光学法界面张力仪通过捕捉液滴或液桥在固体表面的轮廓形态,利用物理光学原理精确计算液体的表面张力与固液间的接触角,从而揭示材料的润湿性、吸附性与界面能等关键性质。相较于传统的铂金环/板法,
光学法界面张力仪具有非接触、高精度、可动态测量、适用于微量样品等优势,尤其适合研究纳米流体、高粘度液体或动态润湿过程。

1、高分辨率摄像头
功能:实时采集液滴或液桥的侧视轮廓图像;
技术特点:
采用高帧率(可达1000fps)、高分辨率(>100万像素)工业相机,确保图像清晰、细节丰富;
配备低畸变镜头,减少成像失真;
支持背光或侧光照明模式,增强液滴边缘对比度。
2、精密注射单元
功能:以微升级精度控制液体的注入、回收与体积变化;
组成与精度:
由步进电机驱动的微量注射泵,配合平流泵或注射器,实现纳升级(nL)至微升级(μL)的精确输液;
可编程控制进液速度(如0.1-100μL/min),用于动态接触角测量(前进角/后退角);
配备超细针头(如0.1-1.0mm),减少对液滴形态的干扰。
3、三维可调样品台
功能:承载固体样品或液池,实现多维度精确定位;
特点:
支持X、Y、Z三向手动或电动调节,精度可达1-10μm;
台面平整,可适配不同尺寸样品(如硅片、金属片、纤维);
部分型号具备旋转功能,用于各向异性材料测量。
4、光学照明系统
功能:提供均匀、稳定、无眩光的照明,突出液滴轮廓;
类型:
背光照明:将光源置于样品后方,形成高对比度剪影图像;
侧光照明:适用于透明或低对比度液体;
LED冷光源,寿命长、发热低、亮度可调。
5、图像处理与分析软件
功能:
实时捕捉并处理液滴轮廓,自动识别边缘;
采用多种理论模型(如Young-Laplace方程拟合、切线法、圆拟合法)计算接触角与表面张力。
软件优势:
图形化界面,操作直观;
支持静态、动态(循环进液/回液)、振荡液滴等多种测量模式;
可计算表面自由能、铺展系数、粘附功等衍生参数;
数据自动存储、导出与报告生成。