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C60系列3D接觸角測量儀由于采用了具有平行光源和平行光鏡頭,具有超大景深,因而在3D接觸角的測量方面具有先天優(yōu)勢,測試精度高,不受液滴前后距離變化影響,是3D接觸角測量的儀器,可用于分析表面化學(xué)多樣性、異構(gòu)性以及表面清潔度,能夠?yàn)橛脩籼峁┤碌慕佑|角測試體驗(yàn)。。同時C60系列接觸角測量儀及界面張力儀是一種影像分析系統(tǒng),為基于光學(xué)影像法原理測試界面化學(xué)性質(zhì)(如表面張力、接觸角、界面張力等)的專業(yè)系統(tǒng)。通過分析各種基于液-氣、液-液或液-固、液-液-固等兩相或三相界面化學(xué)體系形成的液體(Drop)或氣泡(Bubble)的外形輪廓(Drop shape or lamella contour profile),可以用于分析諸如表面張力及其分量(色散力、極性力)、界面張力、固體表面自由能及其分量(色散力、極性力、氫鍵力、Lewis酸堿力等)、界面流變(interfacial rheology)及粘彈指數(shù)(Interfacial Viscosity)、粘附功、潤濕線、潤濕行為(Wetting Behavior)等重要界面化學(xué)表征指標(biāo),用于表征、分析、推測或描述如鋪展、潤濕、粘附、吸收、競爭、滲透、增溶以及表面各相異性等各種重要的界面化學(xué)屬性,可應(yīng)用于新材料研究(仿生超疏水或超親水材料)、質(zhì)量控制QC(表面清潔度分析)等學(xué)術(shù)研究、研發(fā)的科學(xué)家以及生產(chǎn)制造的專業(yè)人員……
C60系列影像分析系統(tǒng)*基于模塊化的設(shè)計理念,可為客戶提供多達(dá)幾萬種不同的組合形式,是您進(jìn)行界面化學(xué)研究并對控制精度有較高要求時的儀器。儀器整機(jī)由精密光學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)成像系統(tǒng)、精密滴定系統(tǒng)以及專業(yè)級的界面化學(xué)分析軟件CAST™3.0*組成。作為標(biāo)準(zhǔn)配置,C60提供了的輪廓鏡頭以及背景光源、高速攝像系統(tǒng)(87-340幀/秒)以及采用了精度的精密定位平臺(precision positioning stages),結(jié)合世界的基于ADSA核心技術(shù)的CAST®3.0*分析軟件,為您的研究利器。
注:CAST®3.0界面化學(xué)分析軟件由不同的模塊(Software Module)組成。視選購的軟件模塊在功能實(shí)現(xiàn)上存在區(qū)別。
Measuring method
懸滴法(Pendant DropMethod)
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停滴法(Sessile DropMethod)
| 氣泡捕獲法(Captive DropMethod) |
前進(jìn)后退角(Advancing/RecedingContact Angle)
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滾動角(Roll-off Angle)
| 表面自由能(Surface FreeEnergy ) |
接觸角滯后(Contact AngleHysteresis ) |
可潤濕性分析(Wetting Envelopes)
| 纖維接觸角(Fiber ContactAngle ) | Lamella &Menisci ProfileAnalysis Method | 臨界膠束濃度(CMC ) | 界面流變(Interfacial Rheology & Oscillating /Expanding Drop) |
測試原理
本系統(tǒng)通過攝錄下單張或基于時間變化的多張液滴(Drop)或氣泡(Bubble)的圖像,采用亞像素級的圖像識別技術(shù)分析所捕捉到的圖像中的關(guān)鍵信息如圖像邊緣等,利用有限的如密度、重力加速度、時間等參數(shù),通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析模型(如圓、橢圓、多項(xiàng)式、插值曲線,特別是Young-laplace方程曲線擬合),將液滴輪廓邊緣曲線與數(shù)學(xué)模型分析得出的的理論曲線通過特殊圖像曲線擬合技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,進(jìn)而得出如液-氣表面張力值、液-液界面張力值、固-氣接觸角值、液-液-固三相體系接觸角值等物理化學(xué)參數(shù)。
我們團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)正是在于通過近30年的努力,將Young-laplace方程曲線(ADSA技術(shù))的擬合技術(shù)充分應(yīng)用到界面化學(xué)性質(zhì)的分析中來。
Main Measurement
應(yīng)用本測試系統(tǒng)得到如下界面化學(xué)指標(biāo):
→ 表面張力(Surface tension):溫度、濃度組成、時間、壓力、電場等條件下的變化值;
→ 可測試液相(如純液、混合相液體、熔體等)與氣相的表面張力,特別是懸滴法(Pendant drop method)和停滴法(Sessile drop method)對于如(1)膠水、聚合物、樹脂等粘度比較高;(2)以及金屬、煤等需要高溫加熱;(3)采油行業(yè)井下高溫高壓作業(yè)環(huán)境條件模擬等,具有明顯優(yōu)勢。
→ 界面張力(Interface tension):可用于分析不相溶液-液兩相界面張力值
→ 臨界膠束濃度分析(CMC)
→ 固體表面自由能分析(Surface free energy)以及分量(色散力、極性力、氫鍵力、Lewis酸堿力等)
→ 潤濕行為分析(Wetting Behavior Analysis, wetting envelopes)
動態(tài)接觸角(Dynamic contact angle)以及接觸角滯后性分析(Contact angle hysteresis),包括:前進(jìn)角(advancing contact angle)、后退角(receding contact angle)、滾動角(roll-off angle)以及本征接觸角(thermodynamic intrinsic contact angle)、平衡接觸角(equilibrium contact angle);
鋪展/吸附過程分析如鋪展面積/直徑、液體吸收體積、接觸角、潤濕線等隨時間變化的量;
→ 界面流變(interfacial rheology)性質(zhì)以及界面彈性系數(shù)(surface elasticity)、界面張力弛豫方法(relaxation study)、毛細(xì)管靜壓值(hydrostatic pressure)等;
符合標(biāo)準(zhǔn)
→ASTM D 724: Standard Test Method for Surface Wettability of Paper (Angle-of-Contact Method)
→ASTM D 5946-2004: Standard Test Method for Corona-Treated Polymer Films Using Water Contact Angle Measurements
→ISO 15989: Plastics- Film and sheeting - Measurement of water - contact angle of corona-treated films
應(yīng)用范圍
1, 應(yīng)用方向:
新表面表征、表面純度測試、固體表面處理評價、液體配方設(shè)計、表面清潔度分析、固液體之間或固體黏附特性研究、表面印刷性能的表征、玻璃、塑料或金屬等固體表面浸潤性研究、分析表面改性等等.
2, 應(yīng)用領(lǐng)域:
可用于如下領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用新方法、產(chǎn)品設(shè)計以及品質(zhì)控制等:
- 紙張、紙尿褲、衛(wèi)生護(hù)墊等材料吸水性以及可印刷性等性質(zhì)分析; - 纖維、織物、碳纖維、玻璃纖維與樹脂的新功能開發(fā)、表面性質(zhì)、印染等性質(zhì)分析; - 液晶屏、硬盤、屏幕保護(hù)膜、觸摸屏、LCD、LED、光學(xué)零件、半導(dǎo)體芯片、Wafer、微電子等行業(yè)表面清潔度分析以及品質(zhì)控制、新材料開發(fā)研究以及等離子(Plasma)處理等表面處理效果評估; - 聚合物、高分子材料及金屬材料表面修飾、表面改性、印刷性質(zhì)等分析; - 薄膜、偏光片、膠片、感光材料的新材料開發(fā)、印刷性等分析; - 生物材料、仿生材料的研發(fā)及其應(yīng)用分析,如檢測和表征蛋白質(zhì)、肺表面活性劑,表征生物相容性材料(高分子材料)的潤濕和粘附性、競爭以及粘附的蛋白質(zhì); - 食品工業(yè)、醫(yī)藥如人造骨、隱形眼鏡、眼鏡玻璃的潤濕、吸附性質(zhì)分析; - 超疏水和超親水材料研究、可潤濕性分析; - 空調(diào)親水鋁箔、絕緣子、巖芯、煤礦、瀝青的潤濕性分析以及新材料的研發(fā); - 電潤濕接觸角轉(zhuǎn)化、電透鏡研究等; - 表面活性劑應(yīng)用研究,如化妝品、清潔劑、乳液、石油行業(yè)(三次采油)等 - 噴霧、、油漆、墨水、油墨和涂料行業(yè)配方設(shè)計及潤濕性分析; - 研發(fā)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域:液體或熔體(如聚合物、金屬、煤碳、原油等)的表面/界面張力測試以及基于壓力、溫度、時間、濃度不同條件下的界面化學(xué)性質(zhì)分析;
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輪廓鏡頭 | 普通鏡頭 |
序號 | 振蕩幅度 | 振頻率 |
1 | 2uL | 100Hz |
2 | 10uL | 100Hz |
3 | 10uL | 60Hz |
4 | 20uL | 60Hz |
| C601 | C602 | |||
儀器外觀圖 | |||||
相關(guān)型號主題詞 | 標(biāo)準(zhǔn)型影像分析系統(tǒng) | 專業(yè)型影像分析系統(tǒng) | |||
硬件配置及指標(biāo) | 樣品臺控制 | 水平X移動 | 手動* 行程:100mm 精度:0.1mm 可升級至大300mm行程 | 自動* 行程:100mm 精度:0.01mm 可升級為大300mm行程 | |
水平Y移動 | |||||
上下Z移動 | 手動 50mm 精度:0.01mm | 手動 50mm 精度:0.01mm | |||
樣品臺旋轉(zhuǎn) | 鏡頭與樣品臺同時旋轉(zhuǎn) 手動* 用于測試前進(jìn)/后退角/滾動角 | 鏡頭與樣品臺同時旋轉(zhuǎn) 自動* 用于測試前進(jìn)/后退角/滾動角 | |||
| 可選購內(nèi)部旋轉(zhuǎn)滾動臺 | ||||
水平調(diào)整 | 手動千分頭控制微調(diào)鈕控制樣品臺水平、整機(jī)水平調(diào)整、鏡頭水平調(diào)整 | ||||
樣品臺 | 100*100mm | 100*100mm | |||
可放置大樣品 | 300(W)*∞(L)*50(H)mm | 300(W)*∞(L)*50(H)mm | |||
其他控制 | 針管XY移動 | 行程:12.5mm 精度:0.01mm 焦距以及液滴位置控制 | |||
進(jìn)液控制Z:移液 | 自動 行程:12.5mm 精度:0.01mm | 自動 行程:12.5 精度:0.01mm | |||
鏡頭水平控制 | 一維俯仰調(diào)整 帶鎖死功能 | ||||
配件 | 選購配件: 各種環(huán)境腔體(溫度、壓力、濕度等);專業(yè)纖維夾具、專業(yè)薄膜、植物葉片夾具等等,可用于分析纖維或表面不平整樣品的接觸角值。 | ||||
進(jìn)樣器 | 型號 | 自動* | 自動* | ||
標(biāo)配精度 | 0.01mm 20nL(0.02uL) | 0.01mm 20nL(0.02uL) | |||
移液方式 | 自動控制移液操作 | 自動控制移液操作 | |||
針頭 | 專業(yè)可替換針頭進(jìn)樣針管,包括0.5mm標(biāo)準(zhǔn)針頭、0.9mm粗針頭以及用以測試超疏水材料或膠水對固體材料的接觸角值的0.23-0.3mm不銹鋼細(xì)針頭、聚四氟乙烯針頭等 | ||||
成像系統(tǒng) | 鏡頭 | 工業(yè)連續(xù)放大鏡頭(6.5:1 Zoom Lens);0.35-4.5X 有效像素:35 -450 pixel/mm;圖像失真率(Optical distortion):0.01%;視野范圍(FOV):0.80*1.07-10.14*13.52;NA值:0.03-0.085(4.5X); | |||
攝像機(jī) | 工業(yè)級黑白USB2.0攝像機(jī); 分辨率:752*480(標(biāo)準(zhǔn)視頻WVGA格式);(可選130萬像素、300萬像素、500萬像素或更高清的攝像機(jī));圖像速度:87-340幀/秒;(可選100幀/秒、300幀/秒、1000幀/秒或更高);標(biāo)準(zhǔn)制式圖片格式轉(zhuǎn)換,無圖像變形;紫外濾鏡(UV) | ||||
光源系統(tǒng) | 可調(diào)亮度單色冷光LED輪廓背景光源,接觸角圖像邊緣更清晰 | ||||
軟件系統(tǒng) | SM01:接觸角測試模塊(ADSA-SD) | 5種測試液滴狀態(tài) | 懸滴法(Pendant Drop)、停滴法(Sessile Drop)(2/3態(tài))、氣泡虜獲法(Captive Drop)、插板法、振蕩滴法(oscillating drop)等 | ||
7種接觸角計算方法 | θ/2 法、圓擬合法、橢圓擬合法、真實(shí)液滴法合、曲線尺法(切線法)、Spline插值曲線擬合法、Young-Laplace方程擬合法等 | ||||
接觸角數(shù)據(jù)取得方式:全自動測值和人工修改相結(jié)合。按“測試”,軟件自動完成拍照-查找敏感點(diǎn)-計算接觸角值-顯示計算結(jié)果,整個過程無須人工干預(yù),以降低人為因素影響 | |||||
接觸角量測技術(shù):數(shù)學(xué)模型擬合與真實(shí)液滴外廓實(shí)際量測相結(jié)合,解決非對稱圖像測值問題 | |||||
自動曲面修正:上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正; | |||||
自動水平線(基線base line)查找技術(shù) | |||||
動/靜態(tài)接觸角測試,可測試前進(jìn)/后退角/傾斜角和滾動角值、平衡接觸角、熱力學(xué)本征接觸角值 | |||||
拍攝圖像方法:單張或25幀/秒連續(xù)拍攝 更高速度需選購相應(yīng)速度相機(jī)如60幀、100幀、1000幀速度的相機(jī) | |||||
雙軟件觸發(fā)技術(shù),可用于測試粉體、紙張以及其他吸水性材料分析時的時間點(diǎn)接觸角取得,也可用于小接觸角測值全過程拍 | |||||
左右接觸角值分別計算與比較功能,軟件自動求取平均接觸角 | |||||
自動生成曲線圖,可實(shí)時觀測接觸角的變化情況 | |||||
數(shù)據(jù)庫管理功能:數(shù)據(jù)與圖像一一對應(yīng),備份、壓縮、導(dǎo)出EXCEL表格,測值以及曲線擬合結(jié)果均可保存到導(dǎo)出的圖片上,直觀明了。 | |||||
視頻錄相功能:錄制AVI格式影視圖像,可用于PPT文件制作。 | |||||
自動液滴量、粘附功、一液法表面自由能分析功能,可用于測試薄膜表面張力值,可替代達(dá)因筆的測試功能 | |||||
SM02:懸滴法界面張力測試模塊(ADSA-PD) | 真實(shí)液滴法(RealDrop™)法Young-Laplace擬合技術(shù)分析液-氣及液-液界面張力值 | ||||
基于Young-laplace方程擬合技術(shù)的阿莎(ADSA)表面張力/界面張力測試模塊 | |||||
擁有Bashford-Adams(BA)表法以及ADSA-PD兩種分析方法 | |||||
自動實(shí)時圖像懸滴法界面張力值 | |||||
SM03:表面自由能及潤濕性分析模塊(SFE&WBA ) | 12種表面自由能估算模型,包括: Equation of State ( Neumann et al. )、Good-Girifalco、Owen-Wendt-Rabel、Simple Fowkes、Extended Fowkes、WU法1-2、Schultz法1-2、Acid-base(Van OSS & Good)、Jhu、Zizman臨界表面張力法等共12種表面自由能估算方法,不但能分析低能固體表面,也能分析高能固體表面,以及他們的分布(色散力、極性力、氫鍵值、路易斯酸堿等) | ||||
潤濕包絡(luò)圖/可潤濕性分析(Wetting Behavior Analysis / wetting envelopes) | |||||
300種液體、800個數(shù)據(jù)的液體庫 | |||||
通用性指標(biāo) | 接觸角測試范圍 | 0°<θ<180° | |||
讀值分辨率 | 0.01° | ||||
測試精度 | ±1° (θ/2 法) ±0.1°圓擬合法(Circle Fitting) | ||||
界面張力測試范圍 | 0.001-2000mN/m | ||||
界面張力測試分辨率 | 0.001mN/m | ||||
界面張力測試方法 | Bashford-Adams(BA)表(select plane)、Young-laplace擬合技術(shù)(第四代) | ||||
主機(jī)尺寸及重量 | 350Wx700Lx600Hmm 23-30kg | ||||
電源 | AC100~240V 50/60HZ | ||||