تأثير حالة العينة

خصائص سطح العينة هي أساس تحديد دقة قياس زاوية الاتصال و هي أيضا من العوامل الرئيسية التي يمكن تجاهلها بسهولة .

جوهر قياس زاوية الاتصال بين التسطيح و نظافة سطح العينة هو التقاط خط تقاطع بين قطرات السائل و سطح صلب ( ثلاث مراحل خط الاتصال ) . إذا كان هناك خدوش ، والاكتئاب ، نتوءات أو خشونة كبيرة على سطح العينة ، فإنه يمكن أن يؤدي إلى تفاوت انتشار قطرات السائل و تشوه من ثلاث مراحل خط الاتصال . على سبيل المثال ، قطرة من سطح خشن يمكن أن يكون " تعلق " تأثير ، قياس زاوية الاتصال يمكن أن تكون عالية أو منخفضة ، والتكرار سيئة للغاية . وفي الوقت نفسه ، الملوثات على سطح العينة ( مثل الغبار ، الشحوم ، المذيبات المتبقية ) يمكن أن تغير طاقة السطح الحرة ، مما يؤدي إلى تغيير في التبلل . على سبيل المثال ، النفط وصمة عار على سطح المعدن يمكن أن تزيد من زاوية الاتصال بشكل ملحوظ ، في حين أن بقايا المذيبات ماء يمكن أن تقلل من زاوية الاتصال ، وجود هذه الملوثات يمكن أن تجعل قياس النتائج تنحرف عن الأداء الحقيقي من العينة . ولذلك ، يجب تنظيف العينة ( مثل التنظيف بالموجات فوق الصوتية تنظيف البلازما ) قبل الاختبار ، وضمان سطح جاف دون بقايا .

إذا كانت العينة هي المواد المركبة ، والطلاء ، أو التدرج في المواد ، وعدم التجانس في تكوين سطح وهيكل يؤدي إلى اختلاف كبير في زاوية الاتصال في مواقع مختلفة . على سبيل المثال ، عينة مع تفاوت سمك الطلاء ، سطح الطاقة من منطقة رقيقة وسميكة منطقة طلاء مختلفة ، وقياس زاوية الاتصال يمكن أن تتقلب بشكل ملحوظ . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الاستقرار الكيميائي من العينة يمكن أن تؤثر أيضا على دقة -- إذا كان هناك تفاعل كيميائي بين العينة و اختبار السائل ( على سبيل المثال ، الذوبان ، تورم ، التحلل ) ، قطرات سوف تشوه تدريجيا مع مرور الوقت ، زاوية الاتصال سوف تتغير باستمرار ، لا يمكن الحصول على قياس قيمة مستقرة .

عند قياس زاوية الاتصال الديناميكي ( على سبيل المثال ، إلى الأمام والخلف زاوية قياس ) أو باستخدام طريقة ويليام المجلس ، الموصلية الكهربائية من العينة سوف تؤثر على دقة القياس من ثلاث مراحل الاتصال خط . إذا كان معزول عينة لا تعامل مع التوصيل الكهربائي ، فإنه قد يؤدي إلى انحراف القطرة بسبب تأثير الكهرباء الساكنة ، أو تؤثر على إشارة الكهروضوئي من الصك ، مما يؤدي إلى خطأ في القياس .

تأثير تكوين الأجهزة

الحد من دقة القياس يتحدد مباشرة من الأجهزة الأساسية من الصك .

أداء نظام التصوير أداة قياس زاوية الاتصال يعتمد على نظام التصوير ( كاميرا + عدسة ) لالتقاط صورة ظلية من قطرات السائل ، جودة التصوير هو شرط مسبق دقة تحليل زاوية الاتصال .

دقة الكاميرا : كاميرا عالية الدقة ( على سبيل المثال ، أكثر من 2 ميجا بكسل ) يمكن التقاط تفاصيل واضحة من حافة القطرة ، لتجنب عدم كفاية بكسل بسبب كفاف المناسب الخطأ ؛ انخفاض القرار الكاميرا يمكن أن تجعل حافة القطرة ضبابية ، ثلاث مراحل الاتصال خط الاعتراف غير دقيقة .

عدسة التكبير و عمق الميدان : عند قياس قطرات صغيرة ( على سبيل المثال ، 1-5 μ ل ) ، يجب أن تكون مطابقة مع عدسة ماكرو عالية الطاقة ، عدسة يجب أن يكون ما يكفي من عمق الميدان لضمان كامل صورة واضحة من قطرات . إذا كان عمق الميدان غير كافية ، الجزء العلوي والجزء السفلي من قطرات لا يمكن عرضها بوضوح في وقت واحد .

الاستقرار والتوحيد من مصدر الضوء : مصدر الضوء يجب أن توفر موحدة ، لينة الخلفية ، لتجنب حافة القطرة تظهر انعكاس الضوء أو الظل . إذا كان مصدر الإضاءة غير مستقرة أو زاوية الإضاءة غير لائق ، سوف يؤدي إلى تشوه صورة قطرة ، أداة تحليل الصور خوارزمية لا يمكن استخراج المعلومات بدقة الحافة .

دقة نظام أخذ العينات نظام أخذ العينات ( microinjector + autoinjector ) يتحكم في حجم وموقع قطرات ، والتي تؤثر بشكل مباشر على دقة شكل قطرات :

دقة حجم القطرة : هناك بعض العلاقة بين زاوية الاتصال و حجم القطرة ( قطرات صغيرة تتأثر الجاذبية ، زاوية الاتصال هو أقرب إلى القيمة الحقيقية ؛ قطرات كبيرة تميل إلى الانخفاض بسبب الجاذبية ، مما يؤدي إلى انخفاض قيمة القياس ) ، لذلك فمن الضروري التحكم بدقة حجم القطرة ( عادة ما يوصى 1-3 ميكرولتر ) . من السهل أن يسبب تذبذب حجم القطرة بسبب خطأ في العملية ، ولكن دقة عالية التلقائي حاقن ( الدقة ± 0.1 ميكرولتر ) يمكن أن تضمن حجم القطرة تتساقط في نفس الوقت ، وتحسين قياس التكرار .

الاستقرار في إسقاط الكلمات : قطرة السائل يجب أن تسقط عموديا إلى مركز سطح العينة ، إذا كان الانحراف الرأسي أو إسقاط الكلمات انحراف إبرة الحقن ، قطرة السائل يمكن أن تنزلق على سطح العينة ، مما يؤدي إلى عدم انتظام من ثلاث مراحل خط الاتصال ، وانخفاض دقة القياس .

حساب زاوية الاتصال من خوارزميات تحليل الصور يعتمد على خوارزميات تحليل الصور البرمجيات .

الخوارزميات المستخدمة في كثير من الأحيان تشمل القطع الناقص المناسب ( متناسق قطرات السائل ) ، الشباب معادلة لابلاس المناسب ( الجاذبية قطرات السائل ) ، المماس ( دليل المناسب ، خطأ كبير ) . من بينها ، الشباب معادلة لابلاس الأسلوب المناسب يأخذ في الاعتبار التوتر السطحي والجاذبية توازن قطرات السائل ، هو الأكثر دقة الخوارزمية ، ومناسبة لقياس دقة عالية . المماس الأسلوب يعتمد على الحكم الذاتي من المشغلين .

عالية الجودة برامج التحليل أيضا لديه وظيفة تعزيز الحافة ، تصفية الضوضاء ، ويمكن التعامل مع الصور الضبابية على نحو فعال ، وتحسين دقة كفاف الاعتراف . ومع ذلك ، الخوارزمية من البرمجيات منخفضة الجودة الخام ، والتي من السهل أن تكون منزعجة من ضجيج الصورة ، مما يؤدي إلى تذبذب نتائج القياس .

ثالثاً - أثر أساليب العمل

درجة التشغيل القياسية من المشغلين هو المفتاح لضمان دقة القياس .

بعد السيطرة على قطرة قطرة قطرة على سطح العينة ، فإنه يحتاج إلى بعض الوقت ( عادة 3-10 ثوان ) لتحقيق التوازن الحراري . إذا كان الوقت قصير جدا ، قطرات لا تنتشر تماما ، وقياس زاوية الاتصال عالية ؛ إذا كان الوقت لا يزال طويلا جدا ، قطرات السائل قد تشوه بسبب التبخر ( متقلبة السائل ) أو الامتزاز ( المسامية عينة ) ، مما يؤدي إلى الانجراف من قياس القيمة .

بسبب عدم التجانس في سطح العينة ، نتيجة قياس واحد عادة ما تكون غير ممثلة . تكرار القياسات المطلوبة في مواقع مختلفة ( على الأقل 5 ) من العينة ، مع متوسط النتيجة النهائية . إذا كان قياس في موقع واحد فقط ، نتيجة الانحراف بسهولة بسبب العيوب المحلية أو الملوثات . وفي الوقت نفسه ، ينبغي تجنب اختيار منطقة هامشية من العينة عند قياس الطاقة السطحية من حافة المنطقة الوسطى قد تكون مختلفة ، مما يؤدي إلى زاوية الاتصال غير طبيعي .

الأدوات المعيارية المستخدمة في عملية المعايرة يجب معايرة قبل الاستخدام ، بما في ذلك تشويه العدسة المعايرة ، معايرة حجم القطرة و زاوية الاتصال معايرة عينة قياسية :

تشويه العدسة يمكن أن يؤدي إلى تشوه هندسي من قطرات الصورة .

معايرة حجم القطرة يجب التحقق من صحة طريقة وزنها .

زاوية الاتصال عينة قياسية ( على سبيل المثال ، مصقول رقاقة السيليكون ، بولي تترافلوروإيثيلين رقاقة ) يمكن استخدامها للتحقق من دقة القياس من الصك .