[发明专利]一种接触角测量装置

说明书

本发明公开了一种接触角测量装置，包括光源、容器、光电探测器、气泡产生单元、处理单元和温度控制器，容器包括相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁由透光材料制成，容器内部充满透光的液体，光源为单色光源，光源发出的单色光透过第一侧壁并以全反射角或大于全反射角入射至第一侧壁与液体的交界面，气泡产生单元用于产生一与第一侧壁内表面接触的气泡，光电探测器的探测面密封穿设过第二侧壁而与液体接触，用于探测单色光透过液体的光强分布情况，光电探测器的输出端接处理单元，温度控制器用于控制容器和液体的温度。本发明实现透光液体与透光固体表面接触角的测量，可以有效解决通过拍摄图像计算所引起的误差和图像像素带来的误差，精准度高。

技术领域

本发明属于接触角测量领域，具体地涉及一种接触角测量装置。

背景技术

固体表面的润湿性在人工器官、生物材料等许多领域起着重要的作用。接触角是间接测量固体表面润湿性的重要方法。

目前对表面接触角的测量较多的是通过拍摄图像的方法对接触角进行分析，如公开专利：CN102507390A公开了一种憎水性时静态接触角检测方法，首先采集水珠图像，然后对水珠图像进行分析，对不同条件下的水珠选择指定的算法进行分析，最后求得接触角。公开专利：CN102507391A提供了一种亲水性时水珠静态接触角的检测方法，包括：获取水珠图像；选择圆拟合算法或者椭圆拟合算法计算水珠静态接触角的估计值；根据水珠体积和计算出水珠静态接触角的估计值，选择圆拟合算法或者椭圆拟合算法计算水珠静态接触角的精确值。

现有的绝大多数接触角测量方法依赖于图像处理，由于光学限制，特别是在三相接触线附近，会存在固有的误差，虽然可以通过提高图像分辨率来减小接触角的误差，但这种误差不能完全消除，影响测量精准度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接触角测量装置用以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种接触角测量装置，包括光源、容器、光电探测器、气泡产生单元、处理单元和温度控制器，容器包括相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁由透光材料制成，容器内部充满透光的液体，光源为单色光源，光源发出的单色光透过第一侧壁并以全反射角或大于全反射角入射至第一侧壁与液体的交界面，气泡产生单元用于产生一与第一侧壁内表面接触的气泡，光电探测器的探测面密封穿设过第二侧壁而与液体接触，用于探测单色光透过液体的光强分布情况，光电探测器的输出端接处理单元，温度控制器用于控制容器和液体的温度。

进一步的，所述温度控制器采用半导体制冷片来实现。

进一步的，所述光源为LED光源。

进一步的，所述光电探测器为面阵CMOS光电探测器。

进一步的，还包括压力控制器，压力控制器用于调节容器的内部压力。

进一步的，所述气泡产生单元包括针头和气源，针头的进气端与气源连通，针头密封穿设过第一侧壁，针头的出气端位于第一侧壁的内侧。

进一步的，所述处理单元为电脑。

进一步的，还包括测试支架，光源和容器固定在测试支架上。

进一步的，所述容器为方形结构。

本发明的有益技术效果：

本发明可以实现透光液体与透光固体表面接触角的测量，可以有效解决现有测量接触角技术中通过拍摄图像计算所引起的误差和图像像素带来的误差，且测量过程中可以保持温度稳定，测量精准度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。