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如何校准接触角测量仪?接触角测量仪的当前精度是多少?

2019-6-24 19:56:27

作为一种专业的理化分析仪器,就像粘度计、分析天平等专业仪器一样,接触角测量仪实际上需要专业的调整或校准。一般建议接触角测量仪每年校准一次。然而,接触角测量仪长期使用的校准工具是玻璃板。玻璃校准板与显微镜的十字线相同。通过蚀刻技术将标准角度图像刻在玻璃板上。测试标准角度值后,可以看到接触角测量仪的精度。从上面的描述可以很容易地看出,上述操作实际上并没有对天线测量仪器本身进行任何调整或校准,而是只测试了标准图像,以查看角度差有多大。事实上,这样的操作只是为了看看接触角测量仪的角度测量方法是否正确或者精确度。


接触角测量仪测试图片


在上海梭伦的相关专业文章中,我们已经对玻璃板进行测值精度判断的重在缺点进行过了描述,概括而言,主要是玻璃板是二维的体系,无法符合接触角测量仪的3维体系的测量,因而,也无法判断出来仪器的精度并进行仪器调校。

那么,接触角测量仪的校准需要调校的是什么?

通过接触角测量仪的原理,即接触角测量仪通常采用侧视条件下拍摄3D条件下的液滴的轮廓并采用相应的算法分析得到接触角值。根据光学成像原理,可以知道,3D条件下,镜头(相机)与被测物体(水滴)在成像视角、俯视与否情况、样品本身的上表面水平情况均会影响到最终的角度值结果。因而,接触角测量仪的校准主要采用的工具是:

3D红宝石球校准工具。且同时要求红宝厂球的精度为微米级的。

而,接触角测量仪的校准包括:

1、通过校准样品台的水平,校准接触角测量仪;

2、通过校准镜头的水平,校准接触角测量仪;

因而,从硬件提供方面,接触角测量仪的校准需要包括:(1)3D红宝石工具;(2)样品台微米级调整水平;(3)镜头微米级水平调整。所以,如果不能够提供如上整套工具(缺一不可),则该接触角测量仪是无法进行校准的,也根本无法保证该接触角测量仪的测值精度的。

通常情况下,显微镜的放大率在接触角测量仪中通常的分辨率为4um左右,那么实现的精度通常能够保证的是0.01mm。而对于0.01mm的精度变化的图像,通常而言其接触角测量仪值精度为0.1度左右。

为此,对于接触角测量仪的精度的差别的一个最为有效的方法为,通过测量微高度变化如0.01mm高度变化时,接触角的测试值的变化。这样的变化包括两个部分:

操作办法为接触角测试的图片中,球直径保持不变,此时,球冠的高度变化0.01mm,此时:

1、接触角测量仪所采用的算法能否判断出来图片中角度的变化值0.2-0.3度左右;(具体值根据计算所得略有变化)

2、接触角测量仪采用的算法对于两次不同高度的图片测试的值与理论值的偏差范围,也即接触角测量仪的精度本身。

国内接触角测量仪分析软件无法准确判断高度增加后的角度变化或高偏差值,特别是当高度以小角度增加时,测量值结果反而会降低。

因此,国产接触角测量仪软件的分析精度通常会略有提高。

从以上描述可以看出:

1.接触角测量仪校准的前提是硬件保证。

2.接触角测量仪的精度和分辨率校准需要用微米级精度的三维红宝石球工具进行判断。

3.软件算法时,阿莎算法更具有科学性;

4.判断软件算法和机器精度的最科学的方法可以增加微米级的变化量,能否判断接触角测量仪的测定值的精度和角度值的变化,用接触角测量仪定值的变化方向和高度等。





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