視頻光學接觸角測量儀是基于視頻光學法測量靜態接觸角、動態接觸角、滾動角、固體表面自由能和表界面張力的測量設備，視頻光學法是通過直接觀測液體在固體表面形成的液滴的測量方法，通過測量液滴的形狀，尤其是其與固體表面相接觸處的液面形狀，來確定液體在固體表面的接觸角θ。

接觸角θ的數值標志著液體在固體表面的潤濕性：

若θ<90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤濕固體，其角度越小，表示潤濕性越好；當θ=0°，時，表示完全潤濕；

若θ>90°，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤濕固體，其角度越大，表示潤濕性越差；

當θ=180°，表示完全不潤濕。

當潤濕性界于很好與很差之間時，液體在固體表面可以有限度地鋪展開來，形成介于0°~ 180°之間的接觸角。這一有限的接觸角值是體系中各個不同的相互作用力的平衡，也是體系趨向低能量的結果。涉及的相互作用力包括：

- 液體自身的表面張力：這一值越大，液體越傾向于聚集在一起、包成一團，而不愿意在固體表面上鋪展開來；

- 固體自身的表面張力或表面自由能：這一值越大，固體表面的能量位越高，越希望有能量較低的液體層能夠在其上面鋪展開來而覆蓋它，以降低體系的能量；

- 液體/固體表面-界面的相互作用力：這一值越小，固體表面對液體的吸引力越大，液體越能夠在其上面鋪展開來，導致較低的接觸角值。

所以，如果希望液體能夠較好地潤濕固體表面：液體的表面張力值越低、固體的表面能值越高、液體/固體表面-界面的相互作用力越強就越有利；反之，如果希望液體不要潤濕固體表面：液體的表面張力值越高、固體的表面能值越低、液體/固體表面-界面的相互作用力越弱就越有可能。

( 本文內容得到授權所有者的授權許可).

光學接觸角測量儀廣泛應用于各個行業領域，比如表面活性劑、手機制造、涂料油墨、造紙印刷，紡織纖維、生物醫學等領域，接觸角測量儀已經成為了一項評估表界面性能的重要儀器。

• 液體在固體表面的接觸角：靜態接觸角，動態接觸角（前進/后退接觸角）、滾動角、單一纖維接觸角、粉末/多孔材料的接觸角

• 液體在固體表面的鋪展/擴展、滲透/吸收過程分析；

• 固體表面自由能的測量，以及根據理論模型作出各種不同液體在固體表面的潤濕性和粘結力的分析和評估；

• 液滴在固體表面的粘附力及滯留力的測量

• 液體（靜態/動態）表面張力的測量，包括高粘度液體（如高分子熔體）表面張力的測量 ；

• 液/液-體系在各種溫度下的靜態/動態界面張力測量；

• 液體表面張力值的極性、非極性等組分的測量；

• 研究影響表面/界面張力的各種因數，如濃度/組成、時間、溫度、壓力、電場等對表/界面張力的影響；

• 表面活性物質（如表面活性劑）臨界膠團溶度（CMC）的測量；

• 表面活性物質分子在表面/界面的吸附以及相關的各種表面/界面參數的測量和計算

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德國LAUDA Scientific公司生產的視頻光學接觸角測量儀不僅可以準確可靠地完成接觸角、滾動角、表面自由能和表界面張力等常用的測量任務，而且在高速動態、多功能測量方面顯示出其獨特的優勢。

滯留力測量功能是LAUDA Scientific視頻光學接觸角測量儀獨特的標志性測量功能。此外LAUDA Scientific光學接觸角測量儀選配相應的附件測量模塊可以完成單一纖維接觸角測量，俯視法接觸角測量，界面擴張流變測量，全自動臨界膠束濃度測量（CMC）等特殊任務。LAUDA Scientific光學接觸角測量儀所涉及的詳細測量功能如下：

1. 自動測量接觸角

軟件具有成像清晰度判別功能，測量接觸角時能夠自動尋找基線、自動擬合輪廓。支持捕獲氣泡法測量模式。選用程序模板操作時軟件顯示操作向導，可以完成一鍵測量。對于材料表面特殊形狀或結構形成的彎曲基線，可使用手動模式測量。

2. 動態接觸角的測量

可以選用插針法或傾斜臺法測量前進角和后退角，使用專用的Truedrop算法能夠更加準確的測量不對稱液滴的接觸角。

3. 滯留力和動態接觸角同步測量

LAUDA Scientific光學接觸角測量儀配置滯留力旋轉臺時固體材料固定在旋轉臺之上，在快速旋轉狀態下置于材料表面上的液滴，受離心力驅動產生橫向水平滑動的趨勢，迫使液滴形狀發生變化。當離心驅動力達到Z大滯留力數值的時候，液滴沿材料表面發生橫向水平滑動。在這一動態過程中，儀器利用視頻同步觸發技術準確的抓拍到液滴形狀和位置變化的一系列照片并記錄相對應的旋轉速度，通過軟件自動處理得到滯留力數據以及前進接觸角和后退接觸角的變化曲線和Z大值。滯留力能夠直接反映液體和固體之間界面上的相互作用力。

利用滯留力和動態接觸角同步測量功能，可以分析滑動過程中滯留力和液滴形狀變化等因素之間的相互關系。

4. 非接觸式注射功能

LAUDA Scientific光學接觸角測量儀能夠利用注射泵推進時產生的脈沖推射液體，使液滴直接落到材料表面上。這種注液方式避免了液滴在注射針頭上的粘附，解決了向超疏水材料表面轉移液滴的問題。

5. 全自動傾斜臺測量滾動角

 全自動傾斜臺和視頻系統由軟件控制，自動記錄傾斜過程中液滴的形狀變化，傾斜角度和位置移動，自動測量滾動角、前進角和后退角等相關參數。

6. 測量單一纖維的接觸角

單一纖維潤濕接觸角的測量經常應用在復合材料和特殊功能材料領域。不同于微升級液滴在平面材料上的接觸角測量，單一纖維測量需要特殊的理論計算方法和高放大倍數的顯微光學鏡頭等特殊附件。LAUDA Scientific視頻光學接觸角測量儀可以在同一臺儀器上完成普通平面材料和單一纖維材料的潤濕接觸角測量。

7. 記錄并分析粉末或多孔材料對液體的吸收過程

高速視頻系統可以完成粉末或多孔材料對液體吸收過程的連續錄像，并自動計算全過程的接觸角變化數值。
8. 俯視法測量接觸角

在已知液體表面張力和密度的前提下，LAUDA Scientific視頻光學接觸角測量儀能夠準確控制液滴體積并利用俯視模塊從正上方向下對液滴成像，能精確測量三相接觸線或液滴Z大直徑處周邊線的形狀尺寸，利用Laplace-Young模型計算得到接觸角數值。

俯視法和傳統側視法聯用可以同時對同一液滴進行接觸角測量。俯視法解決了凹表面接觸角和超親表面極小接觸角測量的難題，并在各向異性材料接觸角測量和多角度潤濕動態行為觀察方面具有明顯優勢。

9. 表面能的計算和粘附功的分析

固體表面自由能測量軟件包括了多種表面自由能數值及其組成計算方法，粘附功分析軟件可以進一步分析粘附功。涉及到一般表面、低能表面、高能表面、等離子體處理表面等實際應用。

 
10. 雙液滴接觸角測量

在測量固體表面能的時候往往需要至少兩種不同的標準液體，LAUDA Scientific接觸角測量儀具備兩種液體同時注射，一鍵式測量接觸角的功能，這明顯提高了進行大量固體材料表面能測量實驗的工作效率。

11.測量表面張力

LAUDA Scientific接觸角測量儀使用懸滴法對液體的表面張力或界面張力進行測量。測量方法符合國際標準ISO 19403-3/ISO 19403-4和德國工業標準DIN 55660-3。軟件使用優化的Young-Laplace算法全自動計算張力，具有更快的動態計算速度，與高速注射單元聯用時能對極短壽命的界面進行動態張力測量。
12. 振蕩滴方式測量界面擴張流變

界面擴張流變研究是對表面活性物質界面可溶膜實施規律性的擾動，記錄界面張力響應，測量粘彈模量等參數，通過數據處理和理論分析，Z終獲得界面膜性質的豐富信息。LAUDA Scientific光學接觸角測量儀既可以做液-液界面的振蕩又可以做氣-液界面的氣泡振蕩。

13. 全自動臨界膠束濃度（CMC）測量

LAUDA Scientific接觸角測量儀配置兩個連續注射單元時可使用表面張力法進行全自動臨界膠束濃度的測量，其中一個注射單元進行不同濃度溶液的配置，另一個注射單元連續形成液滴，測量全過程在程序自動控制下工作，而且避免使用吊片法測量時活性劑分子在鉑金片上吸附時產生的影響，是測量臨界膠束濃度的理想方法。

LAUDA Scientific接觸角測量儀以其強大的測量功能，廣泛應用于材料科學、界面化學和膠體化學等專業實驗室，是科研工作者的有力工具。

       LSA100光學接觸角測量儀是一款高性價比且功能全面的多功能型視頻光學接觸角張力測量設備，它不僅具備接觸角測量、滾動角測量、表面自由能測量和表界面張力測量等常用的測量功能，還可以配備特殊附件模塊完成滯留力測量、單一纖維接觸角測量、俯視法接觸 角測量、界面擴張流變測量、全自動臨界膠束濃度(CMC)測量等特殊測量任務。

LSA100 光學接觸角測量儀的基礎配置及基礎功能：

- 1.9 倍變焦視頻系統(可選更高配置) 

- X 軸精確導軌定位視頻調焦臺 

- X/Y/Z 三軸精確導軌定位樣品臺 

- X/Y/Z 三軸精確導軌定位注射平臺 

-自動注射單元或微分頭手動注射單元 

- SurfaceMeter 專業測量軟件 

-靜態/動態接觸角測量 

-表面自由能測量和粘附功計算 

-視頻法粉末或多孔材料的吸收過程分析

LSA100 的選配附件及擴展性測量功能：

- 6.5/8.6/12.9/45 倍變焦高速視頻系統 

- 溫度控制單元 

- 全自動傾斜臺，測量滾動角和動態接觸角 

- 俯視法測量模塊，俯視法測量接觸角 

- 表面界面張力測量功能 

- 滯留力旋轉臺，實現滯留力測量功能，且同步測量滯留力和動態接觸角 

- 非接觸式注射功能，解決向疏水材料表面轉移液滴的問題 

- 雙液滴注射功能，兩種液體同時注射，一鍵式測量接觸角，大大提高了固體表面自由能 的測量效率東方德菲知識分享

- 單一纖維接觸角測量模塊，完成單一纖維潤濕接觸角測量 

- 振蕩滴擴張流變模塊，測量界面擴張流變

- 全自動臨界膠束濃度測量模塊，全自動測量臨界膠束濃度 

- 粉末/多孔介質模塊(POM)，測量粉末及多孔材料的潤濕性

LSA100 光學接觸角測量儀 LSA100 廣泛應用于材料科學、界面化學與膠體化學、以及 液滴流體動力學等專業實驗室，是科研工作者的有力工具。

德國LAUDA光學接觸角測量儀、表面界面張力儀可用于直接測量液/氣/固 ?? 三相界面體系的接觸角和液/流  ?? 界面的表面/界面張力，以及考察液體在固體表面上的潤濕、鋪展、粘附、吸附、滲透/吸收等現象和過程，測量和評估固體表面經不同過程處理或清洗后取得的效果等。主要測量性能如下：

1. 液體在固體表面的接觸角：靜態接觸角，動態接觸角（前進角/后退角），接觸角滯后性，接觸角動力學等；

2. 液體在固體表面的鋪展/擴展、滲透/吸收過程分析：過程機理和速率，如鋪展面積/直徑、液體吸收體積、接觸角等隨時間的變化；

3. 固體表面自由能的間接測量，以及根據理論模型作出各種不同液體在固體表面的潤濕性和粘結力的分析和評估；

4. 液滴在固體表面的粘結力，滾動角以及滯留力；

5. 液體的表面張力測量：包括高粘度液體（如高分子熔體）的表面張力的測量；

6. 液/液-體系在各種溫度下的靜態/動態界面張力測量；

7. 液體表面張力值的極性、非極性等組分的測量；

8. 研究影響表面/界面張力的各種參數，如濃度/組成、時間、溫度、壓力、電場等；

9. 表面活性物質（如表面活性劑）臨界膠束濃度（CMC）的測量；

10. 表面活性物質分子在表面/界面的吸附以及相關的各種表面/界面參數的測量和計算；

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       對于材料和加工工業中廣泛使用的紙制品、樹脂產品、金屬鍍膜等，表面形貌和表面粗糙度測量在防止故障或質量控制中起重要作用。尤其，當多層薄膜出現不良產品時，需要確定是表面，界面或是層內哪個部位出現了問題。在大多數情況下，是進行切割以確定異常部位。但是，某些樣品是不能進行切割的，無損檢測就變得極為重要。納米尺度3D光學干涉測量系統VS1800，可同時滿足上述高精度的表面形貌測量及對多層膜的無損測量，在材料和加工工業中實現了廣泛的應用。

下面就以兩個實例來對多層膜無損測量分析的功能進行介紹。

1.透明樣品：金屬鍍膜分析

       以下是對金屬透明鍍膜進行無損測量分析的一個實例，從分析數據中可以得到表面，界面三維形貌，以及厚度分布的三維圖像，對于大范圍的面分析以及厚度參差不齊有一個更為直觀和清晰的認識。

2.不透明樣品：名片印字部分分析

       以下是對名片印字部分進行無損測量分析的一個實例，從分析數據中可以得到表面三維形貌，并且可以觀察到碳粉和紙之間的分界面，從而可以測量碳粉的厚度，如圖所以，紅色部分碳粉的厚度為2.6?。

       綜上所述，使用日立納米尺度3D測量系統，針對透明、半透明樣品甚至某些特殊的不透明樣品，嘗試內部結構的無損測量，得到多層結構每層厚度、內部缺陷、每層界面粗糙程度等等信息。為相關領域客戶提供了一個快速簡便的解決方案。

前言：確定關鍵部件的表面質量，即與預期形狀的偏差，無論是平面還是球面等，是高精度制造的關鍵。當光束照射到有疵病的光學元件表面時, 會產生雜散光。在光學系統中, 影響其性能的主要原因是由系統內部產生的大量散射光造成的, 即使整個光學系統設計得再好, 如果內部光學元件的質量不過關, 那么構成的系統也不能正常工作。

干涉儀測量方法

傳統的檢測方法由干涉儀組成，例如Twyman-Green干涉儀（如下圖所示），將測試光與參考光學進行比較。干涉儀的兩個臂之間的光程差會在光電探測器的光屏上形成干涉條紋（通常為CCD陣列）。在參考光和測試光之間引入小的傾斜度會產生干涉圖樣，其中與均勻間隔的直線條紋的任何偏差都意味著測試組件中的像差，如下所示。

雖然許多移相干涉儀都使用HeNe激光器作為光源，但使用外腔可調諧激光器（例如Newport的TLB-6700）卻具有明顯的優勢。首先，當光學元件鍍有對633 nm的抗反膜時，可選擇與光學元件的工作波長完全匹配的光。其次，通過不平衡的兩臂和改變激光波長可以實現時變相移，從而無需線性驅動器對參考光進行平移。

Newport可調諧激光器

Newport的TLB-6700系列可調諧激光器，調諧速度快，范圍寬-Z高達 100 nm，調諧波長范圍可從407-2450nm。除以上提及應用也可以用作諸如微腔諧振器和原子光譜等方面。

具有非常zhuo越的特性：

·可保證在整個指定的波長范圍內實現單模、無跳模調諧。

·電動和壓電控制可實現寬范圍掃描和微調

·低噪聲，窄線寬--是市面上ECDL激光器中線寬Z窄的·集成的光纖耦合

可選型號：

       當將表面活性劑連續添加到溶液中時，溶液的某些物理性質，例如表面張力、電導率等，會隨著溶液中表面活性劑濃度的增加而明顯變化。這些變化是由于游離表面活性劑分子的增加導致的，游離表面活性劑分子以游離物質的形式存在于溶液中和/或吸附在表面/界面層。開始時，添加的表面活性劑分子優先吸附在表面/界面上，以減小表面/界面（以及整個系統）的自由能；隨著濃度繼續增加，表面活性劑分子的表面/界面覆蓋率逐漸接近其飽和度。當表面活性劑濃度達到這個水平時，額外添加的表面活性劑分子開始在溶液中自發形成膠束，以降低系統的總能量。臨界膠束濃度（CMC）是膠束開始形成、并且所有額外添加的表面活性劑都會形成膠束的，那一點的表面活性劑濃度。

       在到達CMC之前，表面張力受表面活性劑濃度的強烈影響。達到CMC之后，即便進一步增加表面活性劑的濃度，表面張力也相對穩定。CMC是用于測量和表征表面活性劑的重要參數，必須通過實驗來確定。 其值還取決于溫度、壓力以及其他表面活性物質和電解質的存在。通常采用篩選程序來尋找到特定條件下的ZJ配方。

       在可用于測定CMC的方法中，最常用的是基于表面/界面張力（IFT）測量的方法。通常使用基于Du Noüy環法或Wilhelmy板法的力學張力儀，來測定IFT。然而，無論是Wilhelmy板法還是Du Noüy環法都不適合于測量含有表面活性劑的溶液。板法遇到的問題是表面活性劑分子會吸附在Wilhelmy板金屬（通常是鉑金）表面上，這會引起明顯的測量誤差，甚至可能會影響溶液中表面活性劑的濃度。環法原則上僅適用于單組分（即純凈）液體。當樣品包含表面活性劑時，通常難以徹底清潔環，此外，也不可能獲得與特定的動態或平衡狀態相對應的表面張力值。

       與這些傳統方法形成鮮明對比的是，LAUDA Scientific光學接觸角測量儀采用光學懸滴分析(PDA)法測量臨界膠束濃度(CMC)，光學懸滴分析方法在準確性、可靠性、方便性和對包含各種表面活性劑的溶液的適用性，以及自動化程度方面，都顯示出明顯的優勢。這是與測定CMC有關的一些功能：

1) 較高的JD和相對精密度：0.1%（JD）或0.01%（相對）；

2) 非常廣泛的測量范圍：從約10-3到幾千mN/m；

3) WM的適用于測量表面和界面張力；

4) 涵蓋了一個巨大的時間跨度：從界面形成后不久（約50毫秒）到幾乎無限。所有與時間相關的（IFT）值都可以從單個液滴/界面獲得； 

5) 形成的液體界面與固體載體表面之間的接觸面積很小（可忽略），這大大減少了由于表面活性劑分子吸附到固體表面上而引起的問題；

6) 可進行全自動測量：全自動懸滴分析（faPDA）。

LAUDA Scientific光學接觸角測量儀是基于視頻光學圖像分析測量原理的接觸角、表面張力/表面能、潤濕性和其它相關表面屬性的分析測量儀器，按性能、功能、自動化程度、可擴展性和方法原理分為LSA60，LSA100和LSA200以及LSA MOB-X四大系列。

LAUDA Scientific光學接觸角測量儀可以提供如下測量：

? 液體在固體表面接觸角的測量，包括靜態接觸角，動態接觸角(前進角/后退角)；

? 液體在固體表面滾動角的測量；

? 表面張力測量：液體(包括熔融液體)在各種溫度下的靜態/動態表面張力；

? 界面張力測量：液/液-體系在各種溫度下的靜態/動態界面張力；

? 液體表面張力值的極性、非極性等組分的測量；

? 臨界膠束濃度(CMC)的測量：各種不同表面活性劑體系的CMC測量，包括動態和靜態CMC；

? 液體在固體表面的潤濕、鋪展、滲透/吸收等屬性的測量和表征；

? 液體在多孔性固體表面(包括在高分子薄膜和礦物質表面)的潤濕、鋪展、滲透 / 吸收等屬性的測量和表征；

? 液體在固體表面的粘附力測量；

? 液體在固體表面的滯留力測量；

? 固體表面自由能及其各組分(極性、非極性、…)的測量；

? 固體表面對各種不同液體的潤濕性和粘附力的分析和評估；

? 表面的清潔度、表面均勻性的測量和評估；

? 低至0度的接觸角的準確測量；

? 凹表面處接觸角的無損害測量；

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LAUDA Scientific光學接觸角測量儀廣泛應用于各個行業領域，比如表面活性劑、手機制造、涂料油墨、造紙印刷，紡織纖維、生物醫學等領域，接觸角測量儀已經成為了一項評估表界面性能的重要儀器。