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成都先华科技发展有限责任公司
Che ngdu Xi anhua S cie nce & Te chnol ogy De ve lo pme nt Co
芬兰KSV仪器公司
CAM 200光学接触角和表面张力仪
先进、功能强大的接触角/表面张力仪
最适合研究和产品开发
独一无二的界面流变附件
实现了液体的表面和界面粘弹性测量
说明：KSV公司的CAM 200是一台完全由计算机控制的仪器，基于视频图像的获取和自动图像分析，用于测量静态和动态接触角、表面自由能、液体的吸附和表面张力。独特的界面流变测量功能实现了液体的界面粘弹性测量。
应用范围
●表面活性剂，肥皂和洗涤剂●乳液
●聚合物
●医药
●喷雾、油漆和涂料
●纸张、薄膜和油墨产品
●化妆品●织物
●食品工业
●表面处理
●清洗
●乳液和泡沫的稳定性
●表面活性剂、蛋白质或聚合物在界面上的
吸附和竞争
●界面流变性能表征
特点
●简单、自动地确定表面/界面张力、接触角、吸附和表面自由能●静态和动态测试
●界面流变性能表征
●基于Y oung-Laplace 方程的整体曲线拟合
●发光二极管背景照明
●WINDOWS 95/98/NT软件
●图模式按钮
●高精确度
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为什么要测量接触角和表面张力？
为了提高我们在未来的生活质量和保护环境，开发新的表面工程材料和产品已成为当今科学研究众多领域的重点。准确的表征材料表面和液体的性能对于开发新的性能更好、质量更佳的产品是至关重要的。对接触角和表面/界面张力进行测量，可以更好地理解固/液、液/液之间的相互作用。这些相互作用对于理解固体表面的粘接性、材料润湿性、生物相容性、润滑性，以及液体的浸润、洗涤性、扩散和吸附十分重要。在采用现代复杂的表面工程技术进行开发和改进液固表面时，接触角和表面/界面张力的测量手段可以提供所需要的信息。
接触角
接触角θ是一个由液、气、固三相交界的边缘形成的角度。如图所示，液滴的形状是由三相的界面张力控制的。θ是一种液体相对一种固体的润湿性的定量表征，也可以用于表面处理和表面清洁的质量控制手段。
表面张力
表面张力γ的产生，是因为液体内部的分子受到各个方向的同等引力，而表面的分子受到的朝液体方向的力大于朝空气方向的力。因此就发生表面的自发收缩。对于洗涤、润湿、乳化和其它表面相关问题，γ可以特别灵敏的进行表征。
静态和动态接触角
一个附着在固体基面上的液滴就会产生静态接触角。静态接触角的值取决于相互作用的影响。另一种方法是确定动态接触角。如果三相（液/固/蒸汽）边界是运动的，则产生的接触角称为前进接触角和后退接触角。通过公式来拟合液滴的形状，并计算在三相边界线上的切线斜率，就可以得到接触角。
悬滴法
悬滴法提供了一种十分简便的途径，来确定一种液体（气/液界面）的表面张力，或者两种液体（液/液界面）之间的界面张力。采用悬滴法，通过分析在注射管尖悬挂的液滴形状来确定表面/界面张力。CAM 200将Y oung-Laplace 方程应用于液滴图像，以计算表面和界面张力。这种技术特别精确，并能够在上升的温度和压力下进行。
如何使用CAM 200测量接触角和表面张力?
CAM 200通过分析液滴的形状来确定静态或动态接触角、液体的吸附和表面/界面张力。真正32位的图像分析软件，基于WINDOWS95/98/NT操作系统。对于通过光学技术精确测量接触角和表面/界面张力，有两个关键因素：图像质量和图像分析方法。
图像质量取决于光源、透镜和仪器的图像获取。CAM 200采用一种独特的单色闪光灯，产生高质量的图像且极少的样品发热。其远焦镜头和高精度的CCD照相机确保获取和送入软件的图像不发生变形或模糊。
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图像分析是指对存储在计算机内的图像进行分析。液滴剖面图取自存储的图像且具有高像素精确度。然后将这个剖面图按照Y oung-Laplace方程进行拟合。整个拟合曲线可用于计算接触角或表面张力。这种处理方法比传统的液滴图像参数计算方法具有一个重要的优点。Circular法、多项式法和Bashford-Adams法（软件也可以实现这些计算方法）仅使用液滴剖面图的部分进行分析，常常会产生错误的结果，特别是对于大液滴的接触角更是如此。
软件计算下列参数：
●静态或平衡接触角
●前进和后退接触角
●附着液滴（气泡）表面张力●吸附
●润湿
●液滴体积
●液滴基线长度
●表面自由能
1．Zisman曲线法
2．Fowkes曲线法
3．Wu法
4．V an Oss酸/碱法
●悬滴（气泡）表面/界面张力
●静态和动态表面/界面张力
●临界胶束浓度
●乳液和泡沫的稳定性
●表面活性剂、蛋白质或聚合物在界面上的
吸附和竞争
●界面流变性能表征
●界面面积的控制收缩或膨胀（正弦、线性、
阶跃和锯齿）
CAM 200的特点
硬件
照相机和光学元件
●精度512×512
●最大速率每秒30、60和100帧
●真正的远焦镜头
-在物镜清晰的光圈上任意一点均保持恒定的视角角度。
-图像目标
尺寸精确，不论视觉角度或与镜头的接近程度。
●图像面积4×4 mm2
照明系统
●高级LED一体化的球型照明
●频闪活动与照相同步进行
●确保均一的背景照明
●单色光消除了镜头误差
●冷色光不影响样品
●频闪活动确保图像清晰
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●内置过滤器，可减轻环境光的影响
●长寿命
软件
●软件Windows 2000/XP
●图像和结果存储入数据库，方便调用
●屏幕显示活动图像
●可重复记录下的影像或单一图像
计算
●接触角（静态，前进和后退）
●表面张力（悬滴和附着液滴）
●液滴体积
●液滴基线长度
液滴剖面图的获取
●采用特殊算法研究分析液滴剖面，且具有极高的精确度。
拟合方法
●Y oung-Laplace方法。研究截获的液滴剖面与基于Y-L方程的理论剖面之间最接近的匹配。
这种拟合可用于所有计算。甚至对于大液滴，也允许进行接触角的精确计算。
●Bashford-Adams方法。该拟合方法仅适合悬液滴。使用两个形状参数进行拟合，无须采用
完整的理论曲线拟合。
●Circular拟合方法。进行接触角的快速拟合。仅适用于小的液滴。
●多项式拟合。用于接触角的计算。特别适合前进和后退接触角的研究。
表面自由能的计算
●独立的软件，提供4种不同的方法计算固体的表面自由能。
●Zisman曲线（临界表面张力）
●Fowkes曲线（几何方法）
●Wu（谐波方法）
●V an Oss 酸/碱
图像触发器
●当液滴接触到样品或离开滴嘴时，开始进行记录。
●触发是基于屏幕上见到的信息，无须单独的硬件。
CAM 200技术规格
测量范围0~180°, 0.01~999 mN/m
精确度±0.1°, ±0.01 mN/m
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最大样品尺寸无限×150×150 mm
每帧的间隔10 ms ~ 1000 s
最大测量速度30 , 60或100帧/秒
摄相机CCD相机，远焦镜头
光源LED背景照明
计算机最小128MB RAM, Windows 2000/XP
附件
自动分配器
界面流变测量系统
环境和界面测量室
高温测量室（室温-250℃）
倾斜台（用于前进和后退接触角测量）
高速照相机