CN210322694U - 一种接触角测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接触角测试装置，属于界面化学分析仪器领域。接触角测量装置包括真空箱、设置在真空箱内的调节基座、设置在调节基座上的加热板、设置在真空箱上并位于加热板上方的高频熔炼炉和超声波激震组以及设置在真空箱上的测量组，测量组包括设置在真空箱上的观察口、设置在观察口上的工业CCD摄像机以及与工业CCD摄像机连接的计算机，计算机内设有接触角分析软件,本实用新型便于操作又提高了接触角测量的精确性,提高了适用性和灵活性，并具有结构紧凑、测量方便的优点。

Description

一种接触角测试装置

技术领域

本实用新型涉及界面化学分析仪器领域，具体涉及一种接触角测试装置。

背景技术

固-液接触角是表征物质物理化学性质的重要参数。在界面化学分析领域中，接触角测试是分析固-液界面物理化学性质的主要手段。但是在高温环境下，由于材料物理化学变化和高温下温度梯度等原因，测量高温下液体与固体的接触角十分困难。目前，接触角测量方法主要采用座滴法和悬滴法，在设计接触角测试仪时，通常只能实现一种方法测量。传统接触角测试仪采用管式炉结构，存在放样空间狭小、操作不便、测量精度不高等缺点，并且只能采用座滴法测量，

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种接触角测试装置，具体技术方案如下：

一种接触角测量装置，包括：真空箱、设置在真空箱内的调节基座、设置在调节基座上的加热板、设置在真空箱上并位于加热板上方的高频熔炼炉和超声波激震组以及设置在真空箱上的测量组，真空箱外侧设有与真空箱连通的真空泵；测量组包括设置在真空箱上的观察口、设置在观察口上的工业 CCD摄像机以及与工业CCD摄像机连接的计算机，计算机内设有接触角分析软件。

本实用新型中操作人员将待测熔样和待测基体放置在真空箱内，打开真空泵并将真空箱内部抽成真空环境，利用加热板对待测基体进行预热，同时将待测熔样置于待测基体上，或者将待测熔样置于高频熔炼炉中，加热直至熔样完全熔化。当待测熔样完全熔化、让待测熔样与待测基体接触后，利用超声波激震组对待测熔样与待测基体的润湿界面施加超声，然后工业CCD摄像机实时采集待测熔样润湿时的轮廓图像数据并输入计算机，再利用接触角分析软件进行图像处理，便可得到待测熔样与待测基体的接触角，本实用新型既可以通过加热板对待测熔样和待测基体一起进行加热并使待测熔样熔化，也可以将待测熔样置于高频熔炼炉中加热，同时利用加热板对待测基体进行预热，其目的是防止过热的待测熔样滴落在待测基体上，造成热震损伤。

作为优选，超声波激震组包括设置在真空箱上的变幅杆、设置在变幅杆上的水冷装置、设置在水冷装置上的换能器、设置在换能器上的冷却风扇以及与换能器连接的超声波电源，超声波电源可产生振幅和频率均可调的超声波信号。

本实用新型中超声波电源产生电信号，经换能器转换成声信号，再经变幅杆调节振幅后作用于待测基体表面，水冷装置和冷却风扇防止真空箱内的热量顺着变幅杆传递到换能器里，将换能器烧坏。

作为优选，真空箱远离观察口的一侧设有采光口，采光口上设有采光灯，采光灯上设有与采光灯连接的光源控制器。

本实用新型中采光灯为拍摄润湿图像提供背景光源，通过光源控制器调节采光灯的光源强度。

作为优选，真空箱上设有进气口，进气口上设有与进气口连通的气瓶。

本实用新型中真空泵将真空箱内部抽成真空环境后，操作人员可打开气瓶阀门并往真空箱内充填惰性气体。

作为优选，真空箱上设有排气口。

本实用新型通过设置在真空箱内的排气口，便于真空箱进行排气，散热等操作。

作为优选，变幅杆采用的材料为耐高温的铌合金。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过将待测熔样放置在真空箱内，利用高频熔炼炉或者加热板对待测熔样进行加热直至熔样完全熔化。当待测熔样完全熔化后利用超声波激震组对待测熔样与待测基体的润湿界面施加超声，然后工业CCD摄像机实时采集待测熔样润湿时的轮廓图像数据并输入计算机，再利用接触角分析软件进行图像处理得到待测熔样与待测基体的接触角。本实用新型将调节基座、加热板、待测熔样、待测基体直接置于真空箱内，相比传统的管式炉结构，既简化了接触角测试装置，便于操作，又提高了接触角测量的精确性；同时本实用新型可采用座滴法和悬滴法进行接触角测试，并可在真空和惰性保护气体两种不同工况下进行，提高了适用性和灵活性，并具有结构紧凑、测量方便的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-真空箱；2-调节基座；3-高频熔炼炉；4-超声波激震组；5-测量组6-真空泵；51-观察口；52-工业CCD摄像机；53-计算机；54-接触角分析模块；41-变幅杆；42-水冷装置；43-换能器；44-冷却风扇；45-超声波电源；21-加热板；7-采光口；71-采光灯；72-光源控制器；8-进气口；81- 气瓶；9-排气口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

参见图1，本实用新型中一种接触角测量装置包括真空箱1以及设置在真空箱1内并用于放置待测基体的调节基座2和加热板21，真空箱1采用的材料为高强度材料。本实用新型既可通过加热板21对待测基体进行加热使待测基体上的待测熔样熔化，也可将待测熔样置于高频熔炼炉中进行加热，使其熔化。真空箱1上并位于加热板21上方设有用于加热待测熔样的高频熔炼炉3。当测量人员使用座滴法时，将待测熔样放置于真空箱1内的待测基体上，并通过加热板21熔化待测熔样；当测量人员使用悬滴法时，将待测熔样放置于高频熔炼炉3内，通过高频熔炼炉3熔化待测熔样，同时利用加热板对待测基体进行预热。

真空箱1上并位于加热板21上方还设有超声波激震组4，真空箱1的一侧设有用于测量待测熔样的测量组5，测量组5包括设置在真空箱1上的观察口51、设置在观察口51上的工业CCD摄像机52以及与工业CCD摄像机 52连接的计算机53，计算机53内设有接触角分析软件54。操作人员将待测熔样放置在真空箱1内，打开真空泵6并将真空箱1内部抽成真空环境，对待测熔样进行加热直至熔样完全熔化。当待测熔样完全熔化后利用超声波激震组4对待测熔样与待测基体的润湿界面施加超声，然后工业CCD摄像机52 实时采集待测熔样润湿时的轮廓图像数据并输入计算机53，再利用接触角分析软件54进行图像处理，便可得到待测熔样与待测基体的接触角。

超声波激震组4包括设置在真空箱1上的变幅杆41、设置在变幅杆41 顶端的的水冷装置42、设置在水冷装置42顶端的换能器43、设置在换能器 43顶端的冷却风扇44以及与换能器43连接的超声波电源45，变幅杆41采用的材料为耐高温的铌合金。本实用新型中超声波电源45产生电信号，经换能器43转换成声信号，再经变幅杆41调节振幅后作用于待测基体表面，水冷装置42和冷却风扇44防止真空箱1内的热量顺着变幅杆41传递到换能器43里，将换能器43烧坏。真空箱1远离观察口51的一侧设有采光口7，采光口7上设有采光灯71，采光灯71上设有与采光灯71连接的光源控制器 72。采光灯71为拍摄润湿图像提供背景光源，通过光源控制器72调节采光灯71的光源强度。真空箱1上设有进气口8，进气口8上设有与进气口8 连通的气瓶81，气瓶81内的容置气体为惰性气体，真空泵6将真空箱1内部抽成真空环境后，操作人员可打开气瓶81阀门并往真空箱1内充填惰性气体，为待测熔样提供保护。真空箱1上设有便于真空箱1进行排气，散热等操作的排气口9。

本实用新型将调节基座、加热板、待测基体、待测熔样直接置于真空箱 1内，相比传统的管式炉结构，既简化了接触角测试装置，便于操作，又提高了接触角测量的精确性；同时本实用新型可采用座滴法和悬滴法进行接触角测试，并可在真空和惰性保护气体两种不同工况下进行，提高了适用性和灵活性，并具有结构紧凑、测量方便的优点。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种接触角测量装置，其特征在于，包括：真空箱(1)、设置在真空箱(1)内的调节基座(2)、设置在调节基座(2)上的加热板(21)、设置在真空箱(1)上并位于加热板(21)上方的高频熔炼炉(3)和超声波激震组(4)以及设置在真空箱(1)上的测量组(5)，所述真空箱(1)外侧设有与真空箱(1)连通的真空泵(6)；

所述测量组(5)包括设置在真空箱(1)上的观察口(51)、设置在观察口(51)上的工业CCD摄像机(52)以及与工业CCD摄像机(52)连接的计算机(53)，所述计算机(53)内设有接触角分析软件(54)。

2.根据权利要求1所述的接触角测量装置，其特征在于，所述超声波激震组(4)包括设置在真空箱(1)上的变幅杆(41)、设置在变幅杆(41)上的水冷装置(42)、设置在水冷装置(42)上的换能器(43)、设置在换能器(43)上的冷却风扇(44)以及与换能器(43)连接的超声波电源(45)。

3.根据权利要求1所述的接触角测量装置，其特征在于，所述真空箱(1)远离观察口(51)的一侧设有采光口(7)，所述采光口(7)上设有采光灯(71)，所述采光灯(71)上设有与采光灯(71)连接的光源控制器(72)。

4.根据权利要求1所述的接触角测量装置，其特征在于，所述真空箱(1)上设有进气口(8)，所述进气口(8)上设有与进气口(8)连通的气瓶(81)。

5.根据权利要求4所述的接触角测量装置，其特征在于，所述真空箱(1)上设有排气口(9)。

6.根据权利要求2所述的接触角测量装置，其特征在于，所述变幅杆(41)采用的材料为耐高温的铌合金。

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