接觸角測量儀OCA操作手冊范本.docx

1、OperatinXIG4操作手冊DataPhysics OCAVersion 1.4, EnglishFirmware-version from 1.11.Software-version from 1.2Release: November 1999All Rights, also of translation reserved.No part of this document may be reproduced in any fom> (print, photocopy, micrufilm or any other process) or be processed, multipli

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3、g manual.We resenr the right to make changes to the content of this operating manual without prior announcement.The use of names, trade names, merchandise descriptions and such in this operating manual does not justify the assumption that such names may simply be used by anyone; often we are concern

4、ed with legally protected registered trademark、even if they arc not marked as such.Text, graphics and layout Gerhard 地 aierPrinted in GermanyQ Copyright 2022 by DataPhysics Instruments GmbH, Filderstadt® 4，*自¥卜¥瓠is a registered trademark of DataPhysics Instruments (nnbll. Filderstadt&

5、#174; IBM and IBM-PC are registered trademarks of International Business Machine Corporation® Microsoft and Windows are registered trademarks of Microsoft CorporationDataPhysics Instalment GmbHRaifTeisenstra 34D-70794 Filderstadt phone +49 (0)711 -770556-0 fax +49 (0)711-770556-99email infbdata

6、physics.de 目1. 前言1.1遵守條約1.2 平安警告詳細平安提示2. 概要描述2.1關(guān)于本手冊2.2 應(yīng)用0CA系列的裝置2.3 測試方法和結(jié)果三個手輪可以在X、Y、Z方向調(diào)整樣品臺的位置。XRhFig. 14: Controls of the zoom lens13: Controls tor needle positioning with lhe single and multiple dosing unit4.2.2注射針的位置 一共有三種計量單元：單一計量單元，直接計量單元和多計量單元。支架可以通過兩個精 細調(diào)節(jié)旋扭在光軸的水平和垂直方向進展調(diào)整，針架在X軸方向不能移動。針

7、架在垂直方向可以做快速調(diào)整（直接計量單元沒有快速調(diào)節(jié)旋扭）。它可以和溫度控制 單元聯(lián)合使用以調(diào)整測量的準(zhǔn)確位置，在適宜的測試溫度時快速進展測試。4.2.3光源的調(diào)整通過光源后部的旋扭可以調(diào)節(jié)光源的強弱。為得到非常清晰的液滴圖象，需要調(diào)整圖象在屏幕上的滿屏比例。如果沒有辨識到液滴的 外型，軟件不能檢測到接觸角。所以“三相點”的亮度識別對儀器測試結(jié)果的影響非常重 要。4.2.4 CCD鏡頭的調(diào)整控制攝像頭的調(diào)整有三個旋扭：水平-傾斜轉(zhuǎn)輪、焦距扭、 精調(diào)旋扭。5測量在測量前，需要做如下的準(zhǔn)備工作:將樣品置于樣品臺上只適用于座滴法）準(zhǔn)備并安裝好所有的注射器、計量管及需要的測試液樣品臺和注射針的位置光源

8、的調(diào)整啟動圖象辨識系統(tǒng)5.1獨立測試方法本章中描述的所有程序與測試方法之間完全獨立。與程序關(guān)聯(lián)的測試方法將在其它章節(jié)中特別加以說明。Fig. 15: Controls of ES尸防止有氣泡混入計量單元中使用電動計量單元的程序如下:A鍵,下移注射器活塞的位置C鍵,將注射器小心推入固定器中B鍵,上移活塞位置，直到針頭處出現(xiàn)液滴為止D鍵,用固定器固定注射器的活塞STOP不要將固定器的螺釘旋入過緊，否那么會擠碎注射器STOP注意針尖不能觸及固體樣品5.2手動測量(OCA5/10)5.2.1切線法5.2.2 SCA 10,外表自由能的計算在SCA10軟件中可以進展固體外表自由能的計算。選擇表格中提供的

9、測試方法或相應(yīng)的 圖標(biāo)。所給定的應(yīng)用范圍和范例只作為一般規(guī)那么。計算方法所提供的信息所需液體數(shù)應(yīng)用Zisman臨界外表張力2非極性固體PE、PTFE、石蠟Fowkes外表能的色散局部1非極性系統(tǒng)PE、PTFE、石蠟OWRK(Owens-Wend t-Rabcl and Kaclblc)外表自由能的色散 局部和極性局部2般聚合物、鋁、涂 層、清漆Extended Fowkes外表自由能的色散 局部、極性局部以及 氫鍵力的分布3外表特性的特殊 問題聚合物、乳液Wu (Harmonic Mean)外表自由能的色散 力和極性力的分布2 (至少一種 極性液體)低能系統(tǒng)有機溶液、聚合 物、有機染料酸堿理論

10、色散力，酸度3外表特性的特殊 問題生物系統(tǒng)狀態(tài)平衡理論外表自由能1一般聚合物、鋁、涂 層、清漆Schultz 1 (Polar DropPhase)外表自由能中色散 力和極性力的分布2高能系統(tǒng)金屬、玻璃Schultz 2 (Polar BulkPhase)外表自由能中色散 力和極性力的分布2高能系統(tǒng)聚合物、鋁、涂 層、清漆使用瀏覽點擊可以選擇液體數(shù)據(jù)資料在選擇框中選擇測量接觸角的液體，如果找不到適合的液體，也可以選擇外表張力參數(shù)的 種類。云測試液體種類的選取主要依賴所選擇的測試方法。只有當(dāng)所有分析方法的參數(shù)都時 才可以確定液體，也只有當(dāng)這些液體能在結(jié)果窗口中隨同所有的參數(shù)一起轉(zhuǎn)換。5.3用軟件

11、進展測量Fig. 16: Tabbed dialog Preferences 本章將詳細描述如何使用SCA2x軟件進展光學(xué)視頻接觸角的測量。5.3.1軟件的選擇在開場測試前首先在選擇框所提供的測試方法中選取一種。在對話框中的裝置控制一欄，一定要選擇與OCA連接的系列端口。在選擇的端口有效之前，要關(guān)閉SCA20并重新啟動。也可以選擇OCA的溫度讀數(shù)窗口。默認設(shè)置為C0M1和T1。圖象窗口的設(shè)置：在對話窗口中，選擇液滴圖象的計算線。0選取的液滴輪廓線顯示用紅色濾過的液滴外型線顯示用綠色 結(jié)果的計算值（例如接觸角）在蘭色背景上用黃色表示0座滴法三相點處的切線用紅線表示在圖象尺寸選擇之后通常選擇自動尺

12、寸窗口。對話框中液滴類型的選擇設(shè)置：在對話框中設(shè)置測量液滴種類 時，可以選擇七種液滴類型中的任何一種。該步可以在計算之 前進展右擊鼠標(biāo)然后點擊Drop type鍵），但如果您使用動態(tài) 跟蹤功能，就必須預(yù)先設(shè)置液滴類型。默認設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)SD法 座滴法）。在選擇計算方法時可以選默認計算步驟。 在計算之前，首先進展校準(zhǔn)適用于懸滴法）。校準(zhǔn)圖象的 步驟也可以自動進展。如果沒有找到結(jié)果窗口，默認參考 數(shù)值將被自動設(shè)定。0 自動檢測基線（只適用于座滴法）：只有當(dāng)軟件不能自動檢 測處基線時，該方法將無效。此時工具欄內(nèi)的圖標(biāo)按鍵將Set Mesuhng Drop Type |Pendant Drops (FD)

13、.Caculation Options | Loploce-Young FiWng Parameters |I Default calculation stepsF CoJibroie before Perlorming CoJculotion (for FOs only)P Deled subsvaie line auiomatical»y(tor SDs only)P Exiract Prolilo if not yei doneP Add Result to the active Result WindowFig. 18: Tabbed dialog Calculation O

14、ptions有優(yōu)先權(quán)。0沒有選取輪廓線 添加計算結(jié)果于當(dāng)前結(jié)果顯示窗口，復(fù)制計算結(jié)果（例如接觸角、外表及界面張力、液滴體積等）選擇默認計算方法：由于懸滴法一般使用Laplace-Young方程，所以默認計算方法只適用于坐滴法。座滴法也可以選擇Circle-,Ellipse-,Laplacc-Young或Tangent Leaning等方法。Laplace-Young法：在對話框中，您可以選擇一些特別的參數(shù)。0 光滑輪廓線 在軟件進展計算之前，該功能可以自動修正 Fig. 19: Extracted and smoothed profile 不規(guī)那么的外型輪廓線。 斜度校正由于安裝的攝象機位置可

15、能存在偏差，該功能可以調(diào)整斜度，但如果由于針頭的彎曲，那么該功能沒有效果。0平衡輪廓線口 J以做出對稱的外型線，忽略液滴兩側(cè)的差異。0 AR-優(yōu)化該功能可以調(diào)整圖象外型比例，但由于開啟該功能后，每個畫面將需要兒秒針時間，所以不是必須的情況下一般不要選取。0 快速-優(yōu)化如果沒有檢測計算程序，也沒有確定使用的液滴外型，那么需選取該功能。Fig. 20: Tabbed dialog Image Processing Setting 圖象設(shè)置在選取圖象邊緣的對話框中選擇開場，定義相鄰相素的比照度，確保能夠檢測出圖象的邊緣。白色=255,黑色=0）電影控制一攝相參數(shù)在對話框中設(shè)置攝像儀格Fig. 21:

16、 Tabbed dialog Movie Control Camera Parameters式，OCA15和OCA20型號的儀器要選擇CCIR-Standard,垂直掃描頻率可自動設(shè)定。電影控制一記錄在對話框中可以選擇攝影參數(shù)。Fig. 22: Tabbed dialog Movie Control Recording 定義每秒記錄影象數(shù) 記錄時間范圍：可以選擇停頓，也可以預(yù)先設(shè)定停頓時間秒數(shù)或圖片數(shù)） 當(dāng)前允許的保存空間：顯示可用空間大小RAM） 限制最大成像速度是否選擇在記錄過程中壓縮圖象：該功能需要您的計算機速度很快，在拍攝過程中保 存壓縮圖象，使您得到總的圖象數(shù)量更多。電影控制一觸發(fā)控

17、制在對話框中設(shè)置如何啟動攝相功能。電影控制一播放設(shè)置播放參數(shù)。0選擇循環(huán)播放后可以得到連續(xù)的圖象。也可以預(yù)設(shè)使用默認計算方法，在播放過程中自動進展計算。播放 過程中計算的開場和完畢通過墮鍵控制。電影控制一Trigger可以設(shè)定開場記錄時如何引發(fā)。結(jié)果窗口一 般選項 通常可以選取普通結(jié)果，并選擇圖象保存多長時間就自動保存。P Auto backup every: |5 -j minutes在結(jié)果窗口也可以定義液滴時間的時間格式。結(jié)果窗口一顯示條目選擇最終在結(jié)果設(shè)置窗口中需要顯示的條目。結(jié)果窗口一輸出條目選擇最終從結(jié)果窗口中輸出的條FI。數(shù)據(jù)將被以ASCII格式保存。計量單元一定義注射器主要用來控

18、制注射裝置。Fig. 23: Tabbed dialog Movie Control Recording在對話框中己存Dataphysics標(biāo)準(zhǔn)配置中的各種注射單元，您也可以根據(jù)自己的實際情況設(shè)置注射單元的數(shù)據(jù)。如需要增加注射單元，您必須定義：名稱-種類體積注射器長度Fig. 24: Tabbed dialog Frame Grabber-Setup with standard frame grabt內(nèi)部面積*內(nèi)徑-開場和完畢的點5.3.2取線框的設(shè)置對于標(biāo)準(zhǔn)取線框和高速取線框本對話框用來設(shè)置比照和Fig. 25: Tabbed dialog Frame Grabber-Setup with

19、high-speed frame en 亮度。適宜的設(shè)置數(shù)值依賴于環(huán)境亮度、反射、樣品的外型 和尺寸等因素，您可以自己設(shè)定，軟件自動設(shè)定的默認值為： 比照度=128亮度=2005.3.3設(shè)置重力加速度引起的外型變化比例為計算出正確的接觸角值、外表及界面張力，必須考慮其它因素引起的外型變化輸入緯 度和海拔高度）。在對話框中點擊C-Info,設(shè)置所需參數(shù)。重力加速度g輸入數(shù)值或點擊Look up鍵，通過輸入的緯度值進展計算。5.3.4動態(tài)記錄功能Fig. 26: Tabbcxl dialog Dynamic Tracking Setting有了此項功能，可以自動測量預(yù)先設(shè)置好的時間段的接觸角。進展

20、計算點擊計算按鍵開/關(guān)計算類型己經(jīng)預(yù)設(shè)）結(jié)果收集收集所有結(jié)果窗口中的計算數(shù)值重新設(shè)置液滴Fig. 27: Tabbed dialog Advanced Timing時間選擇 每秒鐘最多圖片數(shù)量取決于使用的取線框和計算機的速度使用恒定時間設(shè)置 定義每秒鐘或每分鐘固定的圖片數(shù)您可以通過開場或停頓鍵L=b啟動或終止動態(tài)記錄功能5.3.5電影功能保存圖片的速度比圖片分析速度快很多，電影功能可以使您觀察 Fg- 28： Icons for movie ft.nc.ion圖象的連續(xù)變化。由計算機預(yù)先設(shè)定記錄圖象的最長時間假設(shè)計算機配置64兆內(nèi)存，至少可以記錄10秒鐘的圖象）電影功能的另一個重要應(yīng)用是在基線

21、檢測不到時的動態(tài)測量比方傾斜的基線），可以記 錄整個的測量過程，并選取感性趣的圖片單獨進展分析。如果這些測量延續(xù)的時間過長， 也可以預(yù)先另外的模式進展保存。使用SCA20的電影播放功能，應(yīng)遵從以下程序：-點擊攝相功能向-在程序?qū)υ捒蝽敹说淖髠?cè)，可以看到一列近似錄象機或錄音機的按扭- 要開場記錄圖象，點擊紅色的R鍵R到達預(yù)定的停頓時間，記錄可以自動停頓-停頓影象序列的記錄拍攝，點擊e播放記錄圖片，點擊綠色的三角鍵-倒退播放前面的圖象-終止播放-瀏覽單一圖片，點擊前進亟倒退-翻開結(jié)果收集窗口，選擇默認計算結(jié)果模式，即可演示自動評價整個測量過程。-在播放過程中要開場或終止，點擊鍵，-在進展默認模式計

22、算前，必須確認默認格式的正確選取包括液滴類型，計算方法等）暫停II實際圖片時間歸零-改變默認值，點擊EI鍵5.3.6坐滴法在本章中主要描述平衡狀態(tài)下和動態(tài)接觸角的測量坐滴法是一種測量接觸角的根本方法，坐滴被另一側(cè)的光源照射后被攝像、觀察。SCA20 軟件可以定義4種不同的測量方法。 環(huán)法速度快但相比擬而言精度稍差）三相點做切線，Tan值-橢圓法快速通用法）Context menu Drop FormContext menu Drop Form YoungLaplace法速度慢但最準(zhǔn)確）如果您有足夠的實驗時間，請選用最準(zhǔn)確的Young一Laplace 法。在做好5.1章中詳細描述的所有準(zhǔn)備工作后

23、，首先需要選擇29 :29 :Genets SyUtm | M IHo | CWo | R2* |Drop Type |Z1System Pha<E DwuiM (g/crrJDwp |Q 每2SuxouMhg j。0013Fig. 30: System register in Result window根底液滴形式。右擊鼠標(biāo)，點擊液滴類型，然后用鼠標(biāo)左鍵 確定所選取的液滴方法。放置樣品 在將樣品置于樣品臺上之前，先降低樣品臺， 升起針架，如果您需要測試空氣中樣品的接觸角，請將固體 樣品直接放置于樣品臺上，如果您要使用斜板附件，那么必 須固定住樣品例如使用磁性片）器I在:使用我們推薦的電

24、動注射單元時，注射單元的設(shè)置。首先選擇與您現(xiàn)在做使用的計量針相應(yīng)的注射單元，然后調(diào)整注射體積推薦使用5PmL) oFig. 31; Good image ofa sessile drop調(diào)整液滴圖象第一步，調(diào)節(jié)焦距使注射針的圖象清晰，通過調(diào)節(jié)注射針位置的微調(diào)旋扭將針的位置移到視野范圍的中央，再通過內(nèi)部的聚焦微調(diào)旋扭聚焦。 注射-滴液體于固體外表上，調(diào)節(jié)液滴的放大率直到可視范圍中約2/3大小。如果液滴在樣品外表的反射圖象不夠清晰，不能檢測出基線，就需要做以卜.額外的調(diào)整： 一傾斜鏡頭一調(diào)節(jié)亮度重新調(diào)整液滴圖象的焦距劍如果有效果清晰的圖片，可以通過該功能做臨時拍攝。但對于該圖片，仍需要做振動 或風(fēng)

25、力等因素的修正。金選取基線在多數(shù)情況下，基線均可以被自動檢測。如果沒有調(diào)整鏡頭的斜度、亮度和焦距，那么需要手動選取基線?；€不必完全水平?；貦z測液滴的外型輪廓通過液滴圖片上的黑白比照，自動識別液滴的外型輪廓匡接觸角的計算按照預(yù)先設(shè)置計算接觸角|l-y|外表能的計算依據(jù)揚氏方程計算外表能通過鍵，上述的三步可以自動進展。但軟件的設(shè)置應(yīng)該預(yù)先完成。進展靜態(tài)接觸角的重復(fù)測量，請注意以下影響因素:測試液體的性質(zhì)外表的預(yù)處理時間 注射速度溫度液滴大小體積 液滴的環(huán)境濃度 蒸發(fā)作用重力因素吸附和吸收外表的性質(zhì)外表的局部溶解的在進展測試時，液滴要盡可能的小，因為小液滴更接近理想球體。5.3.7懸滴法本章將詳細

26、描述懸滴法的測試方法。Fig. 32: Context menu Drop Form懸滴法是測量外表及界面張力的常用的方法。要測試界面張力，需要玻璃樣品池。一滴測 試液在針頭處，它的周圍是空氣或其它低濃度的液體介質(zhì)。否那么您必須備有特殊的針頭 例如SNS052/026）。液滴的外型取決于兩種因素，一種是拉伸作用的重力，另一種為收 縮作用的液體的張力，張力可以使液滴更接近于球體從而減少外表，降低外表能。液體輪 廓的特征描述，能用揚氏方程，通過數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確的加以計算，所以，液滴的外型一旦確 定，它的外表張力就能被計算出來。除做好座滴法測試所需要的準(zhǔn)備以外，還需要以下程序：用SCA20軟件檢測液滴的

27、外型輪廓，液滴越大，效果越好。由于液滴越大，重力的影響 因素就越明顯。液滴在外型上寬度比高度小，所以將攝相頭旋轉(zhuǎn)90度，在屏幕上液滴圖 象將變成水平方向。通過SCA20/22,可以由液滴的外型輪廓計算除外表和界面張力，下面就簡要介紹如何使 用SCA20/22軟件。首先，您必須選擇液滴根本類型。通過鼠標(biāo)右鍵可以點擊出液滴類型窗口，然后用左鍵確 定您選用的類型。用數(shù)學(xué)方法計算分析液滴外型，重力因素必須考慮在內(nèi)。液體和周圍介質(zhì)的密度作為計算 參數(shù)應(yīng)為。在結(jié)果窗口的系統(tǒng)信息中，首先確定這些參數(shù)，如果在液體數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存在, 那么會被自動選出。Fig. 33: System register in Re

28、sult window另外，液滴的體積也應(yīng)該為數(shù)值。在結(jié)果窗口的信息窗LI中，要注射針的型號。cwl液體分配如果您使用的是手動注射單元，請盡可能使用大的液滴。如果您使用的是我們推薦的電動注射單元，那么能在分配窗I中調(diào)整液體的分配。首先選擇勺當(dāng)前使用的注射針對應(yīng)的注射單兀。fig. 34: Good image of a pendant drop調(diào)整液滴圖象首先聚焦在注射針使圖象清晰，通過精調(diào)旋扭將注 射針移到屏幕的中央。通過內(nèi)置調(diào)節(jié)旋扭調(diào)整焦距。注射一滴液體，但注意不要滴下，調(diào) 節(jié)圖象大小，使其占屏幕的2/3面積。如果您看到適宜的圖象，點擊劍鍵記錄。通過靜止的圖片，進展消除振動和風(fēng)力因素誤 差

29、的影響。目注射針的縮放比例設(shè)置注射針的邊界，在開場計算外表能時圖象的縮放將自動計算。習(xí)檢測液滴的外型輪廓|l-y|計算外表張力5.3.8薄片法通過囹鍵，以上的三步可以自動完成。Fig. 35: Lamella at different contact angles 0由Dataphysics公司開發(fā)的薄片法，是一種測量高粘度物質(zhì)外表張力的新方法，尤其適合 對聚合物、熔融的金屬或?qū)毫γ舾械膹椥晕镔|(zhì)進展測量。經(jīng)典的方法通過張力儀對樣品進展測試，一般的操作溫度小于100度。懸滴法可以通過溫 度控制單元的選取，同時采用耐熱的注射針，可以滿足高溫條件下的操作。吊片法和懸滴法的原理根本樣，也是基于外表張

30、力和重力之間的平衡。如果將測試片插 入液體中，在其外表將形成一層液膜，如果吊片的周線和重力因素均為，那么可以依據(jù)公 式計算出外表張力。Fig. 36: Filled sample vessel with spherical test piece軟件SCA20/23可以控制用吊片法測試外表張力，下面將簡要介 紹如何使用SCA20/23操作軟件。將液體樣品裝入樣品池中，樣品的外表應(yīng)該潤濕容器的外表，并 盡可能的保持水平。降低樣品臺。如果您使用了溫度控制單元, 翻開蓋子，放入樣品池。圖象的調(diào)整：通過微調(diào)旋扭將將測試片先移到視野的左側(cè)，調(diào)節(jié) 圖象的大小至屏幕的1/3大小、調(diào)節(jié)焦距。5.3.9外表自由能

31、的計算Fig. 37: Reduced reflection on the right flat part of the lamella 固體外表自由能的計算將在SE計算窗口中自動完成。翻開一個新文件一New/Open Window,選擇外表自由能的計算方法。計算方法所提供的信息所需液體數(shù)應(yīng)用Zisman臨界外表張力2非極性固體PE、PTFE、石蠟Fowkes外表能的色散局部1非極性系統(tǒng)PE、PTFE、石蠟OWRK(Owens-Wend 外表自由能的色散2一般聚合物、鋁、涂3.安裝及設(shè)置3.1 概述檢查清單和發(fā)貨單3.2 OCA的安裝3.3.1水平調(diào)節(jié)3.3.2計量針、計量單元的安裝3.3.3

32、標(biāo)準(zhǔn)樣品臺的安裝3.3.4注射單元的安裝3.3.5目鏡測角儀的安裝(OCA5/10)3.3.6電路連接3.4計算機的設(shè)置3.5軟件的安裝4.操作說明4.1操作概述4.2OCA的使用4.2.1樣品臺的固定4.2.2計雖針的安裝4.2.3燈的調(diào)整4.2.4圖像鏡頭的調(diào)整5.測量5.1測試程序和方法5.2測量手冊(OCA5/10)5.2.1 Tan 方法SCA10,外表自由能的計算5.3軟件的使用參數(shù)的選取5.3.1 取線框的設(shè)置動態(tài)跟蹤功能5.3.2 電影播放功能坐滴法Extended Fowkes外表自由能的色散 局部、極性局部以及 氫鍵力的分布3外表特性的特殊 問題聚合物、乳液Wu (Harm

33、onic Mean)外表自巾能的色散 力和極性力的分布2 （至少一種 極性液體）低能系統(tǒng)有機溶液、聚合 物、有機染料酸堿理論色散力，酸度3外表特性的特殊 問題生物系統(tǒng)狀態(tài)平衡理論外表自由能1一般聚合物、鋁、涂 層、清漆Schultz 1 (Polar DropPhase)外表自由能中色散 力和極性力的分布2高能系統(tǒng)金屬、玻璃Schultz 2 (Polar BulkPhase)外表自由能中色散 力和極性力的分布2高能系統(tǒng)聚合物、鋁、涂 層、清漆層、清漆Liquid. |Ethyiene glycolH2O 0% - Janc2ukSFT and its components mN/m:SFTf

34、lotef) |47 70 t |t-Rabel and Kaelble)局部和極性局部ContactAng!e* |340Liquid|SFTCFotal)| SFT(D)| SFT(P)|ca|13 Ethylene qMcoIH247.7026 4021300 Woter-(Strom etol728026 004680664Formomide - |Von .580039002.282609： add newDisp Pt |26.40tPolar Pt |21.30t -Surface Energy end its components mN/m :Disp Pl： |2978Pol

35、ar Pl: |1L42SE (total): |41.20 t£2swbseus.(3)SOY 0CalailateFa Hdp. aw® F1Fig. 5.2: Example of SE-Calculation window通過瀏覽按鍵，可以選擇液體根底數(shù)據(jù)。選擇所要測試的液體、接觸角、或參數(shù)類型，要求用戶輸入測得的接觸角數(shù)值，或從結(jié)果 窗口處轉(zhuǎn)移過來通過鼠標(biāo)右鍵移動）液體的選擇取決于您選取的分析方法。只有當(dāng)所有必要的參數(shù)都設(shè)置完成之后，液體才能被確定。這些液體液可以與所有必須的參數(shù)一起，從結(jié)果窗口轉(zhuǎn)移過來。 通過+鍵，您可以將液體的外表張力、接觸角等數(shù)值增加到液體表

36、格中。如果您在上表中 已經(jīng)添加了足夠的參數(shù)，就可以直接點擊計算鍵，進展外表自由能的計算。在外表自由能 計算完成后，您就可以得到一張相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。5.3.10液體根本參數(shù)液體數(shù)據(jù)庫是一個非常有用的工具，它能幫您獲得許多測試固體外表自由能時所使用液體的各種必要參數(shù)。點擊文件一新建窗口，翻開液體根底數(shù)據(jù)庫，在左側(cè)是您選擇的液體名稱，依據(jù)不同的測試方法，在右側(cè)顯示您需要的液體參數(shù)。對于所有的測試方法，此數(shù)據(jù)庫未能提供所有的必要參數(shù)。6維護6.1概要6.2儀器的清洗9.4可選附件9.4.1 SD-D單一直接計量單元TFC 1009.4.2 TEC 350Fig. 38: TEC 350 Electric

37、al temperature 電子溫度控制單元，適用于測量溫度低于或高于室溫control chamber條件時，例如測量溫度系數(shù)、以及在保護環(huán)境卜.進展的測量。溫度的設(shè)置可以通過手動或由軟件控制。TEC350的特點：-溫度室的三面窗口均由特殊光學(xué)玻璃材料制得-連接空氣冷卻盤和蓋子-連接惰性氣體PtlOO溫度測量和控制的傳感器Fig. 39: TC 350 Temperature conquer-頂蓋的特殊設(shè)計適合換針過程的最優(yōu)化操作溫度范圍：40-350° 最大樣品尺寸：94X94X24mm 溫度控制單元的外觀尺寸：140X155X86mm 重量：1.5kgConnector fr

38、om TB0350leni|>erature controllerFig. 40 : TC 350Fig. 41 : Front view of (he (einperature controllerSTOP當(dāng)溫度超過200° C時，請務(wù)必使用空氣冷卻，防止樣品臺溫度如果其它樣品臺適配器已經(jīng)安裝，先將其取下。將TEC350置于樣品臺上，注意其下的兩 個突起與底盤的孔位吻合。將控制Pt 100的連線插入TC35O相應(yīng)的插孔中。如果您需要測量溫度控制室內(nèi)部的溫度，將另外的PtlOO連在OCA上。連接TC350 ±的相應(yīng)連線。TEC350非常容易使用，手動溫度設(shè)置可以直接控

39、制溫度。左 側(cè)的鍵用來選擇操作模式，一般不用。另外的上下箭頭鍵具有 雙重功能，如果快速按下或放開，就選擇數(shù)字設(shè)定值，如果長 時間按壓，數(shù)字顯示就會出現(xiàn)上升或下降箭頭。在開場測量之 前，必須確定測試需要的溫度已經(jīng)到達平衡。移開計量針，降 低樣品臺，翻開TEC35O,將樣品置于其中。升起樣品臺，將 針移到孔內(nèi)，等樣品和針的溫度均到達要求后，就可以進展測 量了。紅色警報燈指示操作處T非正常狀態(tài)，關(guān)閉熱源，在排除問題后，再重新啟動。過高，此時某些附件的外表溫度非常高，靖等到系統(tǒng)溫度完全降低后再進展操作，或建議使用特殊的耐熱手套進展保護。chamberFig. 42: TPC 150 Peltier t

40、emperature control 9.4.4 TPC 150溫度控制單元當(dāng)測試所需溫度高于或低于室溫時，就必須連接TPC150溫度控制單元。溫度的設(shè)置可以通過軟件進展控制，也可以手動操作。TPC 150的特點:耐熱樣品室的三面均由特殊的光學(xué)玻璃制成水冷卻盤的連接器惰性氣體連接器用于溫度測量和控制的Pt100傳感器Temperaiure coniroller溫度范圍：-10° .150° CRy/ec connector with fuseConnect or from TPC 60Pg. 44 : TC 150最大樣品R J (L x W x H): 94 x 94 x

41、 24 mm溫度控制室(LxWxH): 140 x 155 x86 mm重量:1.5 kg (不包括控制器)安裝：如果其它樣品臺適配器巳經(jīng)安裝，先將其取下。將TPC150 置于樣品臺上，注意其下的兩個突起與底盤的孔位吻合。將控制PtlOO的連線插入TPC150相應(yīng)的插孔中。如果您需要測量溫度控 制室內(nèi)部的溫度，將另外的PtlOO連在OCA上。連接TC35O ±的 相應(yīng)連線。將連接線連入TCl50±相應(yīng)的插口，冷卻水連到盤上。 如果需要的話可以將惰性氣體連在TC150的后面。操作：確認己經(jīng)翻開冷卻水。在溫度控制器TC150上可以直接手Temperature conlKille

42、r動設(shè)置溫度。在顯示真實值和設(shè)置值之間有四個按扭。和用來定義設(shè)置值。如果快速的按下和放開，設(shè)置值依順序升高或降低。您按下的時間越長,數(shù)字的改變速度就越大。在開場測試前，確認已經(jīng)到達了需要的溫度。通過針架上的快速移動旋扭將針頭升起，降低樣品臺，翻開溫度控制室，將樣品放入其中，升起樣品臺并放下針頭于樣品室對應(yīng)的口內(nèi)，至樣品和針頭的溫度都到達所需溫度時，即可開場測試。STOP”當(dāng)溫度超過200。C時，請務(wù)必使用空氣冷卻，防止樣品臺溫度過高，此時某些附件的外表溫度非常高，清等到系統(tǒng)溫度完全降低后Fig. 45: Front view of the temperature controller再進展操作

43、，或建議使用特殊的耐熱手套進展保護。冷卻水的溫度最低溫度最局溫度20° C-20°C110°C70° C15°C150°C要到達設(shè)定的溫度，必須調(diào)整冷卻水的溫度。參照下表)控制器具有自動調(diào)整的功能，不斷改變要到達設(shè)置溫度的PID最優(yōu) 參數(shù)，所以要到達穩(wěn)定的設(shè)置溫度，通常需要一段時間。9.4.5玻璃樣品池Glass cell由特殊的光學(xué)玻璃制成，用來測量液液之間的界面張力。如果最高溫度小于70° C ,您可以選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品池GC 10和GC20。如果溫度范圍在70350。C ,那么必須使 用特殊的樣品池GC 10HT和GC 20

44、HTo外觀尺寸：GC 10 和 GC 10HT: 20 x 20 x 20 mmGC 20 和 GC 20HT: 40 x 20 x 20 mmFig. 46: Tilting base assembly9.4.6 TBA 60M手動斜板附件，用來測量前進角、后退角以及坐滴的滯后作用。樣品臺尺寸：1 OOx 100mm重量：0.9kg傾斜角度：070。； ±0.1。安裝：如果己經(jīng)安裝有其它樣品臺附件，將其取下后，TBA10M置于樣品臺上，用手輪 將其固定。注意斜板附件底部的兩個突起與底盤的孔吻合。TBA60M的操作使用非常簡單。通過調(diào)節(jié)針架上快速移動旋扭，將計量針移開，降低樣品 臺，

45、將樣品置于斜板上并固定，升高樣品臺降低針的位置。調(diào)整斜板的角度到需要的位置 后即可進展測量。9.4.7 TBA 60E電動斜板附件用來測量前進角、后退角以及坐滴的滯后作用。TBA 60E的特點：-軟件控制電動盟動-磁性樣品夾 樣品臺的尺寸：lOOxlOOmm重量：1.3kg 傾斜角度：070°； ±0.1°安裝：如果己經(jīng)安裝有其它樣品臺附件，將其取下后，用控制線將TBA 60E固定于有燈 飾的樣品室內(nèi)。注意斜板附件底部的兩個突起與底盤的孔吻合。將控制線與底部的5或6 號插口連接。TBA60E由軟件控制馬達彌動。過調(diào)節(jié)針架上快速移動旋扭，將計量針移開，降低樣品臺，

46、將樣品置于斜板上并固定，升高樣品臺降低針的位置。調(diào)整斜板的角度到需要的位置后即 可進展測量。9.4.8 VVT 200M/300M 手動 wafer 臺用來測最8“或12" Wafer晶片。WT200M/300M 的特點：特別的晶片固定方法樣品臺尺寸：0200 / 0300 mm重量:1.8 kg / 2.4 kg旋轉(zhuǎn)范圍：0.360。;±0.1。安裝如果已經(jīng)安裝了其它的樣品臺試配器，先將其取下，通過前端的手輪將WT固定在樣 品臺上，注意底部的兩個突起螺絲與樣品臺上的小孔吻合，然后用兩個螺絲加以固定。安 裝附屬的鏡頭：松開計量架兩側(cè)的兩個旋扭，調(diào)節(jié)計量架的位置至適合的指定位

47、置。操作：WT非常容易使用。通過針架上的快速移動旋扭將針頭升起，降低樣品臺，將wafer 片放在wafer臺上。升起樣品臺并放下針頭。調(diào)整wafer片至需要測試的位置。開場測量。9.4.9 WT 200E/300E電動wafer臺5.3.7薄片法5.3.8液體的分配5.3.9計算結(jié)果窗口5.3.10外表自由能的計算5.3.11液體根底數(shù)據(jù)庫維護6.1概述6.2儀器的清洗6.3更換鹵燈光源技術(shù)數(shù)據(jù)6. 保證協(xié)議附件局部9.1所需的主要電線9.2其余局部9.3高速系統(tǒng)OCAH 200的設(shè)置9.4可選附件局部9.4.1SD-D9.4.2TFC 1009.4.3TEC 3509.4.4TPC 1509

48、.4.5玻璃樣品池9.4.6TBA60M9.4.7TBA60E9.4.8WT 2OOM/3OOM9.4.9WT 2OOE/3OOE9.5聲明序 言木操作手冊適用于OCA系列所有型號的光學(xué)接觸角測量儀。在不同的章節(jié)中，將針對不 同型號詳細加以描述。1概述1.1操作手冊說明本手冊描述了 Dataphysics公司OCA系列接觸角測量儀的操作和使用方法。在進展安裝和 測試前，務(wù)必認真閱讀，如果有任何疑問，請及時有我們聯(lián)系。1.2應(yīng)用光學(xué)接觸角測量儀主要用來進展研究、開發(fā)或產(chǎn)品的質(zhì)量控制，對物質(zhì)的接觸角、界面張 力、外表能等進展測試和分析，主要用于以下領(lǐng)域： 涂料、金屬外表涂層、塑料、造紙 高性能合成

49、材料的開發(fā) 半導(dǎo)體材料、硅晶片、玻璃等外表干凈度確實定 化裝品和制藥行業(yè)，例如乳霜或粉末外表性能的研究 紡織材料 用外表活性物質(zhì)進展外表處理 吸水性物質(zhì)的吸附行為1.3 OCA系列產(chǎn)品裝置無論您要測試的樣品為外表活性劑溶液、膠體溶液、熔融的金屬或聚合物，OCA都可以 通過不同的方法為您計算出樣品的外表或界面張力。我們所提供的最先進的光學(xué)部件、最 精細的構(gòu)造和高分辨率的視頻系統(tǒng)。2.4 測試方法和結(jié)果Fig. 1: Sessile drop methodFig. 2: Pendant drop method OCA不僅能測試接觸角，也可以測量液體的外表張力和界面張力 噸.3: Optical W

50、ilhclrny-platc 以及固體物質(zhì)的外表自由能。在Windows 9x/NT環(huán)境下開發(fā)的軟 and rod-/lhread-method件，除了標(biāo)準(zhǔn)的評價方法例如Owens-Wendt, Wu,Schultz, Zisman以外，還添加了一些新原理測試方法Acid-Base,Extended Fowkes,Equation of Stale） <.OCA所使用的最重要的測試原理如下： 坐滴法斜板法 懸滴法威廉片法所得到的測試結(jié)果為： 靜態(tài)接觸角動態(tài)接觸角 外表和界面張力外表自由能 外表自由能中色散力和極性力的分布3.安裝及調(diào)試3.1概述按要求翻開所有包裝，防止內(nèi)部儀器部件的任何損

51、傷。這些包裝為OCA提供最正確保護，注意保存。為儀器留出足夠的空間，包括主機及其他附屬設(shè)備包括計算機、打印機等）。首先連接主機電源線，并連接在有地線的電源插座內(nèi)，該插座應(yīng)具有熔融保護保險。另配置插線板連接儀器所需的其他設(shè)備。在安放儀器的實驗室內(nèi)，要保證適宜的溫度、濕度以及光線強度。并防止該實驗室的溫度、濕度等條件波動太大。另外需要保證OCA光學(xué)接觸角測量儀不要暴露于下述環(huán)境中灰塵較重 太陽直射或強光照射除Dataphysics控溫單元以外有其他熱輻射 有嚴重電磁場（例如揚聲器、馬達等）液體或有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì) 儀器在安裝調(diào)試前必須預(yù)熱。3.2檢查發(fā)貨清單在翻開包裝之前，清檢查儀器外包裝是否完好

52、，然后清點儀器附件。OCA主機包括：線性樣品臺根本模塊，高性能六倍聚焦透鏡及CCD攝相系統(tǒng)。 安裝計量單元和針頭的計量架用來連接計算機的高性能數(shù)字板主機電源線計算機電源線安裝工具調(diào)平水泡操作手冊計量單元單一或多個計量單元一一由用戶自己選定）14個電動或手動注射單元可選附件包括:SCA10軟件（測量外表自由能）SCA20軟件（控制儀器、控制接觸角的測最過程）SCA2I軟件SCA2I軟件（外表自由能）SCA22軟件SCA22軟件（外表及界面張力）SCA23軟件（吊片法）計算機系統(tǒng)斜板附件手動或電動）wafer臺手動或電動）溫度控制單元要運行SCA20-23等軟件，您的計算機系統(tǒng)必須能沒有障礙地運行

53、Windows 9x/NT系統(tǒng)。r.xwd3.3 OCA的安裝3.3.1測試裝置的水平調(diào)試3.3.2安裝計量單元用支架支撐著單一或多個計量單元，該構(gòu)造在發(fā)貨時為拆卸別 離狀態(tài)。在安裝計鬲單元的支架時，首先擰開兩側(cè)的兩個六角螺母 3號扳手），放在指定的位置，調(diào)節(jié)支架的位置使餃鏈與底座凹 槽吻合。只有當(dāng)您使用Wafer臺時，將釵鏈調(diào)至特別指定的位置。 可以通過E處旋扭松開計量單元并調(diào)節(jié)，在使用大樣品或保護己經(jīng) 安裝的針時會非常有用。單計量單元的安裝：在計量單元的座上部擰開A處的螺絲，將單 一計量單元的軸推入其中，放入墊圈并擰緊螺釘加以固定。multiple dosing unit多計量單元的安裝：在注射底座的上部擰開A處的螺絲，將多計量單元的軸推入其中，放入墊圈和轉(zhuǎn)輪，擰緊螺母加以固定該裝置使用雙頭換狀扳手14x15）。放上轉(zhuǎn)輪的蓋子，慢慢擰緊頂部的螺母A,螺母D在廠家已經(jīng)固定，不必做任何調(diào)整。安裝直接計量單元：將計量單元安裝在計量支架上，放上墊圈并擰緊TFig. 5: Installation of the direct dosing unit with a manual syringe固定。3.3.3安裝水平樣品臺Fig. 6: Standard sample stage將樣品盤放置于水平樣品盤托上，低部的兩個角與樣品臺上