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上海梭伦视频光学接触角测量仪采用的3D接触角镜头

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自2015年美国科诺支持下,上海梭伦在世界上提出3D接触角概念,用于评估基于接触角滞后的真实接触角以来,美国科诺团队一直在3D接触角的研发的道路上努力,并界面化学测试的技术发展。2017年,经过美国科诺和上海梭伦团队的执着研发,我们在*创新性的发明了一个3D接触角测试镜头,可以实现同一张图片中实时分析多个视角条件下的3D或4D接触角值。

视频光学3D接触角测量仪视频光学3D接触角测量仪

360度3D接触角镜头结构图及棱镜实拍照片

通过3D接触角镜头,可以实现如下PS效果图出现的全景、多视角条件下的接触角成像,用以分析基于化学多样性、表面粗糙度、异构性等造成的接触角滞后,评估更为真实的情况下的材料的界面化学性质提供更为科学、可靠的分析数据,进而为新材料的研发、功能材料的开发、表面清洁度分析、仿生材料的研究等等提供zui为的测试工具。

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左图:360环视条件下的3D/4D接触角示意图                     

右图:180度条件下的3D接触角示意图

2015年美国科诺授权上海梭伦的3D接触角中,我们在*提出了3D接触角的概念,并提供了技术的ADSA-RealDrop算法,基于Young-Laplace方程算法拟合非轴对称条件下的液滴的接触角值。本算法完全区别于圆拟合、椭圆拟合或切线法(几何曲线方程)等量角器算法,基于界面化学领域的基础公式Young-Laplace方程,以拟合得到的接触角值更为科学、可信而被真正专家学者所接受。同时,因其没有液滴量控制精度要求,自动修正重力系数的影响,重复性好而被企业品质控制部门所广泛采用。3D接触角测量技术采用了多AOI算法,同时结合ADSA-RealDrop算法,真正实现了非轴对称接触角分析、本征接触角测量(基于Rafael Tadmor算法),技术于世界。

 在硬件的结构组成上,上海梭伦团队创新性提出了一个基于多棱镜结构的3D接触角镜头。此3D接触角测试的多棱镜折转光路的3D接触角镜头,包括了一套180度多棱镜折转光路的3D接触角镜头和360度多棱镜折转光路的3D接触角镜头。其原理为:基于多棱镜光路结构所组成的结构,通过将多个棱镜围绕一个直径在相机视野范围内的圆均匀分布,形成180度或360度观测的两种多棱镜光路结构的3D接触角镜头,从而为zui终测试全景式3D或4D接触角创造了条件。

视频光学3D接触角测量仪

180度全反棱镜3D接触角镜头结构图,可以全面提供3D接触角图像的成像质量。

3D接触角镜头可以安装于目前任一家商业化的接触角测量仪生产厂的接触角仪上。上海梭伦研制的镜头可以提供配套的安装孔以及安装连接结构。同时,在美国科诺授权权,取得上海梭伦授权许可的接触角仪生产厂也可以取得ADSA-RealDrop的数据接口,真正将接触角测量仪提升至3D及4D水平。

本3D接触角镜头以及3D接触角测试技术均已经在中国申请。

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