我們選用的zui常用的接觸角測試儀通常為影像分析法接觸角測試儀。而至于透過高度和稱重法接觸角測試儀均為接觸角測試儀，其應(yīng)用非常明顯。如您測試的是纖維的接觸角值、想用稱重法測接觸角值，那么您選購一臺由表面張力測試技術(shù)(液體表面張力儀)的表面張力儀即可，如BZY-3型(國產(chǎn)儀器，關(guān)鍵部分為進口技術(shù)的傳感器)或K100(德國)或SIGMA700型(芬蘭)。而本文中，我們重點給您談的接觸角分析技術(shù)是影像法中接觸角的分析技術(shù)。而這個，恰正是長久以來被客戶所忽視的。
我們通常說選購一臺接觸角測試儀，就以為其一定會采用什么什么分析技術(shù)，但是由于技術(shù)實力的因素，事實上，接觸角測試儀與接觸角測試儀之間，也會因接觸角分析技術(shù)的存在而相當(dāng)很遠(yuǎn)。我們?？茨軌蛘J(rèn)真的研究一下下面我們的陳述?；蛟S對您選購接觸角測試儀有相當(dāng)幫助。
一、概述
200年來，潤濕現(xiàn)象作為科學(xué)研究引起了科研工作者很多關(guān)注，特別是近年粉體科學(xué)，納米科學(xué)的發(fā)展，為潤濕現(xiàn)象的研究提供了更廣泛的學(xué)術(shù)氛圍。1805年，楊(Thomas Young)提出了楊氏三角方程為我們研究潤濕現(xiàn)象，特別是固體材料的表面、界面現(xiàn)象提供了zui為有用的科學(xué)工具。
但是，作為潤濕現(xiàn)象的一種研究方法，接觸角的研究長期以來一直停留在某個階段。從儀器開發(fā)商的角度而言，上海梭倫科技基于長期服務(wù)國內(nèi)外接觸角測試儀應(yīng)用的客戶的經(jīng)驗，全力提升我們的研究實力，現(xiàn)*自主開發(fā)了CAST3。0版本的接觸角分析軟件。作為軟件分析的者，上海梭倫科技在接觸角分析領(lǐng)域取得了舉足的進步。
二、接觸角分析技術(shù)所依據(jù)的成像硬件。
硬件的設(shè)計主要影響到接觸角分析過程的成像效果。通常，我們以為，機械設(shè)計會影響到操縱的簡易性及二次污染程度。比如，是否由于手接觸角樣品而影響到接觸角的測值；操縱儀器是否會人性化等。更為關(guān)鍵的是光源控制和CCD與鏡頭的結(jié)合程度。這些是影響到接觸角測值的關(guān)鍵因素。但是，正是在這些基本的設(shè)計上，國內(nèi)外的接觸角測試儀的設(shè)計就大相徑庭。
三、接觸角分析技術(shù)的發(fā)展階段
接觸角分析技術(shù)指成像后對圖像進行分析并測值接觸角值的技術(shù)。長期以來，接觸角分析技術(shù)一直沒有得到廣大用戶的重視。但是，在接觸角測試儀主機設(shè)計的簡易性與成像效果解決的條件下，接觸角分析技術(shù)正是接觸角測試儀的核心，可以說，接觸角分析技術(shù)是接觸角測試儀核心的核心。
*階段：以小球冠假設(shè)為條件的接觸角分析技術(shù)。
1953年左右為開始階段的接觸角分析技術(shù)通常均采用小球冠假設(shè)為條件的接觸角分析技術(shù)。這種技術(shù)國外稱為θ/2法，國內(nèi)稱為量高法。其基本假設(shè)為，液滴在固體表面呈現(xiàn)的是一個標(biāo)準(zhǔn)球冠，接觸角測試儀成像系統(tǒng)所得為一個標(biāo)準(zhǔn)的弧形。此時，接觸角(切線與底邊的夾角)正好可以通過計算弧形的高度與寬度后取反三角函數(shù)取得。
本項技術(shù)由于操縱簡便性而得到了廣大儀器廠商的廣泛采用。而作為儀器而言，本階段的儀器在的通稱上應(yīng)該定義為角度分析儀或量角器。目前常見的儀器(不包括上海梭倫)即在這個階段，我們僅僅能夠稱之為量角器而已。談上分析接觸角值的精度，如一些廠家標(biāo)稱的0.01度的精度，這是*不可能的事情。我們以為，這個方法僅僅能夠做到1度的誤差，且這是在15度以上，15度以下的接觸角值時，誤差通常為2度左右。所測接觸角值越低，這個誤差也就越大。接觸角值越大，這個誤差就越小。
假如客戶現(xiàn)在選購接觸角測試儀，可能還必須考慮一下采用的接觸角測試儀中是否含有本方法。這主要是由于很多參考文獻(xiàn)中事實上就是以本方法來測值并公布數(shù)據(jù)的。
但是，這種方法的缺點是非常顯然的。
*、無法更好的實現(xiàn)自動化測值。自動化測值的關(guān)鍵技術(shù)在于敏感點的找得。而敏感點因成像的不同而會有不同的呈現(xiàn)。作為專業(yè)儀器廠商，上海梭倫科技CAST2。0解決了敏感點找得的90%的技術(shù)，已經(jīng)于世界。在LCD、薄膜、玻璃等表面，CAST2。0已經(jīng)解決了自動測得接觸角難點。
第二、是否是球冠受重力影響。液體量的大小不同受的重力不同，直接影響到球冠的符合程度。事實上，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者均不會接受這個小球冠的假設(shè)。而我們以為，假如考慮重復(fù)性，建議客戶考慮幾次液滴的量的控制，這樣至少可以理論上以為幾次的成形是一致的。
第三、像素多少直接影響到測值的精度。通常國內(nèi)很多廠商采用低分辨率的成像系統(tǒng)，會直接影響到這個計算精度。
作為量高法的一個變換，上還有一種方法，角度分析法。國內(nèi)稱為量角法。這種方法是直接以一個十字形往靠液滴而得到角度。他們或同量高法或同角度分析，但不會改變其本質(zhì)，即仍建立在小球冠假設(shè)的基礎(chǔ)。且這種方法誤差較大，只能是zui原始的角度儀的代稱。
第二階段：簡單擬合曲線的接觸角分析技術(shù)
本階段的特點正突出在熟悉到了小球冠假設(shè)有失效性，試圖通過擬合曲線來分析接觸角值。德國和日本均采用過本技術(shù)，包括：(1)切線法；(2)zui大圓符正當(dāng)。
切線法的理念在于用一個橢圓方程或一個三項式方程往擬合液滴在固體表面形成的圖像輪廓，來計算接觸角值。而zui大圓符正當(dāng)?shù)睦砟钍且詾樾∏蚬诩僭O(shè)中形成的圖像不是正弧形，該方法就會以一個zui大的圓往擬合曲線，然后計算接觸角值。
顯然，作為分析技術(shù)，這些方法是對于小球冠分析法的一個簡單的被充，但是這些方法的發(fā)展思路為解決接觸角分析提供基礎(chǔ)。
上海梭倫科技CAST2.0接觸角分析系統(tǒng)提供了zui大圓符正當(dāng)這項技術(shù)，以解決用戶測值的部分困難。
第三階段：Young-Laplace曲線擬正當(dāng)接觸角分析技術(shù)
1991年左右開始，國外發(fā)展了本方法?，F(xiàn)有的國外接觸角測試儀通常均采用這個方法。這種方法是zui為復(fù)雜的一個方法，但是也是化的一個方法。其條件必須是建立在Young-laplace方程的基礎(chǔ)上對接觸角進行分析。由于這種方法要分析整個液滴曲線，所以會受到液滴因重力變化而導(dǎo)致的曲線變化的影響。但本方法具有全自動計算接觸角值的特殊優(yōu)點而被廣泛采用。
本方法的缺點在于：
(1)嚴(yán)格的理論假設(shè)：本方法建立在理想化的公式的基礎(chǔ)上，而假如事際測得圖像有所變化，會明顯影響到測值的性。
(2)只能測試30度以上的接觸角值
(3)嚴(yán)格的對稱圖像假設(shè)。本理論是建立有嚴(yán)格的對稱圖像的假設(shè)的基礎(chǔ)上的。若左右接觸角有所變化，則測值會有所影響。
(4)受液體表面張力的影響。由于液體表面張力值會參與到計算中，所以，實際液體的表面張力值與參與計算的液體的表面張力值是否相同將會嚴(yán)重影響到zui后的測值正確性。
第四階段：復(fù)雜的圖像擬合技術(shù)與液滴輪廓分析技術(shù)
本項技術(shù)為2006年研研究技術(shù)。本項接觸角分析技術(shù)包括兩個部分：
1、圖像擬合技術(shù)：采用曲線尺的方法擬合液滴曲線；
2、基于液體輪廓和固液表面自由能體系，構(gòu)建輪廓分析技術(shù)。
上海梭倫科技在接觸角分析技術(shù)上取得了突破性發(fā)展。我們不依據(jù)任何理論假設(shè)，基于實際圖像成像，采用曲線尺擬合的方法分析接觸角值。在本方法中，我們把曲線定義為一個不均均的多花鍵組成的曲線尺，建立在圖像分析中立體花鍵的分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合曲線的彈性(像素離形性)以及內(nèi)聚力(固液體系分子內(nèi)聚力)，分析接觸角值。
采用本方法，我們真正實現(xiàn)了分析各種外形的接觸角值，包括前進、后退角，不規(guī)則圖像的接觸角等。測值范圍護大到4-180度，精度可真正達(dá)到0.02度。
您可以采購CAST3.0接觸角分析軟件，享受上海梭倫科技為您提供的專業(yè)接觸角分析技術(shù)。
同時，結(jié)合原有接觸角分析技術(shù)，上海梭倫科技研究出了一種基于液體體積與接觸角液滴的直徑而計算得出接觸角值的技術(shù)。這個技術(shù)能夠解決小接觸角測試題目。通常精度可以達(dá)到0.04度。
四、現(xiàn)有接觸角測試儀應(yīng)用的接觸角分析技術(shù)分析
基于我們的分析，結(jié)合現(xiàn)有接觸角分析技術(shù)，我們以為國內(nèi)外的接觸角測試儀所應(yīng)用的分析技術(shù)基本可以總結(jié)如下：
1、簡單的角度分析儀階段：主要指國內(nèi)的接觸角測試儀，如上海中晨和承德、北京哈科等。他們的分析方法只是簡單的角度分析，全基本無法實現(xiàn)全自動接觸角計算。
2、標(biāo)準(zhǔn)接觸角測試儀階段：國外的接觸角測試儀包括德國、美國FTA、韓國SEO的儀等均是采用第三階段的接觸角分析技術(shù)和第二階段的接觸角分析技術(shù)。國內(nèi)CAST2.0是第二階段的接觸角測試儀。
3、接觸角測試儀階段：上海梭倫*提供曲線尺與液滴外形輪廓分析技術(shù)，全面提升了接觸角分析的精度與準(zhǔn)度。
