Optiset kosketuskulman mittauslaitteet voivat tallentaa pisarakuvia ja analysoida automaattisesti pisaroiden muotoa. Pisaran muoto on nesteen pintajännityksen, painovoiman sekä eri nestenäytteiden ja ympäristön väliaineen välisten tiheys- ja kosteuserojen funktio.
Kiinteillä pinnoilla pisaran muoto ja kosketuskulma riippuvat myös kiinteän aineen ominaisuuksista (kuten pinnan vapaasta energiasta ja morfologiasta). Saadut kuvat analysoitiin pisaraprofiilin sovitusmenetelmällä kosketuskulman ja pintajännityksen määrittämiseksi. Materiaalin pintavapaa energia voidaan laskea tekemällä kosketuskulmamittauksia käyttämällä useita nesteitä, joiden pintajännitys tunnetaan.
Kuva-analyysimenetelmän kosketuskulmatestaajan periaate
Kuva-analyysimenetelmä on yksinkertainen menetelmä nesteen ja kiinteän pinnan välisen kosketuskulman mittaamiseen tai laskemiseen pudottamalla vaaditun tilavuuden täyttävä nestepisara kiinteälle pinnalle kuva-analyysitekniikan avulla. Kuva-analyysimenetelmän välineenä sen peruskomponentit eivät ole Valonlähteen, näytevaiheen, linssin, kuvanhankintajärjestelmän ja näytteenottojärjestelmän kulman lisäksi.
Kosketuskulman laskentamenetelmä perustuu yleensä tiettyyn matemaattiseen malliin, esim. pisara voidaan katsoa pallon tai kartion osaksi, jonka jälkeen kosketuskulman arvo lasketaan mittaamalla tiettyjä parametreja, kuten leveys/korkeus. tai suoraan sovittamalla. Young-Laplace-yhtälö kuvaa suljetun rajapinnan sisäisen ja ulkoisen paine-eron, rajapinnan kaarevuuden ja rajapinnan jännityksen välistä suhdetta, ja sitä voidaan käyttää kuvaamaan tarkasti akselisymmetrisen pisaran ääriviivaa sen kosketuksen laskemiseksi. kulma.
Laitteen peruskokoonpano: valonlähde, näyteaste, linssi, kuvanottojärjestelmä, näytteen injektiojärjestelmä.
Kahden levyn menetelmän kosketuskulmatestin periaate
Kun kiinteä levy työnnetään nesteeseen, vain kun levyn pinnan ja nesteen välinen kulma on täsmälleen kosketuskulma, nestepinta ulottuu suoraan kolmifaasiliitokseen ilman taipumista. Muuten nestepinta taipuu. Siksi levyn sisäänviennin muuttaminen Kulma on niin kauan, kunnes nestepinnan kolmivaiheisen liitoskohdan lähellä ei ole taipumista. Tällä hetkellä levyn pinnan ja nestepinnan välinen kulma on kosketuskulma.
Tensiometrinen kosketuskulmatesteri
Tätä menetelmää kutsutaan joskus Wilhelmy-levymenetelmäksi kosketuskulman mittaamiseksi, ja sen erityinen periaate on seuraava: kiinteä näytelevy upotetaan testinesteeseen. Nesteen pintajännityksen ja kiinteän aineen pintavapaan energian vuoksi punnituskenno havaitsee A-vedon alasvetovoiman F (kostutusvoima)
Nelikierrosmittausmenetelmän kosketuskulmatesteri
Kosketuskulmatesteriä käytetään pääasiassa jauheen kosketuskulman mittaamiseen. Tämän kosketuskulmatestin perusperiaate on, että jauheen sisältävässä putkessa olevien kiinteiden hiukkasten välinen rako vastaa kapillaarikimppua. Kapillaarivaikutus tekee jauheesta kostuvan. Kiinteän jauheen pinnalla oleva neste tunkeutuu jauhekolonniin. Koska kapillaarivaikutus riippuu nesteen pintajännityksestä ja kosketuskulmasta kiinteään aineen kanssa, tunnetun pintajännityksen omaavan nesteen läpäisevyyden mittaaminen jauhekolonnissa voi tarjota nesteen kosketuksen jauheen kulmatietoon.