Instrumenter til måling af optisk kontaktvinkel kan optage dråbebilleder og automatisk analysere dråbeformen. Dråbeformen er en funktion af væskeoverfladespænding, tyngdekraft og densitet og fugtighedsforskelle mellem forskellige væskeprøver og det omgivende medium.
På faste overflader afhænger dråbeform og kontaktvinkel også af faststoffets egenskaber (såsom overfladefri energi og morfologi). De opnåede billeder blev analyseret ved hjælp af dråbeprofiltilpasningsmetoden for at bestemme kontaktvinklen og overfladespændingen. Materialets overfladefri energi kan beregnes ved at udføre kontaktvinkelmålinger ved brug af flere væsker med kendte overfladespændinger.
Princippet om en billedanalysemetode, kontaktvinkeltester
Billedanalysemetode er en simpel metode til at måle eller beregne kontaktvinklen mellem væske og fast overflade ved at tabe en dråbe væske, der opfylder det nødvendige volumen, på den faste overflade gennem billedanalyseteknologi. Som et instrument til billedanalysemetode er dens grundlæggende komponenter ikke Ud over lyskilden, prøvetrin, linse, billedopsamlingssystem og prøvetagningssystemvinklen.
Metoden til at beregne kontaktvinklen er normalt baseret på en specifik matematisk model, såsom en dråbe kan betragtes som en del af en kugle eller en kegle, og derefter beregnes kontaktvinklen ved at måle specifikke parametre såsom bredde/højde eller ved direkte montering. Young-Laplace-ligningen beskriver forholdet mellem den indre og ydre trykforskel af en lukket grænseflade, grænsefladens krumning og grænsefladespændingen og kan bruges til nøjagtigt at beskrive konturen af en aksesymmetrisk dråbe for at beregne dens kontakt vinkel.
Instrumentets grundlæggende sammensætning: lyskilde, prøvetrin, linse, billedoptagelsessystem, prøveinjektionssystem.
Princippet for kontaktvinkeltesteren af to-plademetoden
Når den faste plade indsættes i væsken, vil væskeoverfladen kun strække sig lige til trefaseforbindelsen uden at bøje, når vinklen mellem pladeoverfladen og væsken er præcis kontaktvinklen. Ellers vil væskeoverfladen bøje. Derfor ændres indsættelsen af pladen Vinklen er, indtil der ikke er nogen bøjning nær væskeoverfladens trefaseforbindelse. På dette tidspunkt er vinklen mellem pladeoverfladen og væskeoverfladen kontaktvinklen.
Tensiometri kontaktvinkeltester
Denne metode kaldes undertiden Wilhelmy-plademetoden til at måle kontaktvinklen, og det specifikke princip er som følger: en fast prøveplade nedsænkes i testvæsken. På grund af væskens overfladespænding og det faste stofs overfladefrie energi, vil vejecellen føle A-nedtrækningskraften F (Befugtningskraft)
Fire-pass målemetode kontakt vinkel tester
Kontaktvinkeltesteren bruges hovedsageligt til at måle kontaktvinklen for pulver. Det grundlæggende princip for denne kontaktvinkeltester er, at mellemrummet mellem de faste partikler i røret, der indeholder pulveret, svarer til et bundt kapillærer. Kapillarvirkningen gør det befugteligt. Væsken på overfladen af det faste pulver trænger ind i pulversøjlen. Da kapillærvirkning afhænger af væskens overfladespænding og kontaktvinklen til det faste stof, kan måling af væskens permeabilitet med kendt overfladespænding i pulversøjlen give væskens kontakt til pulvervinklen viden.