JP2002544515A - A device for determining the contact angle of a drop located on a support - Google Patents

A device for determining the contact angle of a drop located on a support

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JP2002544515A
JP2002544515A JP2000618708A JP2000618708A JP2002544515A JP 2002544515 A JP2002544515 A JP 2002544515A JP 2000618708 A JP2000618708 A JP 2000618708A JP 2000618708 A JP2000618708 A JP 2000618708A JP 2002544515 A JP2002544515 A JP 2002544515A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、支持台(1)にほどこされた滴(2)の接触角(γ)を特定するための装置であって、規定された滴(2)を支持台にほどこすための調量装置(3)と、評価装置の対応配置されたカメラ(4)と、表示ユニット(5)とが設けられている形式のものに関する。当該装置が、調量装置(3)と照明装置(6)とカメラ(4)と評価装置と表示ユニット(5)とを支持する、支持台(1)に装着された支持架台またはケーシングを備えた手持式装置として形成されていることによって、コンパクトで容易に操作可能な構成が得られる。 (57) [Summary] The present invention is an apparatus for specifying the contact angle (γ) of a drop (2) applied to a support (1), and the specified drop (2) is applied to the support. The present invention relates to a type in which a metering device (3) for carrying out, a camera (4) corresponding to an evaluation device and a display unit (5) are provided. The device comprises a support cradle or casing mounted on a support (1) supporting a metering device (3), a lighting device (6), a camera (4), an evaluation device and a display unit (5). By being formed as a hand-held device, a compact and easily operable arrangement is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 背景技術 本発明は、滴を画像形成するためのカメラと評価装置とを用いて、支持台に位
置する滴の接触角(一般的にぬれ角とも呼ばれる)を特定するための装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for specifying a contact angle (generally also called a wetting angle) of a drop located on a support table by using a camera for image formation of a drop and an evaluation apparatus. .

【0002】 このような装置は、Patent Abstracts of Japan, Section P, Vol.9/No.227(
1985)P-388の特開昭60−085353号公報に記載されている。この公知の
装置では、光学的な画像形成によって、試験表面の形状をした支持台にほどこさ
れた試料滴の接触角度が側面図から特定される。光学的な画像形成のためにたと
えばカメラが使用され、評価は計算器に接続された画像処理システムによって行
われる。滴はケーシング部分に形成された支持体にほどこされ、モニタの接続さ
れた計算器がケーシング部分の外側に設置されている。
Such an apparatus is disclosed in Patent Abstracts of Japan, Section P, Vol. 9 / No. 227 (
1985) P-388, JP-A-60-085353. In this known device, the contact angle of a sample drop applied to a support in the form of a test surface is determined from a side view by optical imaging. For example, a camera is used for optical imaging, and the evaluation is performed by an image processing system connected to a calculator. The drops are applied to a support formed in the casing part and a calculator connected to the monitor is located outside the casing part.

【0003】 類似の装置は、Patent Abstracts of Japan, Section P, Vol. 13/No.370(19
89)P-920の特開平01−126523号公報、Patent Abstracts of Japan, Se
ction P, Vol. 17/No.681(1993)P-1660の特開平05−232009号公報、P
atent Abstracts of Japan,(1996)の特開平08−050088号公報、なら
びにドイツ連邦共和国特許出願公開第3441317号明細書によっても公知で
ある。
A similar device is disclosed in Patent Abstracts of Japan, Section P, Vol. 13 / No. 370 (19
89) JP-A-01-126523 of P-920, Patent Abstracts of Japan, Se
ction P, Vol. 17 / No. 681 (1993) P-1660, JP-A-05-232009,
It is also known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-050088, atent Abstracts of Japan, (1996), and from German Patent Application DE 34 41 317 A1.

【0004】 既存の方法および装置の欠点は、試験表面の整列と、装置の配置と、装置の調
整とのために手間がかかることである。
[0004] A disadvantage of existing methods and devices is that the alignment of the test surface, the placement of the device, and the adjustment of the device are laborious.

【0005】 発明の利点 したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、支持台に位置する滴
の接触角を特定するための装置を改良して、装置の構成が簡素化され、かつ測定
時の操作が軽減されたものを提供することである。
Advantages of the invention The object of the invention is therefore to improve a device for determining the contact angle of a drop located on a support, of the type described at the outset, to simplify the construction of the device, It is another object of the present invention to provide a device in which the operation at the time of measurement is reduced.

【0006】 この課題は、請求項1の特徴部に記載した構成手段を有する装置によって解決
される。
[0006] This object is achieved by a device having the features as set forth in the characterizing part of claim 1.

【0007】 このような構成手段によって、簡単に操作可能なコンパクトで可動の測定ユニ
ットが得られ、この測定ユニットによって種々異なる支持台において問題なく測
定を行うことができる。手持式装置における構成要素の取り付けに基づいて、調
整および操作が簡単になっている。小さいスペースで測定を行うことができる。
なぜならばたとえば200mmを下回る構造高さ、90mmの奥行および120
mmの幅が達成されるからである。
[0007] With such a configuration, a compact and movable measuring unit that can be easily operated is obtained, and the measuring unit can perform measurement on various supports without any problem. Adjustment and operation are simplified based on the mounting of components in the hand-held device. Measurement can be performed in a small space.
For example, a structural height of less than 200 mm, a depth of 90 mm and 120
mm width is achieved.

【0008】 コンパクトな構成および簡単な操作は、おもにカメラが、画像評価のための集
積されたプロセッサとメモリと入力兼出力ユニットとを備えたインテリジェンス
カメラとして形成されていることによって、助成される。
[0008] The compact construction and simple operation are aided mainly by the fact that the camera is formed as an intelligence camera with an integrated processor for image evaluation, a memory and an input / output unit.

【0009】 支持架台またはケーシングが、支持台(1)に安定して装着するためと、滴(
2)の表面とカメラ対物レンズ(4a)との間の設定されるかまたは設定可能な
作業間隔を維持するためとの装着装置を備えているという実施形態が、簡単な操
作と、再現可能で迅速な測定の実施とに寄与する。有利な構成によれば、装着装
置が三脚の形式で配置された脚部(9)の設けられたフレームを備えている。所
定の間隔を維持するために、支持架台またはケーシングに間隔ピン(10)が設
けられていることによって、予め設定されるかまたは予め設定可能な間隔の維持
が助成される。
[0009] In order for the support base or the casing to be stably mounted on the support base (1),
The embodiment comprising a mounting device for maintaining a set or settable working distance between the surface of 2) and the camera objective lens (4a) is simple and reproducible. This contributes to quick measurement. According to an advantageous configuration, the mounting device comprises a frame provided with legs (9) arranged in the form of a tripod. The provision of spacing pins (10) in the support cradle or casing to maintain a predetermined spacing helps to maintain a preset or pre-settable spacing.

【0010】 スペースの節減された構成と僅かなエネルギ消費とのために、有利には、照明
装置(6)が発光ダイオード配置構成(6.1)を備えている。滴を均等に照明
するための、様々な照明装置の有利な実施形態によれば、照明装置(6)の光を
滴(2)に向けるために、傾斜して位置する部分透過性の鏡が設けられているか
、またはリング光配置構成が設けられている。
[0010] Because of the space-saving construction and the low energy consumption, the lighting device (6) is preferably provided with a light-emitting diode arrangement (6.1). According to an advantageous embodiment of the various lighting devices for evenly illuminating the drop, a partially transmissive mirror positioned at an angle is provided for directing the light of the lighting device (6) to the drop (2). Either provided or a ring light arrangement is provided.

【0011】 調量装置(3)がドロップ−オン−ディマンドタイプのピエゾポンプを備えて
いるか、またはジェット−オン−ディマンドタイプのポンプを備えていることに
よって、コンパクトな構成が助成される。このような実施形態によって、機械式
に運動する部分がほとんど回避され、かつ簡単な制御で規定の滴が形成される。
有利な実施形態によれば、ピエゾポンプが、埋め込まれたピエゾエレメントを備
えた、マイクロマシン式に作動するシリコンの設けられたシステムを有している
A compact design is facilitated by the metering device (3) having a piezo pump of the drop-on-demand type or a pump of the jet-on-demand type. With such an embodiment, mechanically moving parts are largely avoided and defined drops are formed with simple control.
According to an advantageous embodiment, a piezo pump has a micromachined, silicon-provided system with an embedded piezo element.

【0012】 さらに正確な測定のための有利な実施形態によれば、調量装置(3)の作動と
カメラ(4)による画像撮影とが、制御装置によって時間制御されて互いに調和
されている。
According to an advantageous embodiment for a more accurate measurement, the operation of the metering device (3) and the image capture by the camera (4) are coordinated with one another in a time-controlled manner by the control device.

【0013】 カメラ対物レンズ(4a)と滴(2)との間の間隔を調節するために、自動制
御された間隔調整装置が設けられていることによって、さらに正確な測定が助成
される。
[0013] A more accurate measurement is aided by the provision of an automatically controlled spacing device for adjusting the spacing between the camera objective lens (4a) and the drop (2).

【0014】 評価に際して、微小滴がほぼ理想的な球冠を形成しているような状態を利用す
ると有利である。これによって図3に観察される、既知の容積(たとえば2μl
)を有するほどこされた試料滴の幾何学サイズ(基礎直径、球の直径または高さ
)のそれぞれ1つから、球冠にとって有効な幾何学的−三角関数的な関係(図4
a参照)を用いて接触角が特定される。数学的な手間が高められたことによって
、滴が球冠の理想形状とは異なる場合でも、接触角の特定が可能である。
In the evaluation, it is advantageous to use a state in which the microdroplets form an almost ideal spherical crown. This allows a known volume (eg 2 μl) to be observed in FIG.
) From each one of the geometric sizes (base diameter, sphere diameter or height) of the applied sample drops, the effective geometric-trigonometric relationship for the crown (FIG. 4)
a) is used to specify the contact angle. Due to the increased mathematical effort, it is possible to determine the contact angle even if the drop is different from the ideal shape of the crown.

【0015】 特に有利には、接触角は、平面図でみて上から(透過性の試験片の場合下から
でも)観察される基礎直径から特定される。フレキシブルに使用可能な装置とな
るような簡単な形式の観測の以外に、支持台たとえばガラス板にもたらされた滴
が、その開始−基礎直径を、気化過程の間でも滴の消滅の直前まで維持するとい
う現象が利用されるので、時間的な問題のない測定が提供される。これは実際に
大抵は90°を下回る接触角の場合に当てはまる。
[0015] Particularly advantageously, the contact angle is determined from the base diameter observed from above in plan view (even from below in the case of a permeable specimen). In addition to a simple form of observation that results in a device that can be used flexibly, the drop brought to the support, e.g. a glass plate, changes its onset-base diameter until just before the drop disappears even during the vaporization process. Since the phenomenon of maintaining is used, a measurement without a time problem is provided. This is actually the case in most cases for contact angles below 90 °.

【0016】 90°を超える接触角のための、平面図で観測される直径は、もはや球冠の基
礎直径ではなく、球の直径である。
For contact angles greater than 90 °, the diameter observed in plan is no longer the base diameter of the crown, but the diameter of the sphere.

【0017】 これは評価アルゴリズムの際に考慮される。ここでは滴のほどこしと測定との
間の時間間隔のために、既に一般的な方法の場合と同じような前提条件が考慮さ
れる。
This is taken into account in the evaluation algorithm. Here, the same preconditions are taken into account for the time interval between drop application and measurement as in the case of the already common methods.

【0018】 画像評価ソフトウェアを用いて、良好なコントラストで画像形成された試料滴
の直径が特定され、計算器に貯蔵されたアルゴリズムを用いて接触角が算出され
、表示され、場合によっては後続処理される。
[0018] The diameter of the sample droplet imaged with good contrast is determined using image evaluation software, and the contact angle is calculated and displayed using an algorithm stored in a calculator, and possibly further processed. Is done.

【0019】 場合によっては排除されない、試験表面の軽度な不均質性に基づいて、球冠基
礎の理想的な円形の輪郭線からのずれが生じる場合、評価によって、有利には、
最良円形適合に基づいて、滴サイズの範囲で求められた接触角が提供され、これ
は実際に一般的に所望されている。別の利点によれば、測定がある限度まで行う
ことができ、傾斜された、扁平でない試験表面たとえば車両のウインドガラス上
でも行うことができる。
If deviations from the ideal circular contour of the crown base occur due to minor inhomogeneities of the test surface, which are not excluded in some cases, the evaluation advantageously
Based on the best circular fit, a determined contact angle in the range of drop sizes is provided, which is actually generally desired. According to another advantage, the measurement can be performed to a certain extent, even on inclined, non-flat test surfaces, for example on the windshield of a vehicle.

【0020】 平面図からの、基礎直径の算出と、90°を超える接触角のための球の直径の
算出以外に、試料滴の側面図を算出のために使用することもできる。側面図によ
って、滴高さの算出が許容され、90°を下回る接触角のための球の直径の算出
も許容される。これらの各サイズは、接触角の算出のために既知の滴容積と協働
して再度使用される。たとえば球冠に近似する既知の滴形状では、正確な滴容積
が明らかでなくても、それぞれ別個に求められた2つの幾何学サイズたとえば高
さと基礎直径とから、接触角が求められる。
In addition to calculating the base diameter from the plan view and calculating the diameter of the sphere for contact angles greater than 90 °, a side view of the sample drop can also be used for the calculation. The side view allows the calculation of the drop height and also the calculation of the diameter of the sphere for contact angles below 90 °. Each of these sizes is again used in conjunction with the known drop volume for the calculation of the contact angle. For example, for a known drop shape approximating a spherical cap, the contact angle can be determined from two separately determined geometric sizes, such as height and base diameter, even if the exact drop volume is not known.

【0021】 次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0022】 図3には、支持台1にほどこされた球冠状の滴2の接触角γの定義が示されて
いて、ならびに滴2の幾何学的な大きさとしての、滴と支持台との間の境界面の
領域における基礎直径dBaと高さhとが示されている。なお符号dKuで滴の
球の直径が示唆されている。ここでは接触角γは90°より小さくなっている。
FIG. 3 shows the definition of the contact angle γ of the spherical drop 2 applied to the support 1, as well as the drop 2 and the support The basic diameter dBa and the height h in the region of the interface between are shown. Note that the symbol d Ku indicates the diameter of the droplet sphere. Here, the contact angle γ is smaller than 90 °.

【0023】 図4aには、球冠状の滴の基礎直径dBaと、球の直径dKuと、滴の高さh
とが、接触角γを関数として示されている。
FIG. 4 a shows the base diameter d Ba of the spherical crown drop, the diameter d Ku of the sphere and the height h of the drop.
Are shown as a function of the contact angle γ.

【0024】 図4bの線図には、テスト滴2の上から見て測定された直径と、この直径から
求められた接触角γとの間の関係が示されている。90°までの接触角γには、
滴球冠の基礎直径dBaが使用され、これに対して90°を超える角度には球冠
状の滴2の球の直径dKuが使用される。
The diagram of FIG. 4 b shows the relationship between the diameter measured from above the test drop 2 and the contact angle γ determined from this diameter. For contact angles γ up to 90 °,
The base diameter dBa of the drop crown is used, whereas for angles greater than 90 ° the diameter d Ku of the sphere of the drop 2 in a crown shape is used.

【0025】 図5には、カメラと画像評価システムとが組み合わされている「インテリジェ
ンスカメラ;intelligente Kamera」を備えた実施例の基本的な配置構成で接触
角γを特定するための測定装置が概略的に示されている。調量装置3を用いてた
とえば手動でまたは自動的にもたらされた、正確に設定された滴容積を有する滴
2は、従来の対物レンズ4aまたはテレセントリックな対物レンズ4aとインテ
リジェンスカメラ4とによって画像形成される。簡単なカメラ4を使用する場合
、カメラ4と表示ユニット5との間に、図示されていない、評価を行うための外
付けの計算器が設けられる。
FIG. 5 schematically shows a measuring apparatus for specifying a contact angle γ in a basic arrangement of an embodiment provided with an “intelligent camera; intelligent camera” in which a camera and an image evaluation system are combined. Is shown. A drop 2 having a precisely set drop volume, for example manually or automatically provided by means of a metering device 3, is imaged by a conventional objective lens 4a or a telecentric objective lens 4a and an intelligence camera 4. It is formed. When a simple camera 4 is used, an external calculator (not shown) for performing an evaluation is provided between the camera 4 and the display unit 5.

【0026】 評価ユニットにおいて、設定された容積と検出された幾何学データ(基礎直径
Ba、球の直径dKu、高さh)とから、これらのサイズの2つが組み合わさ
れて接触角が求められる。
In the evaluation unit, from the set volume and the detected geometric data (base diameter d Ba , sphere diameter d Ku , height h), two of these sizes are combined to determine the contact angle. Can be

【0027】 表示ユニット5には、平面図の滴画像と、その画像の下側に求められた接触角
γとが示される。
The display unit 5 shows a drop image in a plan view and a contact angle γ obtained below the image.

【0028】 追加的に測定装置は、有利には滴2を平面図で見て、滴2を照明するための照
明装置を備えている(図1、図2のa、図2のb参照)。透過性の支持台では、
照明は裏面(下面)から行うこともできる。
In addition, the measuring device preferably has an illuminating device for illuminating the droplet 2, seeing the droplet 2 in plan view (see FIGS. 1, 2 a, 2 b). . With a permeable support,
Illumination can also be performed from the back surface (lower surface).

【0029】 図1、図2のaおよび図2のbには、手持式装置として形成された、滴2の接
触角を特定するための装置が概略的に示されている。滴2を支持する支持台1に
装着された、詳しくは示されていない支持架台またはケーシングには、調量装置
3と、カメラ対物レンズ4aを備えたカメラ4と、フラットな表示ユニット5た
とえば旋回可能な液晶ディスプレイ表示装置と、発光ダイオード配置構成6.1
を備えた照明装置6と、一方では光を滴2に向けるため、他方では滴2をカメラ
で観察するための半透過性の鏡8と、フレームに配置された三脚式の脚部9を備
えた装着装置とが、1つのユニットとして取り付けられている。異なる2つの側
面図である図2のaおよび図2のbから判るように、そのように形成された手持
式装置は追加的に、電子装置7と別の電子装置7.1とを備えており、これらの
電子装置はたとえば制御装置の一部であり、この制御装置はさらにカメラ4に集
積されたプロセッサもしくは計算器を備えている。カメラ4はインテリジェンス
カメラとして形成されている。滴2の領域において、たとえば湾曲された支持台
1の場合に作業距離を確実に維持することを保証するために、この領域に追加的
に間隔ピン10が設けられていてよい。脚部9と間隔ピン10とは調節可能に形
成されている。
FIGS. 1, 2 a and 2 b show schematically a device for determining the contact angle of a drop 2, formed as a hand-held device. On a support base or casing (not shown in detail) mounted on a support 1 for supporting the drops 2, a metering device 3, a camera 4 with a camera objective 4a, and a flat display unit 5, e.g. Possible liquid crystal display and light emitting diode arrangement 6.1
A semi-transparent mirror 8 for directing light to the drop 2 on the one hand and observing the drop 2 with a camera on the other hand, and a tripod leg 9 arranged on the frame. The mounting device is mounted as one unit. As can be seen from the two different side views, FIGS. 2a and 2b, the hand-held device so formed additionally comprises an electronic device 7 and another electronic device 7.1. These electronic devices are, for example, part of a control device, which further comprises a processor or a calculator integrated in the camera 4. The camera 4 is formed as an intelligence camera. In the area of the drops 2, in order to ensure that the working distance is maintained, for example in the case of a curved support 1, an additional spacing pin 10 may be provided in this area. The leg 9 and the spacing pin 10 are formed to be adjustable.

【0030】 手持式装置の主な構成要素は、いわゆるインテリジェンスカメラ4であり、こ
のインテリジェンスカメラ4は、カメラ4とカメラ光学系4aと画像評価のため
の集積された計算器とから成る組み合わせである。さらに照明装置6を直接カメ
ラに取り付けることもできる。
The main component of the hand-held device is a so-called intelligence camera 4, which is a combination of a camera 4, a camera optics 4 a and an integrated calculator for image evaluation. . Further, the lighting device 6 can be directly attached to the camera.

【0031】 照明装置は、周囲において影および反射なしに滴2を照明するのための、再現
可能な照明特性を形成するために用いられる。これは有利には、側方で部分透過
性の鏡8たとえば45°傾斜された平面ガラス板で反射される発光ダイオード配
置構成によって得られ、発光ダイオード配置構成は小さい寸法以外に小さい所要
出力も有している。選択的にリング光配置構成を設けてもよい。
The lighting device is used to create reproducible lighting characteristics for illuminating the drop 2 without shadows and reflections in the surroundings. This is advantageously obtained by means of a light-emitting diode arrangement which is reflected at the side by a partially transmissive mirror 8, for example a plane glass plate inclined at 45 °, the light-emitting diode arrangement having a small required output as well as small dimensions. are doing. A ring light arrangement may be selectively provided.

【0032】 規定の容積の滴2をもたらすための調量装置3は、有利には、要求に応じてド
ロップするドロップ−オン−ディマンドタイプのピエゾポンプを備えており、こ
のピエゾポンプによって要求容積をプラスマイナス2%の精度で調量することが
できる。この場合滴2を置く必要はなく、むしろ滴2は15mmまでの間隔を介し
て自由な噴射で正確な時点で調量することができる。原理的に、別のフリージェ
ットシステムたとえば要求に応じて噴射するジェット−オン−ディマンドタイプ
を使用することもできる。しかしながらそのようなフリージェットシステムでは
、調量によって存在する滴2に及ぼされる運動エネルギが、滴輪郭に影響を及ぼ
さないほど僅かなものであるように配慮する必要がある。ドロップ−オン−ディ
マンドタイプでは、滴が極めて小さいので、構成に基づくこのような危険性がか
なりより小さくなっている。
The metering device 3 for producing a defined volume of drops 2 is advantageously provided with a piezo pump of the drop-on-demand type, which drops on demand, by means of which the required volume is reduced. It can be metered with an accuracy of plus or minus 2%. In this case, it is not necessary to place the drops 2, but rather the drops 2 can be metered at precise times with a free jet through a distance of up to 15 mm. In principle, it is also possible to use other free-jet systems, for example of the jet-on-demand type, which jets on demand. In such a free-jet system, however, care must be taken that the kinetic energy exerted by the metering on the drops 2 present is so small that it does not affect the drop contour. In the drop-on-demand type, the danger is very much smaller due to the very small size of the drops.

【0033】 ドロップ−オン−ディマンドシステムは、有利には、埋め込まれたピエゾエレ
メントを備えた、マイクロマシン式に作動するシリコンから成っている。所定の
電圧をこのピエゾエレメントに及ぼすことによって、有利には小さな貯蔵室(た
とえば800nl)における変形と圧力上昇とが生じ、ポンプの尖端における約
1nlの容積の滴が流出するようになる。接続された制御ユニットがこのポンプ
を制御し、このポンプ自体は制御装置を介してインテリジェンスカメラ4によっ
て自動的に応答される。
The drop-on-demand system advantageously consists of micro-machined silicon with embedded piezo elements. By applying a predetermined voltage to this piezo element, deformation and pressure build-up in a preferably small storage chamber (for example 800 nl) occur, so that a drop of approximately 1 nl at the tip of the pump flows out. The connected control unit controls the pump, which itself is automatically responded to by the intelligence camera 4 via the control device.

【0034】 このような構成によって、手持式装置の内側において、機械式に運動する部分
を設ける必要がなく、かつ手持式装置のサイズは極めてコンパクトに維持するこ
とができる。なぜならばポンプの寸法が20mmを超えないからである。液体リ
ザーバは、できるだけ出口尖端部の高さに取り付けられ、有利には管として形成
されことが望ましく、これによって搬送時に管の毛管現象力を用いた液体の結合
によって流出を防止することができる。したがって後充填することなく2μlの
滴容積で約100回の測定を行うことができる。
With this configuration, it is not necessary to provide a mechanically moving part inside the hand-held device, and the size of the hand-held device can be kept extremely compact. This is because the dimensions of the pump do not exceed 20 mm. The liquid reservoir is preferably mounted at the height of the outlet tip and is preferably formed as a tube, so that during transport the outflow can be prevented by the coupling of the liquid using the capillary forces of the tube. Approximately 100 measurements can thus be performed with a 2 μl drop volume without post-filling.

【0035】 選択的に、従来慣用の測定ピストンを備えた調量装置3も考えられる。この調
量装置は手動で作動させることができるか、または設定されたサーボシステムに
よって制御駆動することができる。
As an alternative, a metering device 3 with a conventional measuring piston is also conceivable. The metering device can be operated manually or can be controlled and driven by a set servo system.

【0036】 手持式装置の構成は、間隔を制御するための適当な機構に基づいてテレセント
リックな光学系が排除され、コンパクトで慣用の光学系が使用されると、特にコ
ンパクトである。しかしながらこの場合、試験片に対する間隔の調節を行う必要
がある。有利には自動的に調節が行われる。機械式および/または電気式の調整
装置を使用することができ、この場合スペースの節減された板ばねを備えた実施
例が有利である。
The configuration of the hand-held device is particularly compact when telecentric optics are eliminated based on a suitable mechanism for controlling the spacing, and compact and conventional optics are used. However, in this case, it is necessary to adjust the distance to the test piece. The adjustment is preferably made automatically. Mechanical and / or electric regulating devices can be used, in which case an embodiment with a space-saving leaf spring is advantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 滴の接触角を特定するための測定装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a measuring device for specifying a contact angle of a droplet.

【図2】 aは、測定装置の側面図であり、bは、測定装置の正面図である。2A is a side view of the measuring device, and FIG. 2B is a front view of the measuring device.

【図3】 支持台に設けられた滴を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a droplet provided on a support base.

【図4a】 滴の接触角と別の幾何学的なデータとの間の関係を示す線図である。FIG. 4a is a diagram showing the relationship between the contact angle of a drop and another geometric data.

【図4b】 滴の接触角と別の幾何学的なデータとの間の関係を示す線図である。FIG. 4b is a diagram showing the relationship between the contact angle of a drop and another geometric data.

【図5】 滴をほどこすためと、接触角を特定するためとの装置の配置構成を示す概略図
である。
FIG. 5 is a schematic view showing an arrangement of a device for applying a droplet and for specifying a contact angle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持台、 2 滴、 3 調量装置、 4 カメラ、 4a 対物レンズ
、 5 表示ユニット、 6 照明装置、 6.1 発光ダイオード配置構成、
7,7.1 電子装置、 8 鏡、 9 脚部、 10 間隔ピン、 dBa 基礎直径、 h 高さ、 dKu 球の直径、 γ 接触角
Reference Signs List 1 support base, 2 drops, 3 metering device, 4 camera, 4a objective lens, 5 display unit, 6 lighting device, 6.1 light emitting diode arrangement,
7,7.1 electronic device, 8 a mirror, 9 legs, 10 spacing pins, d Ba basal diameter, h the height, diameter d Ku sphere, gamma contact angle

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年7月27日(2000.7.27)[Submission date] July 27, 2000 (2000.7.27)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図1】 FIG.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図2】 FIG. 2

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図3】 FIG. 3

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【図5】 FIG. 5

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年6月29日(2001.6.29)[Submission date] June 29, 2001 (2001.6.29)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Correction target item name] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項11[Correction target item name] Claim 11

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),JP,US (72)発明者 ヴェルナー フリー ドイツ連邦共和国 ウンターグルッペンバ ッハ ハッペンバッハー シュトラーセ 58 (72)発明者 オリヴァー プロール ドイツ連邦共和国 オストフィルデルン ブルネンシュトラーセ 50 (72)発明者 クラウス マルクス ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ホ ルダーブッシュヴェーク 30 (72)発明者 ノルベルト シュトライブル ドイツ連邦共和国 レオンベルク パウリ ーネンシュトラーセ 30 (72)発明者 ウルフ ラインハルト ドイツ連邦共和国 ハンブルク ボルステ ラー ショセー 85−99アー──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), JP, US (72) Inventor Werner Free Germany Untergruppenbach Happenbacher Strasse 58 (72) Inventor Oliver Prowl Germany Ostfildern Brunenstrasse 50 (72) Inventor Claus Marx Germany Schuttgart Holderbuschweg 30 (72) Inventor Norbert Streible Germany Leonberg Paulinenstraße 30 (72) Inventor Wolf Reinhard Germany Republic Hamburg Borusute error Shose 85-99 Ah

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持台(1)にほどこされた滴(2)の接触角(γ)を特定
するための装置であって、規定された滴(2)を前記支持台(1)にほどこすた
めの調量装置(3)と、評価装置の対応配置されたカメラ(4)と、表示ユニッ
ト(5)とが設けられている形式のものにおいて、 当該装置が、前記調量装置(3)と照明装置(6)と前記カメラ(4)と前記
評価装置と前記表示ユニット(5)とを支持する、前記支持台(1)に装着され
た支持架台またはケーシングを備えた手持式装置として形成されていることを特
徴とする、支持台に位置する滴の接触角を特定するための装置。
An apparatus for specifying a contact angle (γ) of a drop (2) applied to a support (1), wherein a prescribed drop (2) is applied to the support (1). A type in which a metering device (3) for scrubbing, a camera (4) corresponding to an evaluation device, and a display unit (5) are provided, wherein the device is the metering device (3) ), A lighting device (6), the camera (4), the evaluation device, and the display unit (5), as a hand-held device having a support frame or a casing mounted on the support table (1). An apparatus for determining the contact angle of a drop located on a support, characterized in that it is formed.
【請求項2】 前記カメラ(4)が、画像評価のための集積されたプロセッ
サと、メモリと、入力兼出力ユニットとを備えたインテリジェンスカメラとして
形成されている、請求項1記載の装置。
2. The device according to claim 1, wherein the camera is formed as an intelligence camera with an integrated processor for image evaluation, a memory and an input / output unit.
【請求項3】 前記支持架台またはケーシングが、前記支持台(1)に安定
して装着するためと、滴(2)の表面とカメラ対物レンズ(4a)との間の設定
されるかまたは設定可能な作業間隔を維持するためとの装着装置を備えている、
請求項1または2記載の装置。
3. The setting or setting between the surface of the drop (2) and the camera objective lens (4a) for the stable mounting of the support cradle or casing on the support (1). Equipped with a mounting device to maintain possible working intervals,
The device according to claim 1.
【請求項4】 前記装着装置が、三脚の形状で配置された脚部(9)の設け
られたフレームを備えている、請求項3記載の装置。
4. The device according to claim 3, wherein the mounting device comprises a frame provided with legs (9) arranged in the form of a tripod.
【請求項5】 所定の間隔を維持するために、前記支持架台またはケーシン
グに間隔ピン(10)が設けられている、請求項3または4記載の装置。
5. The device according to claim 3, wherein a spacing pin (10) is provided on the support cradle or the casing to maintain a predetermined spacing.
【請求項6】 前記照明装置(6)が発光ダイオード配置構成(6.1)を
備えている、請求項1から5までのいずれか1項記載の装置。
6. The device according to claim 1, wherein the lighting device (6) comprises a light-emitting diode arrangement (6.1).
【請求項7】 前記照明装置(6)の光を滴(2)に向けるために、傾斜し
て位置する部分透過性の鏡(8)が設けられているか、またはリング光配置構成
が設けられている、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
7. An obliquely located partially transmissive mirror (8) or a ring light arrangement is provided to direct the light of said illuminating device (6) to the drop (2). Apparatus according to any of the preceding claims, wherein
【請求項8】 前記調量装置(3)がドロップ−オン−ディマンドタイプの
ピエゾポンプまたはジェット−オン−ディマンドタイプのポンプを備えているか
、もしくは前記調量装置(3)が、手動で作動可能かまたはサーボシステムによ
って制御駆動可能である従来慣用の測定ピストンから成っている、請求項1から
7までのいずれか1項記載の装置。
8. The metering device (3) comprises a drop-on-demand type piezo pump or a jet-on-demand type pump, or the metering device (3) is manually operable. 8. The device as claimed in claim 1, wherein the device comprises a conventional measuring piston which can be driven or controlled by a servo system.
【請求項9】 前記ピエゾポンプが、埋め込まれたピエゾエレメントを備え
た、マイクロマシン式に作動するシリコンの設けられたシステムを有している、
請求項8記載の装置。
9. The piezo pump comprises a micromachined silicon-applied system with an embedded piezo element.
An apparatus according to claim 8.
【請求項10】 前記調量装置(3)の作動と、前記カメラ(4)による画
像撮影とが、制御装置によって時間制御されて互いに調和されている、請求項1
から9までのいずれか1項記載の装置。
10. The operation of the metering device (3) and the taking of images by the camera (4) are time-controlled by a control device and are coordinated with each other.
10. The device according to any one of claims 1 to 9.
【請求項11】 カメラ対物レンズ(4a)と滴(2)との間の間隔を調節
するために、自動制御された間隔調整装置が設けられている、請求項1から10
までのいずれか1項記載の装置。
11. An automatically controlled distance adjusting device for adjusting the distance between the camera objective lens (4a) and the drop (2) is provided.
The device according to any one of the preceding claims.
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