光学接触角测量仪测试标准操作规程

 

1.前期准备：确认环境与仪器状态

 

环境控制：将测试环境温度稳定在23±2℃，相对湿度控制在40%-60%，关闭通风设备避免气流干扰，清理工作台面确保无灰尘。

 

仪器检查：打开仪器电源，启动控制软件，检查光源、摄像头、滴液系统（针头、注射器）是否正常，确认注射器内已装入待测试液体（如去离子水，需现用现装）。

 

液体准备：对待测液体进行脱气处理（避免气泡影响液滴形态），并记录液体温度（用于后续数据修正），常用液体体积需预先设定为2-5μL。

 

2.样品处理：保证样品符合测试要求

 

样品尺寸：确保样品尺寸适配样品台（如直径不小于10mm、厚度不超过5mm），若样品过小需用载玻片固定，避免测试中移位。

 

表面清洁：用无尘布蘸取无水乙醇或异丙醇擦拭样品表面，去除油污、指纹及灰尘，之后放入干燥箱（50-60℃）干燥10-15分钟，冷却至室温后再进行测试。

 

样品固定：将处理好的样品平稳放置在样品台中央，通过样品台调节旋钮（X/Y/Z轴）调整样品位置，确保测试区域位于摄像头视野正中央。

 

3.仪器调试：设定关键参数

 

光路校准：调节光源亮度（通常50%-70%）和摄像头焦距，使屏幕上能清晰呈现样品表面轮廓，无反光或模糊现象；通过软件“校准功能”，用标准量块校准图像像素与实际长度的对应关系。

 

滴液系统调试：将针头移动至样品表面正上方，调节针头高度（距离样品表面5-10mm），通过软件手动排出1-2滴液体，确认液滴大小均匀、无气泡后，设定自动滴液参数（体积2-5μL、滴液速度0.5μL/s）。

 

算法选择：根据待测液滴的预期形态选择图像分析算法——球形液滴（接触角＞90°）用“圆法”，椭圆形液滴（接触角30°-90°）用“椭圆法”，不规则液滴（接触角＜30°）用“Young-Laplace法”。

 

4.测试操作：标准化流程执行

 

预测试：点击软件“单次测试”，自动滴出1滴液体至样品表面，观察液滴是否稳定（无偏移、无快速铺展/收缩），若异常需重新调整样品位置或滴液参数。

 

正式测试：预测试正常后，执行“多次测试”模式，在样品表面不同区域（至少3个点，间距≥5mm）各滴1滴液体，每滴液体滴落1-3秒后（待平衡），软件自动捕捉图像并计算接触角。

 

异常处理：测试中若出现液滴变形、针头挂液或图像模糊，需立即停止测试，检查并解决问题（如更换针头、清洁样品表面）后，重新开始测试，已产生的异常数据需标记并剔除。

 

5.数据处理：确保结果有效性

 

数据筛选：查看所有测试数据，剔除明显偏离平均值（偏差＞5°）的异常值，若有效数据不足3组，需重新补充测试。

 

结果计算：对有效数据取算术平均值，同时计算标准差（反映数据重复性），并记录测试条件（液体种类、温度、湿度、算法类型）。

 

报告生成：将测试结果（平均值、标准差、测试条件）、代表性液滴图像整理成测试报告，命名格式为“样品名称-测试日期-接触角报告”，保存至指定文件夹。

 

6.收尾维护：延长仪器寿命

 

仪器清洁：测试结束后，用无尘布擦拭样品台和针头，注射器内剩余液体需排空，并用去离子水冲洗注射器和针头（避免液体残留堵塞），之后关闭仪器电源。

 

样品处理：用过的样品需分类存放（可回收样品/废弃样品），测试台面需再次清理，确保无液体残留或样品碎屑。

 

记录填写：在仪器使用日志中记录测试日期、样品名称、测试次数、仪器运行状态及异常情况，便于后续追溯与维护。