專利名稱：接觸角及表面能測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接觸角及表面能測(cè)量裝置，尤其是能與計(jì)算機(jī)相連，快速測(cè)量給 出結(jié)果，并能保存多種格式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
接觸角測(cè)量在新材料性能研究、材料防護(hù)、醫(yī)藥、半導(dǎo)體、化妝品、生命科學(xué)、油墨 工業(yè)及其他領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)材料表面接觸角的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。復(fù)雜至大型材料表面 性能檢測(cè)儀，簡(jiǎn)單至普通光學(xué)顯微鏡改裝的接觸角量角儀，以滿足不同的接觸角測(cè)量需求。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的測(cè)量?jī)x器價(jià)格昂貴，操作相對(duì)復(fù)雜；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的儀器測(cè)量方法簡(jiǎn)單，處理數(shù)據(jù)復(fù) 雜，浪費(fèi)大量的人力。

發(fā)明內(nèi)容
為了降低儀器成本且提高測(cè)量效率，本發(fā)明提供一種接觸角及表面能測(cè)量裝置， 該裝置具有成本低、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)保存方便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是接觸角及表面能測(cè)量裝置，其特征是白光LED安放在聚光凹面鏡內(nèi)并與磨砂片 安放在上支架內(nèi)一端的擋板上，非對(duì)稱透鏡組、透鏡組套管、CXD成像系統(tǒng)和CXD保護(hù)殼安 放在CCD固定架，并一起安放到上支架內(nèi)；水平滑桿安放在滑桿架上并固定在底座上，水平 橫向螺桿式步進(jìn)電機(jī)安裝到水平電機(jī)支架上并安放到水平滑桿上，垂直向步進(jìn)電機(jī)安裝到 垂直向步進(jìn)電機(jī)支架并通過(guò)滑動(dòng)組件安放在水平電機(jī)支架上，垂直向步進(jìn)電機(jī)固定在滑桿 套上，載樣臺(tái)支撐滑桿下端插入滑桿套上端與載樣臺(tái)相連，水平縱向螺桿式步進(jìn)電機(jī)通過(guò) 傳動(dòng)卡齒與水平電機(jī)支架相連；下支架安放到外殼底部，再安放底座再安放上支架，最后將 表蓋安好。調(diào)整非對(duì)稱透鏡組與磨砂片之間距離使CXD成像系統(tǒng)成像最清晰。所述磨砂片為磨砂處理過(guò)的塑料片，所述載樣臺(tái)在三個(gè)步進(jìn)電機(jī)牽引下可三維方 向自由移動(dòng)。載物臺(tái)由計(jì)算機(jī)并口控制三個(gè)步進(jìn)電機(jī)牽引，能達(dá)到空間所需測(cè)量的任意位置。圖像采集采用普通的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通過(guò)USB 口將圖像采集到計(jì)算機(jī)；整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝 置均由網(wǎng)絡(luò)攝像頭USB 口供電。將固體樣品放置在由三個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制的載物臺(tái)上；軟件部分采用半角法測(cè)量 接觸角的大小，只需單擊液體與固體樣品表面接觸面的兩端點(diǎn)及液體的最高點(diǎn)，計(jì)算機(jī)自 動(dòng)計(jì)算接觸角的大??；選用不同的液體通過(guò)接觸角測(cè)量，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算固體樣品表面的 表面能量，并給出極性分量與非極性分量的值；可保存測(cè)量圖片，也可將測(cè)量數(shù)據(jù)保存為 EXECEL文件格式，方便數(shù)據(jù)的深處理。本發(fā)明的有益效果是，可通過(guò)計(jì)算機(jī)方便快捷的測(cè)量固體樣品表面的接觸角及表面能值，由于采用普通網(wǎng)絡(luò)攝像頭為圖像采集元件，成本低。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖1中1.表蓋；2.聚光凹面鏡；3.白光LED ；4.磨砂片；5.載樣臺(tái)；6.傳動(dòng)卡齒； 7.水平縱向螺桿式步進(jìn)電機(jī)；8.非對(duì)稱透鏡組；9.透鏡組套管；10. C⑶成像系統(tǒng)；11. CXD 保護(hù)殼；12. CCD固定架；13.上支架；14.滑桿架；15.水平滑桿；16.底座；17.下支架； 18.外殼；19.垂直向步進(jìn)電機(jī)支架；20.垂直向步進(jìn)電機(jī)；21.滑桿套；22.載樣臺(tái)支撐滑 桿；23.滑動(dòng)組件；24.水平電機(jī)支架；25.水平橫向螺桿式步進(jìn)電機(jī)
具體實(shí)施例方式接觸角及表面能測(cè)量裝置，其特征是白光LED 3安放在聚光凹面鏡2內(nèi)并與磨砂 片4安放在上支架13內(nèi)一端的擋板上，非對(duì)稱透鏡組8、透鏡組套管9、(XD成像系統(tǒng)10和 CCD保護(hù)殼11安放在CCD固定架12，并一起安放到上支架13內(nèi)；水平滑桿15安放在滑桿 架14上并固定在底座16上，水平橫向螺桿式步進(jìn)電機(jī)25安裝到水平電機(jī)支架M上并安 放到水平滑桿15上，垂直向步進(jìn)電機(jī)20安裝到垂直向步進(jìn)電機(jī)支架19并通過(guò)滑動(dòng)組件23 安放在水平電機(jī)支架M上，垂直向步進(jìn)電機(jī)20固定在滑桿套21上，載樣臺(tái)支撐滑桿22下 端插入滑桿套21上端與載樣臺(tái)5相連，水平縱向螺桿式步進(jìn)電機(jī)7通過(guò)傳動(dòng)卡齒6與水平 電機(jī)支架M相連；下支架17安放到外殼18底部，再安放底座16再安放上支架13，最后將 表蓋1安好。調(diào)整非對(duì)稱透鏡組8與磨砂片4之間距離使CXD成像系統(tǒng)10成像最清晰。所述磨砂片4為磨砂處理過(guò)的塑料片，所述載樣臺(tái)5三個(gè)步進(jìn)電機(jī)牽引下可三維 方向自由移動(dòng)。載物臺(tái)5由計(jì)算機(jī)并口控制三個(gè)步進(jìn)電機(jī)牽引，能達(dá)到空間所需測(cè)量的任意位置。圖像采集使用普通的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通過(guò)USB 口將圖像采集到計(jì)算機(jī)；整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝 置均由網(wǎng)絡(luò)攝像頭USB 口供電。
權(quán)利要求
1.接觸角及表面能測(cè)量裝置，其特征是白光LED(3)安放在聚光凹面鏡(2)內(nèi)并與磨 砂片(4)安放在上支架(1 內(nèi)一端的擋板上，非對(duì)稱透鏡組(8)、透鏡組套管(9)、CCD成 像系統(tǒng)(10)和CCD保護(hù)殼(11)安放在CCD固定架(12)，并一起安放到上支架(13)內(nèi)；7K 平滑桿(1 安放在滑桿架(14)上并固定在底座(16)上，水平橫向螺桿式步進(jìn)電機(jī)05) 安裝到水平電機(jī)支架(24)上并安放到水平滑桿(15)上，垂直向步進(jìn)電機(jī)00)安裝到垂直 向步進(jìn)電機(jī)支架(19)并通過(guò)滑動(dòng)組件安放在水平電機(jī)支架04)上，垂直向步進(jìn)電機(jī) (20)固定在滑桿套上，載樣臺(tái)支撐滑桿0 下端插入滑桿套上端與載樣臺(tái)(5) 相連，水平縱向螺桿式步進(jìn)電機(jī)(7)通過(guò)傳動(dòng)卡齒(6)與水平電機(jī)支架04)相連；下支架 (17)安放到外殼(18)底部，再安放底座(16)再安放上支架(13)，最后將表蓋(1)安好。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸角及其表面能測(cè)量裝置，其特征是非對(duì)稱透鏡組(8) 與磨砂片(4)之間距離為CCD成像系統(tǒng)(10)成像最清晰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸角及其表面能測(cè)量裝置，其特征是所述磨砂片(4)為 磨砂處理過(guò)的塑料片，所述載樣臺(tái)( 在三個(gè)步進(jìn)電機(jī)牽引下可三維方向自由移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸角及其表面能測(cè)量裝置，其特征是載物臺(tái)(5)由計(jì)算 機(jī)并口控制的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)牽引，能到達(dá)空間所需測(cè)量的任意位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸角及其表面能測(cè)量裝置，其特征是圖像采集采用普通 網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通過(guò)USB 口將圖像采集到計(jì)算機(jī)；整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置均由網(wǎng)絡(luò)攝像頭USB 口供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種接觸角及表面能測(cè)量裝置，它是由普通網(wǎng)絡(luò)攝像頭采集圖像信息，通過(guò)USB口將圖像信息傳入計(jì)算機(jī)，通過(guò)自發(fā)研制的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析并能自動(dòng)保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)并口對(duì)與載樣臺(tái)相連的三個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)USB供電，有效降低了設(shè)備成本。本發(fā)明的有益效果是，可通過(guò)計(jì)算機(jī)方便快捷的測(cè)量固體樣品表面的接觸角及表面能值，由于采用普通網(wǎng)絡(luò)攝像頭為圖像采集元件，成本低。
文檔編號(hào)G01N13/00GK102135490SQ201010600278
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者劉鐘馨, 曹陽(yáng), 楊亮, 潘能乾 申請(qǐng)人:海南大學(xué)