SGC-QH11 動態(tài)接觸角測量儀 規(guī)格書
（動態(tài) 整體傾斜型前進接觸角、后退接觸角和滾動角）
一．主機圖片：
二．功能概述：
本機除了利用停滴法測試靜態(tài)接觸角外，更側(cè)重于利用傾斜板法測試和分析動態(tài)接觸角（包括前進接觸角、后退接觸角和滾動角）；同時也可以測試液體表面張力、估算固體表面能和分析潤濕性。廣泛應(yīng)用于生物化工、納米技術(shù)、涂層工藝、耐水材料、科教軍工等尖端領(lǐng)域的測試與研究。
三．規(guī)格參數(shù)：
技術(shù)項目 | 功能指標(biāo) |
1．動/靜態(tài)接觸角測量 | 1-1．分析算法：量高法、量角法、圓環(huán)法、橢圓法、擬合法、Y-L法 1-2．具有左接觸角、右接觸角和平均接觸角分開測試和比較功能 1-3．具有凹面、凸面、弧面、超親水、超疏水等特殊表面分析功能 1-4．具有不規(guī)則形、非軸對稱本征接觸角的分析功能 1-5．具有前進接觸角、后退接觸角及滾動角的分析功能 1-6．具有自動分析接觸角變化過程的批處理測試功能 |
| 1-7．測量范圍：0°～180° 1-8．測量精度：±0.1° 1-9．提供標(biāo)定塊，可隨時對測量精度進行校準(zhǔn) 1-10．測量分辨率：0.001° |
2．表面/界面張力測量 | 2-1．分析算法：手動法、自動法 2-2．測量范圍：0.01～1000mN/m 2-3．測量精度：±0.1% 2-4．測量分辨率：0.001mN/m |
3．表面能估算 | 3-1．估算模型：Fowkes、擴展Fowkes、Owens-Wendt、van OSS、 Wu調(diào)和平均法、狀態(tài)方程法 3-2．可分別得到固體表面能、色散力、極性力、氫鍵力、范德華分量、 路易斯酸分量、路易斯堿分量等 |
| 3-3．液體數(shù)據(jù)庫：預(yù)置37種常用液體表面張力及其分量數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)可直接調(diào)入用于表面能估算 3-4．液體庫數(shù)據(jù)可自行添加、刪除和修改 |
4．潤濕性分析 | 4-1．通過液體的表面張力和對固體的接觸角可分析該固體的潤濕程度， 包括粘附功、鋪展系數(shù)和粘附張力 |
5．?dāng)?shù)據(jù)管理 | 5-1．通過試驗?zāi)０灞４嬖囼炐畔?、試驗?shù)據(jù)和圖片 5-2．新建的試驗?zāi)０灞４婧罂芍貜?fù)調(diào)入使用 5-3．可對試驗數(shù)據(jù)進行修改、刪除和調(diào)入再分析等 5-4．試驗數(shù)據(jù)可標(biāo)注于圖片上，并隨圖片一起保存 5-5．試驗結(jié)果可導(dǎo)出至Word、Excel和PDF |
6．圖像拍攝 | 6-1．單張拍攝、連續(xù)拍攝、視頻錄制和圖片回放 6-2．可選擇采用相機外觖發(fā)功能自動拍攝 |
7．光學(xué)成像系統(tǒng) | 7-1．相機：300萬像素、幀率36幀/秒 7-2．鏡頭：0.6～4.0×連續(xù)變倍、對焦距離82mm 7-3．調(diào)焦范圍：±12.5mm；調(diào)焦精度：0.25mm 7-4．調(diào)焦時軟件自動檢測清晰度，消除人為誤差 7-5．水平和俯仰調(diào)整范圍：±2° 7-6．背光源：LED冷光源+遮光板，亮度無極調(diào)節(jié) |
8．滴液系統(tǒng) | 8-1．滴液方式：軟件控制進樣器自動滴液和自動升降 8-2．最小滴液量：0.1μl/滴 8-3．滴液精度：±0.05μl |
9．傾斜樣品臺 | 9-1．臺面尺寸：X100×Y90mm 9-2．移動行程：X50×Y50×Z50mm 9-3．移動方式：手動旋鈕控制三維移動定位 |
| 9-4．傾斜方式：軟件控制樣品臺、成像系統(tǒng)和滴液系統(tǒng)同軸整體傾斜 9-5．傾斜過程中液滴始終位于視窗中心，無需人為調(diào)整樣品臺位置 9-6．傾斜范圍：0°～±90° 9-7．傾斜精度：±0.01° |
10．主機參數(shù) | 10-1．尺寸：約W585×D280×H650mm 10-2．重量：約25kg 10-3．電源：1∮ AC220V 50HZ |
儀器構(gòu)成：
名稱 | 參數(shù)描述 |
主機架 | AL6061鋁合金數(shù)控加工而成，表面烤漆處理 |
支撐腳 | 全碳鋼材質(zhì)，表面鍍鋅處理，可萬向和垂直升降調(diào)節(jié) |
工業(yè)相機 | USB2.0界面，1/2″CCD傳感器，分辨率2048×1536，幀率36幀/秒 |
工業(yè)鏡頭 | 對焦距離82mm；0.6×?xí)r視場16～21.33mm；4.0×時視場2.4～3.2mm |
背光源 | LED冷光源，亞克力遮光技術(shù)，亮度采用可調(diào)光適配器無級調(diào)節(jié) |
調(diào)焦模塊 | 螺紋副控制調(diào)焦，調(diào)焦范圍±12.5mm；螺桿控制水平和俯仰調(diào)整，調(diào)整范圍±2° |
加液模塊 | 軟件+單片機控制，雙步進電機驅(qū)動加液、抽液和進樣器升降 |
傾斜模塊 | 軟件+單片機控制，步進電機驅(qū)動包括樣品臺、成像系統(tǒng)和加液模塊的整體傾斜 |
樣品臺 | 三維閉合式結(jié)構(gòu)，螺紋絲桿控制前后、左右移動，齒輪齒條控制上下升降 |
測量軟件 | CAM 8.2 表面分析測量系統(tǒng) |
軟件界面：
五、圖像連拍：
七、隨機附件：
控制器：1套
光源控制器：1套
100μl和50μl的微量進樣器：各1支
接觸角標(biāo)定塊（用于儀器校準(zhǔn)）：1塊
移動U盤（內(nèi)含測量軟件安裝包）：1個
水平尺：1個
工具：1套
防塵罩：1個
計算機一套
八：選配附件說明表：
計算機（另購）：元/臺
品牌：聯(lián)想lenovo 類型：商用一體電腦
系統(tǒng)：Windows 10（正版） 屏幕尺寸：19.5″
顯卡：集成顯卡 處理器：AMD雙核
內(nèi)存：4GB 硬盤：500GB
微量進樣器（增購）：元/支
10μl、50μl、100μl、250μl選擇
特殊微量進樣器（另購）：元/套
用于常變換、難清洗、粘稠型或有腐蝕性的探測液體
也可用于超疏水表面的測試
專用夾具（另購）：￥元/套
用于纖維、織物、薄膜、紙張、植物葉片等樣品的輔助測試
室溫～100℃溫控樣品腔（另購）：￥元/套
室溫～200℃溫控樣品腔（另購）：￥元/套
-30～100℃溫控樣品腔（另購）：元/套
室溫～200℃溫控滴液腔（另購）：元/套
用于需要控制環(huán)境溫度的樣品測試，包括樣品腔、溫控器、
低溫恒溫槽（室溫以下專配）和高溫手套等
溫度波動度：1%
溫度解析度：0.1℃
可放樣品尺寸：W80×D90×H20mm
氣泡俘獲法配件（另購）：元/套
用于液—液—固接觸角的測試和液—液界面張力的測試
壓片制樣裝置（另購）：元/套
用于粉末樣品的壓片成形
60幀、300萬像素高速相機（升級）：元/個
100幀、300萬像素高速相機（升級）：￥元/個
200幀、300萬像素高速相機（升級）：元/個
替換原有相機，提高相機性能，用于高速連拍
技術(shù)指標(biāo)：
技術(shù)項目 | 功能指標(biāo) | 指標(biāo)特點 |
1．動/靜態(tài)接觸角測量 | 分析算法：量高法（θ/2 法或?qū)捀叻ǎ?/span>、量角法（切線法）、圓環(huán)法、橢圓法、擬合法、自動法 | 手動分析功能和自動分析功能可自由切換 具有左接觸角、右接觸角和平均接觸角分開測試和比較功能 具有凹面、凸面、弧面、超親水、超疏水等特殊表面分析功能 具有不規(guī)則形、非軸對稱本征接觸角的分析功能 具有前進接觸角、后退接觸角及滾動角的分析功能 具有自動分析接觸角變化過程的批處理測試功能 |
| 測量范圍：0°～180° 測量精度：±0.1° 測量分辨率：0.001° | 提供標(biāo)定塊，可隨時進行全量程校驗，保證接觸角測量精度在誤差范圍之內(nèi) |
2．表面/界面張力測量 | 分析算法：手動法、自動法 | 手動分析功能和自動分析功能可自由切換 具有自動分析張力動態(tài)變化過程的批處理測試功能 |
| 測量范圍：0.01～1000mN/m 測量精度：±0.1% 測量分辨率：0.001mN/m | 校驗表面張力推薦采用測量在不同溫度下蒸餾水的表面張力值 校驗界面張力推薦采用測量在不同溫度下正丁醇（或苯）與水的界面張力值 |
3．表面能估算 | 估算模型：Fowkes、擴展Fowkes、Owens-Wendt、van OSS、Wu調(diào)和平均法、狀態(tài)方程法 | 可分別應(yīng)用于極性、非極性、低能和高能等固體表面的分析 可分別得到固體表面能、色散力、極性力、氫鍵力、范德華分量、路易斯酸分量、路易斯堿分量等 |
| 液體數(shù)據(jù)庫：預(yù)置37類常用液體表面張力及其分量數(shù)據(jù) | 數(shù)據(jù)可直接調(diào)入用于表面能估算 液體庫數(shù)據(jù)可自行添加、刪除和修改 |
4．潤濕性分析 | 粘附功、鋪展系數(shù)和粘附張力 | 通過導(dǎo)入液體的表面張力和對固體的接觸角可分析該液體對該固體的潤濕程度 |
5．?dāng)?shù)據(jù)管理 | 通過試驗?zāi)０灞４嬖囼炐畔?、試驗?shù)據(jù)和圖片 | 新建的試驗?zāi)０灞４婧罂芍貜?fù)調(diào)入使用 保存的試驗數(shù)據(jù)和圖片一一對應(yīng)，查找方便 可對試驗數(shù)據(jù)進行修改、刪除和調(diào)入再分析等 試驗數(shù)據(jù)可標(biāo)注于圖片上，并隨圖片一起保存 試驗結(jié)果可導(dǎo)出至Word、Excel和PDF |
6．光學(xué)成像系統(tǒng) | 相機：300萬像素、幀率36幀/秒 鏡頭：0.6～4.0×連續(xù)變倍、對焦距離82mm 調(diào)焦范圍：±12.5mm；調(diào)焦精度：0.25mm 水平和俯仰調(diào)整范圍：±2° 背光源：LED冷光源+遮光板，亮度無極調(diào)節(jié) | 拍攝部分具有水平調(diào)整和俯仰調(diào)整的功能 調(diào)焦時軟件自動檢測清晰度，消除人為誤差 拍攝時畫面流暢、圖像不失真、輪廓清晰 自動擬合時輪廓識別率可達亞像素級別 |
7．圖像拍攝 | 單張拍攝、連續(xù)拍攝、圖片回放和視頻錄制 | 可設(shè)定幀率連拍或以相機最大幀率高速連拍，并可自動回放所有連拍的圖片 可將固—液—氣三相動態(tài)變化過程錄制成視頻，用于回放觀察和過程演示等 |
8．加液系統(tǒng) | 加液方式：軟件控制自動式 最小加液量：0.1μl/滴 加液精度：±0.05μl | 軟件+單片機控制，可實現(xiàn)單次自動加液、循環(huán)自動加液、自動抽液和自動升降等 硬件包括由雙步進電機分別驅(qū)動的滴定裝置和升降裝置，以及分配液體的進樣器等 軟件可設(shè)定滴定體積、滴定速度、滴定時間間隔、滴定循環(huán)次數(shù)和滴定升降行程等 |
9．傾斜樣品臺 | 臺面尺寸：X100×Y90mm 移動行程：X50×Y50×Z50mm 移動方式：手動旋鈕式 | 三維閉合式移動樣品臺，螺紋絲桿控制平移，齒輪齒條控制升降 手動旋鈕調(diào)節(jié)定位，保證移動平穩(wěn)，不產(chǎn)生晃動和傾斜 |
| 傾斜范圍：0°～±90° 傾斜精度：±0.01° 轉(zhuǎn)速比：1:60 傾斜方式：軟件控制自動式 | 軟件+單片機控制，步進電機驅(qū)動包括樣品臺、成像系統(tǒng)和加液模塊的同軸整體傾斜 整體傾斜可保證在傾斜過程中液滴始終位于視窗中心，無需人為調(diào)整樣品臺位置 軟件可選擇正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，可設(shè)定傾斜速度，滾動角實時精確顯示，并可導(dǎo)入模板保存 |
硬件特點：
定義行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)——
采用強度高、重量輕的鋁合金底板搭配獨家設(shè)計的多維精密機械定位滑臺，協(xié)調(diào)控制成像系統(tǒng)、加液系統(tǒng)和樣品臺，隨意調(diào)整，平穩(wěn)性高、水平性好；
采用高分辨率、高幀率的數(shù)字相機，搭配齊焦性能優(yōu)越、可連續(xù)變倍的顯微鏡頭，以及發(fā)光均勻的LED背光源，使拍攝的圖像輪廓清晰、不失真；
特別采用可平移、傾斜和俯仰的精密組合模塊，用于鏡頭部分的聚焦、水平和俯仰調(diào)整。功能全面、調(diào)節(jié)方便，滿足特殊和高標(biāo)準(zhǔn)的測試需求；（行業(yè)領(lǐng)先）
采用可精確控制液滴體積的全自動滴定系統(tǒng)，雙自動移動裝置，可實現(xiàn)自動加液、自動抽液、液滴自動停留于樣品表面，整個過程無人為干預(yù)；（行業(yè)獨家）
獨家設(shè)計的前后、左右和上下三維閉合式移動樣品臺，手動操作旋鈕即可完成測試區(qū)域的快速、準(zhǔn)確定位，且過程中不產(chǎn)生絲毫的晃動和傾斜；（行業(yè)領(lǐng)先）
新型自動整體傾斜模塊，通過程控樣品臺、成像系統(tǒng)和加液模塊的同軸整體傾斜，保證傾斜過程中液滴始終位于視窗中心，無需人為調(diào)整；（行業(yè)領(lǐng)先）
特配接觸角專用標(biāo)定塊，多個標(biāo)準(zhǔn)液滴圖形，滿足接觸角測量范圍的全量程校驗，軟件可自動識別、自動測量，方便隨時對儀器進行點檢。（行業(yè)獨家）
軟件特點：
功能全面：包括接觸角測量、表面張力測量、表面能估算和潤濕性分析的全部功能，無需另購任何插件，且可免費提供英文版安裝包；（行業(yè)領(lǐng)先）
人性化設(shè)計：軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可隨時移動、顯示或隱藏不常用功能，設(shè)計規(guī)范、布局清晰、界面友好，擁有良好的用戶體驗；（行業(yè)領(lǐng)先）
圖像拍攝：可選擇單張拍攝、設(shè)定幀率間隔拍攝、以相機最大幀率高速連續(xù)拍攝、以及視頻錄制等多種拍攝方式，滿足各種測試需求；
閾值調(diào)整：針對特殊產(chǎn)品或者所得液滴輪廓不明顯時，可以通過調(diào)整圖像二值化，使圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果，實現(xiàn)自動精確分析；（行業(yè)獨家）
輔助聚焦：結(jié)合硬件調(diào)焦功能，軟件自動檢測清晰度，方便操作者快速、準(zhǔn)確的定位，且在最佳清晰狀態(tài)下更能提高測試精度；（行業(yè)獨家）
基準(zhǔn)線：找準(zhǔn)固–液界面是決定接觸角測試精度的關(guān)鍵因素，軟件可實現(xiàn)基準(zhǔn)線自動搜尋、自動定位，也可采用手動定位，精準(zhǔn)無誤；（行業(yè)領(lǐng)先）
自動加液：可選擇單次自動或連續(xù)自動加液，且滴定體積、滴定速度、滴定時間間隔、循環(huán)次數(shù)以及注射泵升降行程等均可設(shè)定；（行業(yè)獨家）
自動傾斜臺：可選擇正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，可設(shè)定傾斜速度，實現(xiàn)前進接觸角和后退接觸角精確分析，滾動角實時顯示，并可導(dǎo)入模板保存；
接觸角計算：具有手動、自動和弧面修正等分析方法，可分析標(biāo)準(zhǔn)平面、凹面、凸面、球面、超親水、超疏水等產(chǎn)品表面的接觸角；
表面張力計算：通過懸滴法測試液滴樣品，軟件可手動、自動、實時和連續(xù)的擬合出液滴輪廓形狀和尺寸，計算出液體表面張力；
自動測試：可對單張圖片進行自動測試，也可對自動連續(xù)回放的圖片進行連續(xù)自動測試，自動導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，整個過程無人為干預(yù)；（行業(yè)領(lǐng)先）
表面能估算：多種表面能估算模型分別應(yīng)用于極性、非極性、低能和高能等固體表面的分析，可輕松得到固體表面能及其分量；
液體數(shù)據(jù)庫：軟件已預(yù)置多種液體的表面張力及其分量數(shù)據(jù)，可直接用于固體表面能估算。也可自行添加、刪除和修改液體數(shù)據(jù)；（行業(yè)領(lǐng)先）
潤濕性分析：通過液體的表面張力和對固體的接觸角，計算出粘附功、鋪展系數(shù)和粘附張力，從而分析該液體對該固體的潤濕程度；（行業(yè)獨家）
圖片數(shù)據(jù)標(biāo)注：可將所有測試結(jié)果選擇性的標(biāo)注于所對應(yīng)的圖片上，保存后可直接查看圖片上已標(biāo)注的測試結(jié)果，直觀明了；
試驗?zāi)０澹嚎筛鶕?jù)需求錄入試驗信息，勾選要顯示的試驗數(shù)據(jù)，建立試驗?zāi)０?，保存后可重?fù)使用，極大的方便了用戶對數(shù)據(jù)的管理；（行業(yè)獨家）
數(shù)據(jù)庫管理：根據(jù)試驗?zāi)０灞４嬖囼灲Y(jié)果，試驗數(shù)據(jù)和圖片一一對應(yīng)。也可對試驗結(jié)果進行修改、刪除、轉(zhuǎn)存、打印和調(diào)入再分析等。
計算原理：
接觸角即在一固體水平平面上滴一液滴，固體表面上的固—液—氣三相交界點處，其氣—液界面和固—液界面兩切線把液相夾在其中所成的角，也稱潤濕角(Wetting Angle)。用符號θ表示，單位度(°)。
一液滴在水平固體表面上，當(dāng)固—液—氣三相達到熱力學(xué)平衡時，形成的接觸角與各界面張力之間符合楊氏方程(Young's Equation)式：
γLG·COSθ=γSG-γSL (1)
(1)式中γLG、γSG、γSL分別為液—氣、固—氣和固—液的界面張力，θ為液體與固體間的界面和液體表面的切線所夾(包含液體)的角度，即接觸角。θ范圍在0～180°之間，是反應(yīng)液體與固體潤濕性關(guān)系的重要尺度：
A. 當(dāng)θ=0°，完全潤濕(鋪展)
B. 當(dāng)θ＜90°，部分潤濕或潤濕(親水)
C. 當(dāng)θ=90°，是潤濕與否的分界標(biāo)準(zhǔn)
D. 當(dāng)θ＞90°，不潤濕(疏水)
E. 當(dāng)θ=180°，完全不潤濕(是不可能的理想狀態(tài)，因液體與固體間的相互吸引力總會存在)
楊氏方程中所預(yù)示的接觸角是假定固體表面平坦光滑、化學(xué)均勻、各相同性，相平衡狀態(tài)下的接觸角，也稱之為靜態(tài)接觸角(Staic Contact Angle) θO，即固—液—氣三相接觸線靜止未發(fā)生移動的接觸角。
但實際的固體表面在一定程度上可能存在粗糙不平、化學(xué)組成不均一，受污染等多種情況，這就使得實際接觸角并非如楊氏方程所預(yù)示的取值唯一。而是在相對穩(wěn)定的兩個角度之間變化，這種現(xiàn)象被稱為接觸角滯后現(xiàn)象(Contact Angle Hysteresis)。上限為前進接觸角(Advancing Contact Angle)θA，下限為后退接觸角(Receding Contact Angle)θR。通常定義，液—固界面取代氣—固界面后形成的接觸角叫前進接觸角；而氣—固界面取代液—固界面形成的接觸角叫后退接觸角。出現(xiàn)前進角或后退角時，固—液—氣三相接觸線開始發(fā)生移動，這種三相接觸線發(fā)生移動的接觸角稱之為動態(tài)接觸角(Dynamic Contact Angle) θD。一般情況下前進角總是大于后退角，二者之差θA-θR=Δθ定義為接觸角滯后(Contact Angle Hysteresis)。接觸角滯后的大小能夠反映出液滴從固體表面滾落的難易程度，滯后越大表明液滴越不易從表面滾落。
滾動角(Sliding Angle)是一個能比較直觀反映接觸角滯后大小的參數(shù)。所謂滾動角是指一定體積的液滴從固體表面發(fā)生滾落時所需的最小傾斜角度，用α表示。接觸角滯后越小，滾動角就越小。
十二：產(chǎn)品實物圖：
