光學(xué)法界面張力儀通過捕捉液滴或液橋在固體表面的輪廓形態(tài),利用物理光學(xué)原理精確計算液體的表面張力與固液間的接觸角,從而揭示材料的潤濕性、吸附性與界面能等關(guān)鍵性質(zhì)。相較于傳統(tǒng)的鉑金環(huán)/板法,
光學(xué)法界面張力儀具有非接觸、高精度、可動態(tài)測量、適用于微量樣品等優(yōu)勢,尤其適合研究納米流體、高粘度液體或動態(tài)潤濕過程。

1、高分辨率攝像頭
功能:實時采集液滴或液橋的側(cè)視輪廓圖像;
技術(shù)特點:
采用高幀率(可達(dá)1000fps)、高分辨率(>100萬像素)工業(yè)相機(jī),確保圖像清晰、細(xì)節(jié)豐富;
配備低畸變鏡頭,減少成像失真;
支持背光或側(cè)光照明模式,增強液滴邊緣對比度。
2、精密注射單元
功能:以微升級精度控制液體的注入、回收與體積變化;
組成與精度:
由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的微量注射泵,配合平流泵或注射器,實現(xiàn)納升級(nL)至微升級(μL)的精確輸液;
可編程控制進(jìn)液速度(如0.1-100μL/min),用于動態(tài)接觸角測量(前進(jìn)角/后退角);
配備超細(xì)針頭(如0.1-1.0mm),減少對液滴形態(tài)的干擾。
3、三維可調(diào)樣品臺
功能:承載固體樣品或液池,實現(xiàn)多維度精確定位;
特點:
支持X、Y、Z三向手動或電動調(diào)節(jié),精度可達(dá)1-10μm;
臺面平整,可適配不同尺寸樣品(如硅片、金屬片、纖維);
部分型號具備旋轉(zhuǎn)功能,用于各向異性材料測量。
4、光學(xué)照明系統(tǒng)
功能:提供均勻、穩(wěn)定、無眩光的照明,突出液滴輪廓;
類型:
背光照明:將光源置于樣品后方,形成高對比度剪影圖像;
側(cè)光照明:適用于透明或低對比度液體;
LED冷光源,壽命長、發(fā)熱低、亮度可調(diào)。
5、圖像處理與分析軟件
功能:
實時捕捉并處理液滴輪廓,自動識別邊緣;
采用多種理論模型(如Young-Laplace方程擬合、切線法、圓擬合法)計算接觸角與表面張力。
軟件優(yōu)勢:
圖形化界面,操作直觀;
支持靜態(tài)、動態(tài)(循環(huán)進(jìn)液/回液)、振蕩液滴等多種測量模式;
可計算表面自由能、鋪展系數(shù)、粘附功等衍生參數(shù);
數(shù)據(jù)自動存儲、導(dǎo)出與報告生成。