接觸角測量?jì)x/水滴角測量?jì)x3D接觸角測量技術(shù)進(jìn)展－TOF相機應用

美國科諾在界面化學(xué)分析儀器行業(yè)提出了3D接觸角測量?jì)x的概念，并成功研制成功了兩種可用于3D接觸角或水滴角測量的模式。*種是基于樣品臺水平旋轉模式的3D接觸角測量?jì)x或水滴角測量?jì)x；第二種是基于3D接觸角鏡頭（多90度棱鏡轉化的3D接觸角測量?jì)x）；目前，公司正在研制基于TOF相機的3D接觸角測量?jì)x。TOF相機作為世界的3D測量技術(shù)，在界面化學(xué)測量，甚至分析測試領(lǐng)域沒(méi)有任何技術(shù)文獻顯示有相關(guān)資料。所以，美國科諾在TOF相機應用的研究是遠遠于世界同行的，TOF相機的應用同時(shí)也是測量領(lǐng)域的一項的黑科技。

目前*的3D接觸角測量方式為基于TOF相機（飛行時(shí)間相機Time of Flight）3D接觸角測量技術(shù)。技術(shù)核心包括3D攝像系統（TOF相機）以及顯微鏡頭，反射光板等。通過(guò)液滴對紅外光的干涉引起的距離變化，識別液滴輪廓并計算得到相應的深度信息和圖像輪廓信息。通過(guò)3D建模，實(shí)現3D接觸角的復原與測試、分析。下圖顯示了深度信息條件下的懸滴水滴滴落前的TOF相機成像信息?？梢钥闯?，圖像明顯出現深度信息的變化。

3D接觸角測量?jì)x包括普通的接觸角測量?jì)x或水滴角測量?jì)x測試3D條件下接觸角值的意義在于進(jìn)一步評估材料基于化學(xué)多樣性、表面粗糙度以及異構性導致的接觸角滯后現象，通過(guò)測試3D接觸角值分析固體材料自身的表面自由能。同時(shí)，可為構建納米結構仿生材料、新材料、新功能材料等提供一個(gè)更為科學(xué)的基于界面化學(xué)的分析工具。3D接觸角測量技術(shù)包括阿莎算法（實(shí)現非軸對稱(chēng)條件下的Young-Laplace方程擬合分析），這個(gè)也是接觸角測量?jì)x區別于普通的數碼量角器（僅提供圓擬合、橢圓擬合、切線(xiàn)法（局部擬合技術(shù)）的所謂的接觸角測量?jì)x）。在行業(yè)發(fā)展方面，國內的接觸角測量?jì)x廠(chǎng)商大部仍停留在數碼量角器階段，部分廠(chǎng)商雖宣稱(chēng)具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)，但實(shí)事上哪怕與德國同行的Young-Laplace方程擬合還存在非常大的差距，根本是偽Young-Laplace。而國外的大部分Young-Laplace方程擬合算法仍然為軸對稱(chēng)分析方法，無(wú)法達到接觸角測量或水滴角測量在絕大多數情況下是非軸對稱(chēng)的液滴的測試需求。非軸對稱(chēng)本身是由材料本身的接觸角滯后原因造成。因而，阿莎算法目前是*的可適用于真正的材料接觸角測量的算法。

美國科諾作為界面化學(xué)行業(yè)的者，在3D接觸角測量或水滴角的測量方面已經(jīng)作出了貢獻，著(zhù)行業(yè)測量技術(shù)的新發(fā)展。