一種用于視頻光學接觸角測量儀的校準工具和校準方法
【技術(shù)領域】
[0001]本專利公布了一種用于視頻光學接觸角測量儀的校準工具和方法，本發(fā)明提出的校準工具主要用于檢定該儀器的測值準確性、提高測值的精度。通過檢測在一個孔中已知直徑的圓珠的沒有遮住部分的高度，計算得出接觸角值并將之與接觸角儀測得的接觸角值對比，校準并檢定該儀器的精度，從而解決了目前該儀器校準時所采用的分劃板或玻璃校準板的檢定時的準確性不高的問題。本專利涉及的技術(shù)可廣泛應用于仿生材料研制、芯片清潔度分析、日化、農(nóng)藥、石油化工、表面活性劑研宄、消防、電力等各個行業(yè)領域，具有極高的推廣價值。
【背景技術(shù)】
[0002]視頻光學接觸角測量儀可廣泛應用于材料的物性測試，是納米材料分析、仿生材料分析以及高精密電子零部件加工中分析測試的主要儀器。長期以來，視頻光學接觸角測量儀的檢定方法存在空白。檢定方法是指如何檢測一個視頻光學接觸角測量儀的測值精度以及誤差等。研制過程中，我們采用了如下兩種方法檢定視頻光學接觸角測量值的測值精度，第一種為采用現(xiàn)成的顯微鏡分劃板，通過光學接觸角測量儀的成像系統(tǒng)量出高和寬后，再用Θ /2計算得出接觸角值；第二種為采用刻蝕法將一個已知角度值的圖像印到一個玻璃板上，再采用視頻光學接觸角測量儀的捕獲到圖像后，計算角度值，對比前后角度值的差別從而檢定該儀器的精度。但在實際應用中，我們發(fā)現(xiàn)無論哪種方法，由于分劃板或校準玻璃板均需要垂直于樣品臺表面以及成像系統(tǒng)，這就導致這樣的標定，過程中會額外帶來不確定因素，檢定的精確度也無法得到保證。同時，我們也發(fā)現(xiàn)在常規(guī)接觸角測量過程中，如果樣品被測上表面是不水平或不平整的，此時如果樣品臺不可以調(diào)整水平時，水滴在樣品表面的兩個接觸點或由于光路被擋而看不到或者由于鏡頭俯視原因而在水平線位置形成很多干擾雜點，從而會導致接觸角測值誤差較大。
[0003]本專利公布了一種用于視頻光學接觸角測量儀的校準工具和方法。本發(fā)明提出的校準工具主要用于檢定該儀器的測值準確性、提高測值的精度。通過檢測在一個孔中已知直徑的圓珠的沒有遮住部分的高度，計算得出接觸角值并將之與接觸角儀測得的接觸角值對比，校準并檢定該儀器的精度，從而解決了目前該儀器校準時所采用的分劃板或玻璃校準板的檢定時的準確性不高的問題。本專利涉及的技術(shù)可廣泛應用于仿生材料研制、芯片清潔度分析、日化、農(nóng)藥、石油化工、表面活性劑研宄、消防、電力等各個行業(yè)領域，具有極高的推廣價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述情況，本發(fā)明提供一種用于視頻光學接觸角測量儀的校準工具，以校準和檢定光學視頻接觸角測量儀的精度和調(diào)整樣品臺的水平度以提升接觸角測值的精度為目的，在校準工具的結(jié)構(gòu)方面進行了專門設計。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下: 一種用于視頻光學接觸角測量儀的校準工具，包括圓珠、上面板、側(cè)支架、升降平臺板、底座、安裝了微分頭的精密光學平移臺、安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺和支撐柱，上面板中間位置設有圓珠孔，上面板通過兩個側(cè)支架與底座通過螺絲聯(lián)接并固定，底座下方設有安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺，底座一側(cè)設有安裝了微分頭的精密光學平移臺，安裝了微分頭的精密光學平移臺頂部設有升降平臺板，升降平臺板伸入上面板的一側(cè)頂部設有支撐柱，支撐柱與圓珠孔位置相應，升降平臺板一側(cè)與安裝了微分頭的精密光學平移臺固定連接，從而形成圓珠可以在上面圓珠孔中升降的機構(gòu)。
[0006]所述圓珠為軸承鋼珠或陶瓷軸承圓珠。
[0007]所述安裝了微分頭的精密光學平移臺包括平移臺微分頭、平移臺下面板、導軌、平移臺上面板、平移臺彈簧、頂塊和平移臺固定座，平移臺固定座上安裝有平移臺微分頭，平移臺固定座與平移臺上面板通過螺絲連接，平移臺下面板上設有一個頂塊，平移臺微分頭的頭部與此頂塊接觸，平移臺彈簧安裝在平移臺上面板與平移臺下面板的之間位置，從而形成一個復位機構(gòu)。
[0008]所述安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺包括調(diào)整臺上面板、調(diào)整臺下面板、調(diào)整臺固定座、調(diào)整臺微分頭、頭部安裝有鋼珠的三角塊、鋼珠和調(diào)整臺彈簧，調(diào)整臺下面板上固定了兩個調(diào)整臺固定座，每個調(diào)整臺固定座外側(cè)安裝一個調(diào)整臺微分頭，調(diào)整臺固定座上方設有調(diào)整臺上面板，調(diào)整臺上面板與調(diào)整臺下面板之間設有兩個頭部安裝有鋼珠的三角塊和一個鋼珠，頭部安裝有鋼珠的三角塊固定在調(diào)整臺固定座上，并與調(diào)整臺微分頭連接前端端頭接觸，頭部安裝有鋼珠的三角塊可沿中心轉(zhuǎn)動。
[0009]擰動調(diào)整臺微分頭，頭部安裝有鋼珠的三角塊可向上頂起或向下收回。調(diào)整臺上面板和調(diào)整臺下面板通過四根拉長的調(diào)整臺彈簧連接，且在一個角落裝有鋼珠。通過擰動兩個調(diào)整臺微分頭，調(diào)整調(diào)整臺上面板的水平。
[0010]提出一種校準和檢定視頻光學接觸角測量儀的方法。通過檢測一個已經(jīng)直徑的圓珠在一個孔中未被遮住部分的高度值，結(jié)合圓珠直徑，計算得出接觸角值并將其與視頻光學接觸角儀測試得到的接觸角值進行對比，從而校準和檢定視頻光學接觸角儀的精度。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是:以校準和檢定光學視頻接觸角測量儀的精度和調(diào)整樣品臺的水平度以提升接觸角測值的精度為目的，在校準工具的結(jié)構(gòu)方面進行了專門設計，通過檢測在一個圓珠孔中已知直徑的圓珠的沒有遮住部分的高度，計算得出接觸角值并將之與接觸角儀測得的接觸角值對比，校準并檢定該儀器的精度，從而解決了目前該儀器校準時所采用的分劃板或玻璃校準板的檢定時的準確性不高的問題。本專利涉及的技術(shù)可廣泛應用于仿生材料研制、芯片清潔度分析、日化、農(nóng)藥、石油化工、表面活性劑研宄、消防、電力等各個行業(yè)領域，具有極高的推廣價值。
【附圖說明】
[0012]圖1為安裝了校準工具的視頻光學接觸角測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的主視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的左視圖。
[0015]圖4為安裝了微分頭的精密光學平移臺的左視圖。
[0016]圖5為安裝了微分頭的精密光學平移臺的俯視圖。
[0017]圖6為安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺的主視圖。
[0018]圖7為安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺的俯視圖。
[0019]圖8為安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺的左視圖。
[0020]在圖中:1 一安裝了背景光源的電氣控制箱；2_用于滾動角測試的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；3 -進液系統(tǒng)；4 一校準工具；5 —連續(xù)變倍顯微鏡頭；6 —攝像機；7 —支架；8 —安裝有可調(diào)整高度腳的底座；9 —可XYZ Θ多維調(diào)整的樣品臺，41 —圓珠；42_上面板；43 —側(cè)支架；44 —升降平臺板；45 —底座；46 —安裝了微分頭的精密光學平移臺；47 —安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺；48 —支撐柱；461 —平移臺微分頭；462 —平移臺下面板；463 —導軌；464 —平移臺上面板；465_平移臺彈簧；466 —頂塊；467 —平移臺固定座；471 —調(diào)整臺上面板；472 —調(diào)整臺下面板；473 —調(diào)整臺固定座；474 —調(diào)整臺微分頭；475 —頭部安裝有鋼珠的三角塊；476 —鋼珠；477 —調(diào)整臺彈簧。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0022]參見圖1~圖8，一種用于視頻光學接觸角測量儀的校準工具，包括圓珠、上面板、側(cè)支架、升降平臺板、底座、安裝了微分頭的精密光學平移臺、安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺和支撐柱，上面板中間位置設有圓珠孔，上面板通過兩個側(cè)支架與底座通過螺絲聯(lián)接并固定，底座下方設有安裝了微分頭的精密光學二維水平調(diào)整臺，底座一側(cè)設有安裝了微分頭的精密光學平移臺，安裝了微分頭的精密光學平移臺頂部設有升降平臺板，升降平臺板伸入上面板的一側(cè)頂部設有支撐柱，支撐柱與圓珠孔位置相應，升降平臺板一側(cè)與安裝了微分頭的精密光學平移臺固定連接，從而形成圓珠可以在上面圓珠孔中升降的機構(gòu)。
[0023]所述圓珠為軸承鋼珠或陶瓷軸承圓珠。
[0024]所述安裝了微分頭的精密光學平移臺包括平移臺微分頭、平移臺下面板、導軌、平移臺上面板、平移臺彈簧、頂塊和平移臺固定座，平移臺固定座上安裝有平移臺微分頭，平移臺固定座與平移臺上面板通過螺絲連