Optyczne przyrządy do pomiaru kąta zwilżania mogą rejestrować obrazy kropel i automatycznie analizować ich kształt. Kształt kropli jest funkcją napięcia powierzchniowego cieczy, grawitacji oraz różnic gęstości i wilgotności między różnymi próbkami cieczy a środowiskiem otoczenia.
Na powierzchniach stałych kształt kropli i kąt zwilżania również zależą od właściwości ciała stałego (takich jak energia swobodna powierzchni i morfologia). Uzyskane obrazy poddano analizie metodą dopasowania profilu kropli w celu określenia kąta zwilżania i napięcia powierzchniowego. Swobodną energię powierzchniową materiału można obliczyć, wykonując pomiary kąta zwilżania przy użyciu kilku cieczy o znanych napięciach powierzchniowych.
Zasada metody analizy obrazu tester kąta zwilżania
Metoda analizy obrazu to prosta metoda pomiaru lub obliczania kąta kontaktu między powierzchnią cieczy i ciała stałego poprzez upuszczenie kropli cieczy o wymaganej objętości na powierzchnię ciała stałego za pomocą technologii analizy obrazu. Jako instrument metody analizy obrazu, jego podstawowymi elementami nie są oprócz źródła światła, stolika próbkowania, obiektywu, systemu akwizycji obrazu i kąta systemu próbkowania.
Sposób obliczania kąta zwilżania opiera się zwykle na konkretnym modelu matematycznym, np. kropla może być traktowana jako część kuli lub stożka, a następnie wartość kąta zwilżania jest obliczana poprzez pomiar określonych parametrów, takich jak szerokość/wysokość lub przez bezpośrednie dopasowanie. Równanie Younga-Laplace'a opisuje zależność między wewnętrzną i zewnętrzną różnicą ciśnień zamkniętej powierzchni międzyfazowej, krzywizną powierzchni międzyfazowej i napięciem międzyfazowym i może być użyte do dokładnego opisania konturu osiowosymetrycznej kropli, aby obliczyć jej kontakt kąt.
Podstawowy skład przyrządu: źródło światła, stolik na próbkę, soczewka, układ akwizycji obrazu, układ wstrzykiwania próbki.
Zasada działania testera kąta zwilżania metodą dwupłytkową
Gdy lita płytka jest włożona do cieczy, tylko wtedy, gdy kąt między powierzchnią płytki a cieczą jest dokładnie taki, jak kąt zwilżania, powierzchnia cieczy rozciąga się prosto do złącza trójfazowego bez zginania. W przeciwnym razie powierzchnia cieczy ulegnie wygięciu. Dlatego zmiana wkładania płytki Kąt jest do momentu, gdy nie ma zgięcia w pobliżu złącza trójfazowego powierzchni cieczy. W tym czasie kąt pomiędzy powierzchnią płytki a powierzchnią cieczy jest kątem zwilżania.
Tensjometryczny tester kąta zwilżania
Metoda ta jest czasami nazywana metodą płytki Wilhelmy'ego do pomiaru kąta zwilżania, a jej konkretna zasada jest następująca: płytka z próbkami stałymi jest zanurzana w badanej cieczy. Ze względu na napięcie powierzchniowe cieczy i swobodną energię powierzchniową ciała stałego, ogniwo obciążnikowe wyczuje siłę ciągnącą A F (siła zwilżania)
Tester kąta zwilżania metodą czteroprzebiegową
Tester kąta zwilżania służy głównie do pomiaru kąta zwilżania proszku. Podstawową zasadą tego testera kąta zwilżania jest to, że szczelina między cząstkami stałymi w probówce zawierającej proszek jest równoważna wiązce kapilar. Działanie kapilarne sprawia, że materiał jest zwilżalny. Ciecz na powierzchni stałego proszku wnika do kolumny proszku. Ponieważ działanie kapilarne zależy od napięcia powierzchniowego cieczy i kąta zwilżania ciała stałego, pomiar przepuszczalności cieczy o znanym napięciu powierzchniowym w kolumnie proszku może zapewnić kontakt cieczy z wiedzą o kącie proszku.