技術(shù)文章 / Technical articles
視頻光學(xué)接觸角測量儀/水滴角測量儀是界面化學(xué)用于測試物質(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)化的接觸角測量儀和水滴角測量儀廠商非常多，客戶在選購接觸角測量儀或水滴角測量儀時事實上遇到了很多困擾。有許多用戶，甚至部分人員，認(rèn)為接觸角測量儀只不過是用相機把水滴拍下來，再用量角器量測一下角度值就可以了！這句話可以說“對”，也可以說“不對”。之所說說對，是指視頻光學(xué)接觸角測量儀事實上其本質(zhì)就是捕捉水滴照片再分析角度值。說其不對，是由于此時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 | 接觸角測量儀 | |
| 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——可測試非軸對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 | 簡單的顯微鏡調(diào)整結(jié)構(gòu) 只提供整機四腳或三腳水平調(diào)整 存在鏡頭俯視角度 |
樣品臺微分頭控制（0.01mm精度）二維水平調(diào)整; 鏡頭（含相機）微分頭控制二維水平調(diào)整機構(gòu)； 整機四腳或三腳水平調(diào)整架 |
| 價格 |
可參考平整度測試儀或臥式顯微鏡價格（約1000-3000元） 請參考淘寶平整度檢測儀報價： https://item.taobao.com/item.htm?id=539684616658&ns=1&abbucket=5#detail |
通常價格高于5萬元人民幣或更高 |
| 應(yīng)用范圍 | 視覺圖像測量幾何意義上的圖像角度 無法表征界面化學(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 自動修正重力系數(shù)和表面張力的綜合影響 測值數(shù)據(jù)的可信度高、重復(fù)性好 |
由此可見，目前商業(yè)化的所謂的接觸角測量儀，通常只是一個數(shù)碼量角器而已。在實際的應(yīng)用中我們很容易發(fā)現(xiàn)這種數(shù)碼量角器的缺陷：
1、測值數(shù)據(jù)重復(fù)性差：今天的測值結(jié)果與昨天的測值結(jié)果是否可比未知，測試結(jié)果受液滴量的影響大；
2、測試數(shù)據(jù)可信度差：對于測值結(jié)果與真正的接觸角測量儀測值結(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、適用的場合非常少：只能應(yīng)用于測試成像效果好（輪廓清晰）、符合圓或橢圓條件（切線法時為部分輪廓分析沒有整體輪廓的要求，但精度更差）、常常出現(xiàn)接觸角測試到的圖像無法分析出結(jié)果或理想的結(jié)果的情況。
商業(yè)化的數(shù)碼量角器，特別是近年來不斷加入所謂的“接觸角測量儀”的新進廠商的出現(xiàn)，加劇了接觸角測量儀行業(yè)的不好體驗。本來想實現(xiàn)防指紋效果目的的，采用這些數(shù)碼量角器，測得的接觸角值也達(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試不到這個角度值呢？我現(xiàn)在測得的角度值對嗎，有誰能幫我確認(rèn)一下？等等。
進而地造成客戶產(chǎn)生了想法，有沒有免費的“接觸角測量儀”？在此，我們可以明確的回復(fù)這些用戶，如果僅僅是實現(xiàn)數(shù)碼量角器的功能，這個的免費“接觸角測量儀”還真有？
先看看這個視頻
再看看這個視頻：
這不就是一個活生生的免費的“接觸角測量儀”？當(dāng)然，此時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，免費的可用于手機的“接觸角測量儀”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），從手機的應(yīng)用程序APP庫中查找量角器，并下載一個可以通過相機捕捉照片并進行量角的軟件，如例子中所示的"ON量角器“”，即可完成操作。此時測試“接觸角值”不需要背景燈，只要前景燈就行。如果實在不行，在水滴的后方加一個小的鏡子或反光物體即可。
具體操作流程如下：
1、將顯微鏡頭通過夾子夾持到手機鏡頭后方；
2、打開量角器軟件并選擇相機作為圖像來源；
3、在被測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、手持手機或采用固定支架固定手機，將量角器軟件如如上視頻中一樣對準(zhǔn)切線角，即可測量出此時的“接觸角值”
提醒注意的是：
1、本免費的“接觸角測量儀”解決方案僅供演示參考用，測值精度本公司不作任何。
2、本“接觸角測量儀”、水滴角測量儀解決方案的參考鏈接以及參考配件并非本公司所銷售。本公司不負(fù)任何責(zé)任。
總之：
1、雖然量角法的這種免費的數(shù)碼量角器看似簡單，但其仍是不錯的量角選擇。畢竟，在量測角度而言，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“接觸角測量儀”事實上真可以實現(xiàn)免費，全是非常方便的便攜式“接觸角測量儀”。一臺手機，一個顯微鏡頭即可搞定。要求不高時，微距時即可實現(xiàn)。方便，易操作，得數(shù)據(jù)快。
4、基于阿莎算法這個真正界面化學(xué)意義上的“接觸角測量儀”是沒有免費的。因為，這樣的接觸角測量儀得為數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，是能夠真正解決界面化學(xué)應(yīng)用的問題的，是真正的高技術(shù)工具，具有相當(dāng)高的知識產(chǎn)權(quán)價值。美國科諾以及其亞太區(qū)戰(zhàn)略投資公司上海梭倫的技術(shù)和知識，可以為您界面化學(xué)測量提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于一個稱稱重量不多，當(dāng)廢鐵賣不貴的“接觸角測量儀”的價值。尊重知識，尊重知識產(chǎn)權(quán)的客戶也是值得尊敬的。
