Máy đo góc tiếp xúc cấp nghiên cứu khoa học là thiết bị quan trọng để nghiên cứu độ ẩm bề mặt vật liệu, độ căng giao diện và hoạt động hóa học, nhưng có thể gặp nhiều vấn đề kỹ thuật trong các ứng dụng thực tế. Dưới đây là các vấn đề thường gặp và các giải pháp nhắm mục tiêu của họ:

I. Độ lệch dữ liệu do lỗi nhận dạng hình ảnh của máy đo góc tiếp xúc cấp nghiên cứu khoa học

1. Hiện tượng

Sự phù hợp không chính xác của đường viền giọt (chẳng hạn như sự thất bại hợp pháp của hình elip), đánh giá đường cơ sở sai dẫn đến biến động lớn hoặc sai lệch đáng kể so với giá trị lý thuyết trong việc đọc góc tiếp xúc.

2 Phân tích nguyên nhân

Độ nhám bề mặt mẫu quá cao hoặc sự hiện diện của nhiễu cấu trúc vi mô;

Độ sáng không đủ/quá mức gây mờ cạnh;

Ô nhiễm ống kính ảnh hưởng đến hình ảnh rõ nét;

Các thuật toán phần mềm không phù hợp với các giọt có hình dạng đặc biệt (chẳng hạn như các giọt không đối xứng).

3. Giải pháp

Tối ưu hóa điều kiện hình ảnh

Làm sạch mục tiêu và điều chỉnh độ dài tiêu cự đến mặt phẳng trung tâm của giọt;

Tăng cường độ tương phản với nguồn sáng khuếch tán+chế độ bù đèn nền;

Sử dụng tầm nhìn bên để hỗ trợ xác định vị trí các điểm tiếp xúc thực trên các mẫu xốp/sợi.

Sửa đường cơ sở bằng tay

Thiết lập một đường cơ sở ngang nhân tạo trong phần mềm để thay thế cho phát hiện tự động, đặc biệt thích hợp cho các mẫu bề mặt hoặc bề mặt nghiêng.

Kiểm tra chéo đa phương pháp

Kết hợp với kết quả so sánh hợp pháp và hợp pháp của phương trình Young-Laplace, mô hình có phần dư nhỏ nhất được ưu tiên.

Thứ hai, nghiên cứu khoa học cấp độ tiếp xúc góc đo các yếu tố môi trường can thiệp vào sự ổn định thí nghiệm

1. Hiện tượng

Cùng một lô dữ liệu thí nghiệm lặp lại lớn (CV>5%) và thay đổi theo thời gian.

2 Phân tích nguyên nhân

Thay đổi tốc độ bay hơi của chất lỏng do biến động nhiệt độ và độ ẩm (chẳng hạn như nước bay hơi nhanh trong không khí khô);

Sự xáo trộn luồng không khí làm gián đoạn sự cân bằng tĩnh của giọt;

Rung động gây ra sự dịch chuyển vi mô của bàn mẫu ảnh hưởng đến góc nhìn quan sát.

3. Giải pháp

Thiết lập thân tàu nhiệt độ và độ ẩm.

Đặt dụng cụ bên trong nắp acrylic kín, chuyển không khí qua nitơ và kiểm soát RH ≤ ± 2%, với mô-đun điều khiển nhiệt độ chính xác (độ chính xác ± 0,1 ℃).

Cơ chế chụp nhanh

Đặt chế độ chụp liên tục hẹn giờ (khuyến nghị 1 khung hình mỗi giây) và chọn hình ảnh rõ ràng đầu tiên sau khi giọt hoàn thành để phân tích.

Điều trị cách ly rung

Trang bị thêm nền tảng giảm xóc khí động học hoặc đệm cao su bọt cách ly nguồn chấn động bên ngoài.

III. Nghiên cứu khoa học cấp độ tiếp xúc góc đo quá trình động khó kiểm soát chính xác

1. Hiện tượng

Khi tiến hành kiểm tra góc tiến/lùi, tốc độ dòng chảy không ổn định của bơm tiêm dẫn đến sự thay đổi thể tích giọt phi tuyến tính; Hệ thống chất hoạt động bề mặt xuất hiện hiệu ứng khuếch tán.

2 Phân tích nguyên nhân

Quá nhiều bước của động cơ bước gây ra xung loại ra chất lỏng;

Bề mặt ưa nước tăng tốc độ lan truyền chất lỏng do mao dẫn;

Sự bay hơi của dung môi hữu cơ tạo ra trường gradient nồng độ.

3. Giải pháp

Gradient Microfeed

Bơm dịch chuyển kích thước nano được điều khiển bằng gốm áp điện, phối hợp với đồng hồ đo lưu lượng khối để phản hồi dòng chảy thực tế trong thời gian thực.

Phương pháp cân bằng ngược

Trước tiên hình thành giọt dịch dạng thấu kính lồi quá mức rồi chậm rãi rút lại kim tiêm, lợi dụng sức căng bề mặt tự nhiên co rút lại để đạt được góc lùi ổn định.

Bảo vệ khí trơ

Đối với các hệ thống dễ bay hơi (chẳng hạn như dung dịch chloroform), argon được nạp vào thùng mẫu để duy trì áp suất hơi bão hòa.