试就已经结束了。因此这对于时间分辨率要求非常高，如果电子天平与控制液面高度的电机不同步或是通讯有一定的延迟，就容易导致测试结果数据不可靠，譬如因通讯存在延迟，天平最大读数的瞬间电机仍然保持一定的速度(液体样品托架没有停止上升)，将会导致在这段微秒级的时间段之内液面高度发生少量变化，使得测试结果不一定符合真实情况，存在测量误差。

为了消除这一问题，本发明实施例中在驱动液体样品托架上升时包括有至少两个阶段，第一阶段是在待测液体的液面距离测量管底端较远时以预设速度匀速上升，第二阶段是通过图像识别出待测液体的液面与测量管的底端的距离较近(即将发生接触)时，转为以指定时长为时间间隔逐次以预设高度差进行微距上升的驱动模式。

因此，在第一阶段的以预设速度匀速上升过程中，控制器需要控制摄像装置以预设频率拍摄测量管底端获得多个管底区域成像，该管底区域成像应当包含测量管的底端区域，然后对多个管底区域成像进行图像识别，当识别出待测液体的液面与测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，判定待测液体的液面与测量管的底端即将发生接触，则转为第二阶段的驱动模式，即执行步骤S3。

S3、当从多个管底区域成像中识别出待测液体的液面与测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，控制器控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差。

需要说明的是，在每次控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差的时候，该预设高度差的值应当不大于待测液体的液面与测量管的底端之间的当前距离。优选的，可以在每次上升之前，将待测液体的液面与测量管的底端之间的当前距离的一半数值作为本次上升的预设高度差的数值。

在第二阶段的驱动模式中，控制器控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差之后，还可以进一步判断在指定时长内电子天平的读数是否发生变化且达到最大读数；若在指定时长内电子天平的读数未发生变化，重复执行控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差的步骤，直至在指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数；若在指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数，执行步骤S4。

S4、若在指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数，控制器判定待测液体的液面与测量管的底端接触。

当待测液体的液面与测量管的底端接触之后，电子天平的受力平衡被打破，电子天平的读数发生改变。因此在监测到电子天平的读数发生变化且达到最大读数时，可判定待测液体的液面与测量管的底端接触，自动记录此时的当前时刻t₀及电子天平的当前初始读数m₀，或者直接控制电子天平读数自清零。

因此本发明实施例中，在待测液体的液面与测量管的底端即将发生接触时，转为第二阶段中以预设高度差控制升降机构驱动液体样品托架逐次上升的的驱动模式，若在某一次以预设高度差控制升降机构驱动液体样品托架上升后的指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数，判定待测液体的液面与测量管的底端在本次微距上升后接触，这样可以在驱动液体样品托架每次微距上升后给予电子天平响应时间，即等待电子天平响应，防止因通讯延迟导致天平最大读数的瞬间液体样品托架仍然保持一定的上升速度而导致这段微秒级的时间之内液面高度发生少量变化的情况，可以进一步提高测量准确性。

S5、控制器实时采集电子天平的读数，获得测量管随时间的重量变化曲线。

判定待测液体的液面与测量管的底端接触之后，进入测量过程，在此过程中测量管中的粉体样品由于毛细作用而开始吸入待测液体，此过程中电子天平的读数则为吸入液体后的测量管重量，根据该读数的变化即可获得测量管的重量随时间的变化曲线，即重量变化曲线。其中，在此过程中，电子天平的读数变化量即为待测液体被吸入的重量。

考虑到在此过程中因待测液体被吸入测量管中，容易导致液面相对测量管的位置发生变化，从而使得液面无法与测量管接触。因此优选的，在测量过程中实时采集电子天平的读数之后，还可以包括以下步骤S501～S503：

S501、控制器以预设时间间隔计算测量管的重量变化值。

S502、控制器根据样品容器的底部面积与重量变化值，计算出样品容器中待测液体的下降高度差。

S503、控制器控制升降机构驱动液体样品托架上升下降高度差。

通过实施步骤S501～S503，可以在判定待测液体的液面与测量管的底端接触进入测量过程之后，并非传统的给予电机停止运动的反馈信号控制电机保持静止，而是可以根据液体容器底面积和液体被吸入重量的关系算出液面下降的高度，实时给予电机微度上升的信号，使得在测量过程中待测液体的液面始终与测量管底面齐平，保持液面与测量管底部接触的相对静止状态，可以进一步提高测量准确性。

S6、控制器根据重量变化曲线，计算获得待测粉体对待测液体的润湿接触角。

在测量过程中应当保持测试环境稳定，根据电子天平读数随时间的变化(即重量变化曲线)，可得待测液体被吸入量与吸入时间的关系，结合已知的预设参数(例如预设的样品常数、液体表面张力、液体粘度等常量)，代入washburn方程，即可计算出计算出粉体样品对待测液体的湿润接触角。

从测量管接触到液面的一瞬间会受到水的张力作用，此时将电子天平读数清零，电子天平后续的示数变化主要来自于测量管中毛细管水柱上升带来的重力，以及液面下降带来的张力变化，在装盛待测液体的样品容器底面积远远大于测量管底面积及毛细管孔径的情况下，液面下降的高度可以忽略不计。此时电子天平示数变化可看作来源于毛细管中待测液体的重量w变化。

此时随着时间t的变化有：

其中σ为待测液体的表面张力，η为液体的粘度，c为毛细管形状系数，r为平均毛细管半径，ρ为待测液体的密度，n_k代表平均毛细管数，因此/>

对于固定的体系是一个定值，要得到余弦值cosθ，并以此数值表征粉体样品的沾湿性，相当简化成求出w²对t的曲线，即计算斜率K＝w²/t。其中，θ为接触角，t为时间，w为待测液体的重量。

在本实施例中，对电子天平读数变化量的平方和经过时间做曲线，将3条曲线整合到同一图中，如图2所示。分别设2000目、5000目、15000目金刚石粉末曲线斜率为K1、K2和K3；可计算得K1＝0.00425，K2＝0.00694，K3＝0.00930；设毛细管形状系数c＝0.00021；可以计算得cosθ1＝79.11°、cosθ2＝69.90°、cosθ3＝52.41°。其中，θ1、θ2、θ3则分别为2000目、5000目、15000目金刚石粉末对水的润湿接触角。测试结果表明，在可润湿粉末越细的情况下，与水的接触角就越小。

综上所述，实施本发明实施例，通过实时自动称重测量，可以简化测量操作，并使得称重测量过程是连续的，进而提高测量过程的连贯性，同时通过在待测液体的液面与测量管的底端即将发生接触时，以预设高度差控制升降机构驱动液体样品托架逐次上升的的驱动模式，若在某一次以预设高度差控制升降机构驱动液体样品托架上升后的指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数，判定待测液体的液面与测量管的底端在本次微距上升后接触，这样可以在驱动液体样品托架每次微距上升后等待电子天平响应，防止因通讯延迟导致天平最大读数的瞬间液体样品托架仍然保持一定的上升速度而导致这段微秒级的时间之内液面高度发生少量变化的情况，可以进一步提高测量准确性。

此外，还可以在判定待测液体的液面与测量管的底端接触进入测量过程之后，并非传统的给予电机停止运动的反馈信号控制电机保持静止，而是可以根据液体容器底面积和液体被吸入重量的关系算出液面下降的高度，实时给予电机微度上升的信号，使得在测量过程中待测液体的液面始终与测量管底面齐平，保持液面与测量管底部接触的相对静止状态，进一步提高测量准确性。

本发明实施例通过采用实时对粉体样品重量进行测量的方法，接触角测量原理中只需要知道粉体样品重量的变化，因此粉体样品预先接触少量水分并不会影响最终结果。在针对亲水性较弱的粉体样品测量时，可以预先在测量管的底部轻抹一层水，使得粉体样品加入测量管的时候能够和水分接触上，避免因亲水性弱以及压紧粉体样品后气压过大导致水分无法被粉体样品毛细作用吸收的状况，可以解决粉体样品亲水性较弱情况下测量困难的问题，最大接触角测量结果能够达到89.90°。

如图3所示，本发明实施例公开一种粉体材料润湿接触角测量装置，该测量装置应用于表面张力仪，表面张力仪包括壳体以及设置于壳体内的电子天平、底端用微孔板封闭的测量管、液体样品托架、升降机构和摄像装置；电子天平的底部设置有连接杆，连接杆与电子天平的称重盘固定连接，测量管垂直悬挂于连接杆下方，测量管的底端位于摄像装置的摄影取景范围中，测量管内装有待测粉体，液体样品托架用于固定装盛有待测液体的样品容器，液体样品托架由升降机构驱动升降；该测量装置包括第一升降单元301、拍摄单元302、第二升降单元303、判定单元304、采集单元305和第一计算单元306，其中，

第一升降单元301，用于控制升降机构驱动液体样品托架上升；

拍摄单元302，用于在液体样品托架上升过程中，控制摄像装置以预设频率拍摄测量管底端，获得多个管底区域成像；

第二升降单元303，用于在从多个管底区域成像中识别出待测液体的液面与测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差，预设高度差小于当前距离；

判定单元304，用于在指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数时，判定待测液体的液面与测量管的底端接触；

采集单元305，用于实时采集电子天平的读数，获得测量管随时间的重量变化曲线；

第一计算单元306，用于根据重量变化曲线，计算获得待测粉体对待测液体的润湿接触角。

可选的，上述第二升降单元303，还用于在控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差之后，若在指定时长内电子天平的读数未发生变化，重复执行控制升降机构驱动液体样品托架上升预设高度差的步骤，直至在指定时长内电子天平的读数发生变化且达到最大读数。

可选的，图3所示的粉体材料润湿接触角测量装置中，还可以包括以下未图示的单元：

微调单元，用于在采集单元305实时采集电子天平的读数之后，以预设时间间隔计算测量管的重量变化值；

第二计算单元，用于根据样品容器的底部面积与重量变化值，计算出样品容器中待测液体的下降高度差；

第三升降单元，用于控制升降机构驱动液体样品托架上升下降高度差。

可选的，图3所示的粉体材料润湿接触角测量装置中，上述的拍摄单元302，还用于在接收到用户输入的测量启动指令时，控制摄像装置以预设频率拍摄测量管，获得多个管区域成像；基于此，上述的第一升降单元301，具体用于在从多个管区域成像中识别出测量管平稳垂直悬挂于连接杆下方时，控制升降机构驱动液体样品托架上升。

如图4所示，本发明实施例公开一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器401以及与存储器401耦合的处理器402；

其中，处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行上述各实施例中描述的粉体材料润湿接触角测量方法。

本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行上述各实施例中描述的粉体材料润湿接触角测量方法。

以上实施例的目的，是对本发明的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本发明的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本发明的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本发明的保护范围。

以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.粉体材料润湿接触角测量方法，其特征在于，应用于表面张力仪，所述表面张力仪包括壳体以及设置于壳体内的电子天平、底端用微孔板封闭的测量管、液体样品托架、升降机构和摄像装置；所述电子天平的底部设置有连接杆，所述连接杆与所述电子天平的称重盘固定连接，所述测量管垂直悬挂于所述连接杆下方，所述测量管的底端位于所述摄像装置的摄影取景范围中，所述测量管内装有待测粉体，所述液体样品托架用于固定装盛有待测液体的样品容器，所述液体样品托架由所述升降机构驱动升降；所述测量方法包括：

控制所述升降机构驱动所述液体样品托架以预设速度匀速上升；

在所述液体样品托架以预设速度匀速上升过程中，控制所述摄像装置以预设频率拍摄所述测量管底端，获得多个管底区域成像；

当从多个所述管底区域成像中识别出所述待测液体的液面与所述测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升预设高度差，所述预设高度差小于所述当前距离；

若在指定时长内所述电子天平的读数发生变化且达到最大读数，判定所述待测液体的液面与所述测量管的底端接触；

若在所述指定时长内所述电子天平的读数未发生变化，重复执行所述控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升预设高度差的步骤，直至在所述指定时长内所述电子天平的读数发生变化且达到最大读数；

实时采集所述电子天平的读数，获得所述测量管随时间的重量变化曲线；

根据所述重量变化曲线，计算获得所述待测粉体对所述待测液体的润湿接触角；

实时采集所述电子天平的读数之后，还包括：

以预设时间间隔计算所述测量管的重量变化值；

根据所述样品容器的底部面积与所述重量变化值，计算出所述样品容器中所述待测液体的下降高度差；

控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升所述下降高度差。

2.如权利要求1所述的粉体材料润湿接触角测量方法，其特征在于，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架以预设速度匀速上升，包括：

当接收到用户输入的测量启动指令时，控制所述摄像装置以所述预设频率拍摄所述测量管，获得多个管区域成像；

当从多个所述管区域成像中识别出所述测量管平稳垂直悬挂于所述连接杆下方时，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架以预设速度匀速上升。

3.粉体材料润湿接触角测量装置，其特征在于，应用于表面张力仪，所述表面张力仪包括壳体以及设置于壳体内的电子天平、底端用微孔板封闭的测量管、液体样品托架、升降机构和摄像装置；所述电子天平的底部设置有连接杆，所述连接杆与所述电子天平的称重盘固定连接，所述测量管垂直悬挂于所述连接杆下方，所述测量管的底端位于所述摄像装置的摄影取景范围中，所述测量管内装有待测粉体，所述液体样品托架用于固定装盛有待测液体的样品容器，所述液体样品托架由所述升降机构驱动升降；所述测量装置包括：

第一升降单元，用于控制所述升降机构驱动所述液体样品托架以预设速度匀速上升；

拍摄单元，用于在所述液体样品托架以预设速度匀速上升过程中，控制所述摄像装置以预设频率拍摄所述测量管底端，获得多个管底区域成像；

第二升降单元，用于在从多个所述管底区域成像中识别出所述待测液体的液面与所述测量管的底端之间的当前距离小于预设距离阈值时，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升预设高度差，所述预设高度差小于所述当前距离；若在指定时长内所述电子天平的读数未发生变化，重复执行所述控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升预设高度差的步骤，直至在所述指定时长内所述电子天平的读数发生变化且达到最大读数；

判定单元，用于在指定时长内所述电子天平的读数发生变化且达到最大读数时，判定所述待测液体的液面与所述测量管的底端接触；

采集单元，用于实时采集所述电子天平的读数，获得所述测量管随时间的重量变化曲线；

第一计算单元，用于根据所述重量变化曲线，计算获得所述待测粉体对所述待测液体的润湿接触角；

微调单元，用于在所述采集单元实时采集所述电子天平的读数之后，以预设时间间隔计算所述测量管的重量变化值；

第二计算单元，用于根据所述样品容器的底部面积与所述重量变化值，计算出所述样品容器中所述待测液体的下降高度差；

第三升降单元，用于控制所述升降机构驱动所述液体样品托架上升所述下降高度差。

4.如权利要求3所述的粉体材料润湿接触角测量装置，其特征在于，所述拍摄单元，还用于在接收到用户输入的测量启动指令时，控制所述摄像装置以所述预设频率拍摄所述测量管，获得多个管区域成像；

所述第一升降单元，具体用于在从多个所述管区域成像中识别出所述测量管平稳垂直悬挂于所述连接杆下方时，控制所述升降机构驱动所述液体样品托架以预设速度匀速上升。

5.电子设备，其特征在于，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行权利要求1或2所述的粉体材料润湿接触角测量方法。

6.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求1或2所述的粉体材料润湿接触角测量方法。

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