技術(shù)文章 / Technical articles
視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x/水滴角測(cè)量?jī)x是界面化學(xué)用于測(cè)試物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)接觸角指標(biāo)的重要儀器。目前商業(yè)化的接觸角測(cè)量?jī)x和水滴角測(cè)量?jī)x廠商非常多，客戶在選購(gòu)接觸角測(cè)量?jī)x或水滴角測(cè)量?jī)x時(shí)事實(shí)上遇到了很多困擾。有許多用戶，甚至部分人員，認(rèn)為接觸角測(cè)量?jī)x只不過(guò)是用相機(jī)把水滴拍下來(lái)，再用量角器量測(cè)一下角度值就可以了！這句話可以說(shuō)“對(duì)”，也可以說(shuō)“不對(duì)”。之所說(shuō)說(shuō)對(duì)，是指視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x事實(shí)上其本質(zhì)就是捕捉水滴照片再分析角度值。說(shuō)其不對(duì)，是由于此時(shí)的角度值并非是幾何意義上的角度值，而是界面化學(xué)意義上的角度值。
界面化學(xué)意義上的角度值與幾何意義上的角度值的區(qū)別在于：
| 數(shù)碼量角器 | 接觸角測(cè)量?jī)x | |
| 算法： | 圓擬合、橢圓擬合 | Young-Laplace方程擬合，阿莎（ADSA） 目前為ADSA-RealDrop算法——可測(cè)試非軸對(duì)稱液滴的基于接觸角滯后（如粗糙度和化學(xué)多樣性等）修正的本征接觸角 |
| 硬件核心 | 簡(jiǎn)單的顯微鏡調(diào)整結(jié)構(gòu) 只提供整機(jī)四腳或三腳水平調(diào)整 存在鏡頭俯視角度 |
樣品臺(tái)微分頭控制（0.01mm精度）二維水平調(diào)整; 鏡頭（含相機(jī)）微分頭控制二維水平調(diào)整機(jī)構(gòu)； 整機(jī)四腳或三腳水平調(diào)整架 |
| 價(jià)格 |
可參考平整度測(cè)試儀或臥式顯微鏡價(jià)格（約1000-3000元） 請(qǐng)參考淘寶平整度檢測(cè)儀報(bào)價(jià)： https://item.taobao.com/item.htm?id=539684616658&ns=1&abbucket=5#detail |
通常價(jià)格高于5萬(wàn)元人民幣或更高 |
| 應(yīng)用范圍 | 視覺(jué)圖像測(cè)量幾何意義上的圖像角度 無(wú)法表征界面化學(xué)意義上的接觸角值 |
真正可以表征出界面化學(xué)意義的接觸角值 自動(dòng)修正重力系數(shù)和表面張力的綜合影響 測(cè)值數(shù)據(jù)的可信度高、重復(fù)性好 |
由此可見(jiàn)，目前商業(yè)化的所謂的接觸角測(cè)量?jī)x，通常只是一個(gè)數(shù)碼量角器而已。在實(shí)際的應(yīng)用中我們很容易發(fā)現(xiàn)這種數(shù)碼量角器的缺陷：
1、測(cè)值數(shù)據(jù)重復(fù)性差：今天的測(cè)值結(jié)果與昨天的測(cè)值結(jié)果是否可比未知，測(cè)試結(jié)果受液滴量的影響大；
2、測(cè)試數(shù)據(jù)可信度差：對(duì)于測(cè)值結(jié)果與真正的接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)值結(jié)果只有在近似圓條件下略有接近。但這種條件的形成只是偶發(fā)現(xiàn)象。
3、適用的場(chǎng)合非常少：只能應(yīng)用于測(cè)試成像效果好（輪廓清晰）、符合圓或橢圓條件（切線法時(shí)為部分輪廓分析沒(méi)有整體輪廓的要求，但精度更差）、常常出現(xiàn)接觸角測(cè)試到的圖像無(wú)法分析出結(jié)果或理想的結(jié)果的情況。
商業(yè)化的數(shù)碼量角器，特別是近年來(lái)不斷加入所謂的“接觸角測(cè)量?jī)x”的新進(jìn)廠商的出現(xiàn)，加劇了接觸角測(cè)量?jī)x行業(yè)的不好體驗(yàn)。本來(lái)想實(shí)現(xiàn)防指紋效果目的的，采用這些數(shù)碼量角器，測(cè)得的接觸角值也達(dá)到了120度了，但為什么屏幕上還是“油膩”感十足？看看別人測(cè)得的接觸角值很容易達(dá)到了150度超疏水，但我怎么為什么老是測(cè)試不到這個(gè)角度值呢？我現(xiàn)在測(cè)得的角度值對(duì)嗎，有誰(shuí)能幫我確認(rèn)一下？等等。
進(jìn)而地造成客戶產(chǎn)生了想法，有沒(méi)有免費(fèi)的“接觸角測(cè)量?jī)x”？在此，我們可以明確的回復(fù)這些用戶，如果僅僅是實(shí)現(xiàn)數(shù)碼量角器的功能，這個(gè)的免費(fèi)“接觸角測(cè)量?jī)x”還真有？
先看看這個(gè)視頻
再看看這個(gè)視頻：
量?jī)x.gif)
這不就是一個(gè)活生生的免費(fèi)的“接觸角測(cè)量?jī)x”？當(dāng)然，此時(shí)的接觸角值角度的算法僅僅停留在于切線法的階段（也稱量角法的階段）。圓擬合、橢圓擬合或者是切線法，其本質(zhì)上還是是僅僅是一個(gè)量角器，與界面化學(xué)的接觸角、表面張力不相關(guān)或關(guān)聯(lián)性不大。
因而，免費(fèi)的可用于手機(jī)的“接觸角測(cè)量?jī)x”的解決方案為，采用40倍或60倍光學(xué)放大倍率的顯微鏡頭（這樣的鏡頭在淘寶上可以找到一堆），“拜斯特高清60倍顯微鏡放大鏡”，（約29元人民幣），從手機(jī)的應(yīng)用程序APP庫(kù)中查找量角器，并下載一個(gè)可以通過(guò)相機(jī)捕捉照片并進(jìn)行量角的軟件，如例子中所示的"ON量角器“”，即可完成操作。此時(shí)測(cè)試“接觸角值”不需要背景燈，只要前景燈就行。如果實(shí)在不行，在水滴的后方加一個(gè)小的鏡子或反光物體即可。
具體操作流程如下：
1、將顯微鏡頭通過(guò)夾子夾持到手機(jī)鏡頭后方；
2、打開(kāi)量角器軟件并選擇相機(jī)作為圖像來(lái)源；
3、在被測(cè)物體上面滴上一滴小水滴（建議采用1mL醫(yī)用注射器）；滴液位置采用顯微鏡的物距固定座確認(rèn)。
4、手持手機(jī)或采用固定支架固定手機(jī)，將量角器軟件如如上視頻中一樣對(duì)準(zhǔn)切線角，即可測(cè)量出此時(shí)的“接觸角值”
提醒注意的是：
1、本免費(fèi)的“接觸角測(cè)量?jī)x”解決方案僅供演示參考用，測(cè)值精度本公司不作任何。
2、本“接觸角測(cè)量?jī)x”、水滴角測(cè)量?jī)x解決方案的參考鏈接以及參考配件并非本公司所銷(xiāo)售。本公司不負(fù)任何責(zé)任。
總之：
1、雖然量角法的這種免費(fèi)的數(shù)碼量角器看似簡(jiǎn)單，但其仍是不錯(cuò)的量角選擇。畢竟，在量測(cè)角度而言，精度的考慮不在。
2、圓擬合或橢圓擬合的算法只是略略提高了精度，但其改變不了數(shù)碼量角器的本質(zhì)，也改變不了其應(yīng)用局限。
3、數(shù)碼量角器這種“接觸角測(cè)量?jī)x”事實(shí)上真可以實(shí)現(xiàn)免費(fèi)，全是非常方便的便攜式“接觸角測(cè)量?jī)x”。一臺(tái)手機(jī)，一個(gè)顯微鏡頭即可搞定。要求不高時(shí)，微距時(shí)即可實(shí)現(xiàn)。方便，易操作，得數(shù)據(jù)快。
4、基于阿莎算法這個(gè)真正界面化學(xué)意義上的“接觸角測(cè)量?jī)x”是沒(méi)有免費(fèi)的。因?yàn)?，這樣的接觸角測(cè)量?jī)x得為數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，是能夠真正解決界面化學(xué)應(yīng)用的問(wèn)題的，是真正的高技術(shù)工具，具有相當(dāng)高的知識(shí)產(chǎn)權(quán)價(jià)值。美國(guó)科諾以及其亞太區(qū)戰(zhàn)略投資公司上海梭倫的技術(shù)和知識(shí)，可以為您界面化學(xué)測(cè)量提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于一個(gè)稱稱重量不多，當(dāng)廢鐵賣(mài)不貴的“接觸角測(cè)量?jī)x”的價(jià)值。尊重知識(shí)，尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)的客戶也是值得尊敬的。
