本發(fā)明涉及測量裝置，具體而言，尤其涉及一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、液體在固體表面的接觸角測量技術(shù)作為眾多界面表征技術(shù)手段被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，在航空制造、海事領(lǐng)域、芯片產(chǎn)業(yè)、軍工研發(fā)、醫(yī)藥抗菌材料、浮選工業(yè)、納米科技、污水處理、油墨、化妝品、農(nóng)藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂等科技前沿與貼近日常生活的新材料開發(fā)中都有著重要價(jià)值，需求量特別大。測量液體在固體表面的接觸角大多都是先在固體表面形成一定體積的液滴，之后通過圖像處理技術(shù)進(jìn)行分析得到所需的接觸角。

2、目前市場上接觸角測量儀型號繁多，大體上所采用的原理相同，只是在硬件配置有所差異，總體上測量精度都已經(jīng)達(dá)到±0.01°，測量范圍達(dá)到±180°，但受制于其自身的體積、重量以及計(jì)算設(shè)備的限制，難以實(shí)現(xiàn)便攜。為了滿足基本測量需求，市場上的接觸角測量儀集成了許多功能，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和常規(guī)測量過程中很少用到這些功能?，F(xiàn)有接觸角測量設(shè)備銷售價(jià)格昂貴、自動(dòng)化程度低、不可拆卸、需要特定的專業(yè)人員操作等，使得在相關(guān)領(lǐng)域中的測量難度加大、成本大幅增加，不利于相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展與研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出現(xiàn)有接觸角測量儀器受制于其自身的體積、重量以及計(jì)算設(shè)備的限制，難以實(shí)現(xiàn)便攜的技術(shù)問題，在圖片滴液的像素精度，測量誤差較大的技術(shù)問題，而提供一種便攜式接觸角測量裝置及方法。本發(fā)明主要利用滑軌支撐機(jī)構(gòu)將影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)滑動(dòng)固定于底座上，相互之間均采用可拆卸連接方式連接，使其便于拆卸攜帶；同時(shí)設(shè)置影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)能夠使其在圖片液滴的像素精度提高，減少了測量誤差的問題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，包括：底盤、底盤滑軌、滑軌夾座、影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)；所述底盤的頂端與底盤滑軌連接；所述底盤滑軌的頂端連接有若干個(gè)滑軌夾座；所述滑軌夾座的頂部分別用于固定影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)；

4、所述影像夾持機(jī)構(gòu)用于夾持液滴的圖像采集裝置；

5、所述流體夾持機(jī)構(gòu)用于夾持注射器進(jìn)行控制被測液滴的體積大小，同時(shí)控制液滴對應(yīng)第二載物臺的液滴位置；

6、所述光源機(jī)構(gòu)用于調(diào)整測量過程中平行光源的強(qiáng)度。

7、進(jìn)一步地，所述滑軌夾座由上下兩組夾座組成，通過調(diào)節(jié)螺鈕調(diào)節(jié)夾持力度。

8、進(jìn)一步地，所述影像夾持機(jī)構(gòu)包括：第一載物臺、第一固定支架、微調(diào)滑塊和手機(jī)夾持架；所述第一載物臺固定于第一滑軌夾座的頂部；所述第一固定支架的底部安裝于第一載物臺頂部的限位槽內(nèi)；所述第一固定支架的頂部側(cè)面連接有微調(diào)滑塊；所述微調(diào)滑塊的一側(cè)連接有手機(jī)夾持架；所述微調(diào)滑塊的側(cè)壁上設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺鈕；所述手機(jī)夾持架通過調(diào)節(jié)固定螺帽調(diào)整夾持手機(jī)。

9、進(jìn)一步地，所述流體夾持機(jī)構(gòu)包括：第二載物臺、第二固定支架和注射器鎖緊環(huán)；所述第二載物臺的中心螺孔通過墊塊與第二滑軌夾座頂部的螺孔連接；所述第二固定支架的底部安裝于第二載物臺頂部的限位槽內(nèi)；所述第二固定支架的頂部側(cè)面設(shè)有注射器鎖緊環(huán)；所述注射器鎖緊環(huán)用于夾持注射器。

10、進(jìn)一步地，所述光源機(jī)構(gòu)包括：平行光源板、固定塊和緊固墊片；所述固定塊通過螺栓與第三滑軌夾座頂部的螺孔連接；所述平行光源板的底座夾持于固定塊的底部；所述平行光源板的后部設(shè)有緊固墊片；所述緊固墊片通過螺栓與螺母進(jìn)行固定。

11、進(jìn)一步地，所述平行光源板采用led平板光源發(fā)射平行冷光進(jìn)行照明。

12、進(jìn)一步地，所述圖像采集裝置為手機(jī)。

13、一種便攜式接觸角測量的圖像采集方法，基于上述一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，包括步驟如下：

14、s1：首先將手機(jī)倒放夾持在手機(jī)夾持架內(nèi)，調(diào)節(jié)固定螺帽將手機(jī)進(jìn)行固定；

15、s2：使用注射器抽取所需檢測液體樣本，將注射器夾持于注射器鎖緊環(huán)中，再進(jìn)行調(diào)節(jié)注射器的高度，注射器的針頭距離第二載物臺的距離為0.3mm；

16、s3：在將平行光源板開啟，調(diào)整至冷光模式；

17、s4：在通過調(diào)節(jié)第一固定支架頂部的微調(diào)滑塊位置，使手機(jī)拍攝位置與第二載物臺頂端的液滴位置相匹配；通過調(diào)節(jié)各滑軌夾座位于底盤滑軌的位置，將影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)調(diào)整至相對應(yīng)位置，使手機(jī)攝像頭、第二載物臺的平面和平行光源板的光源位于同一條光路上，使手機(jī)攝像頭所拍攝的圖片保持清晰可見的狀態(tài)；

18、s5：緩慢推動(dòng)注射器推桿，將所需檢測液體滴到第二載物臺的平面上，此時(shí)手機(jī)屏幕正中央出現(xiàn)被測液滴清晰的輪廓曲線，同時(shí)拍照獲取接觸角測量的圖像采集。

19、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

20、1、本發(fā)明提供的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置及方法，通過在底盤上設(shè)置底盤滑軌，底盤滑軌上通過滑軌夾座固定影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了獲取接觸角測量所需的圖像采集。

21、2、本發(fā)明的各機(jī)構(gòu)之間均采用可拆卸連接方式，可以實(shí)現(xiàn)全部拆卸，組裝簡單，具有便攜性；體積小，費(fèi)用低，易于操作，測量效率高。

22、3、本發(fā)明通過調(diào)平設(shè)計(jì)：底盤螺絲的旋動(dòng)，能夠調(diào)節(jié)裝置水平角度；影像夾持機(jī)構(gòu)：可兼容市面上全部手機(jī)尺寸；手機(jī)夾持架u形槽設(shè)置：能夠防止音量鍵及關(guān)機(jī)鍵誤觸；鏤空設(shè)計(jì)：在保證機(jī)械強(qiáng)度的前提下，可以節(jié)省材料，保證裝置的輕便、美觀。

23、4、本發(fā)明通過設(shè)置光源機(jī)構(gòu)能夠有效解決光源散射、衍射、漫反射對液滴成像的影響，保障成像真實(shí)、精確，從源頭上保證數(shù)據(jù)的精確性。

技術(shù)特征：

1.一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，包括：底盤(1)、底盤滑軌(2)、滑軌夾座、影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)；所述底盤(1)的頂端與底盤滑軌(2)連接；所述底盤滑軌(2)的頂端連接有若干個(gè)滑軌夾座；所述滑軌夾座的頂部分別用于固定影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，所述滑軌夾座由上下兩組夾座組成，通過調(diào)節(jié)螺鈕(8)夾持力度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，所述影像夾持機(jī)構(gòu)包括：第一載物臺(301)、第一固定支架(302)、微調(diào)滑塊(303)和手機(jī)夾持架(304)；所述第一載物臺(301)固定于第一滑軌夾座(3)的頂部；所述第一固定支架(302)的底部安裝于第一載物臺(301)頂部的限位槽內(nèi)；所述第一固定支架(302)的頂部側(cè)面連接有微調(diào)滑塊(303)；所述微調(diào)滑塊(303)的一側(cè)連接有手機(jī)夾持架(304)；所述微調(diào)滑塊(303)的側(cè)壁上設(shè)有旋轉(zhuǎn)螺鈕(306)；所述手機(jī)夾持架(304)通過調(diào)節(jié)固定螺帽(305)調(diào)整夾持手機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，所述流體夾持機(jī)構(gòu)包括：第二載物臺(401)、第二固定支架(402)和注射器鎖緊環(huán)(403)；所述第二載物臺(401)的中心螺孔通過墊塊與第二滑軌夾座(4)頂部的螺孔連接；所述第二固定支架(402)的底部安裝于第二載物臺(401)頂部的限位槽內(nèi)；所述第二固定支架(402)的頂部側(cè)面設(shè)有注射器鎖緊環(huán)(403)；所述注射器鎖緊環(huán)(403)用于夾持注射器(7)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，所述光源機(jī)構(gòu)包括：平行光源板(501)、固定塊(502)和緊固墊片(503)；所述固定塊(502)通過螺栓與第三滑軌夾座(5)頂部的螺孔連接；所述平行光源板(501)的底座夾持于固定塊(502)的底部；所述平行光源板(501)的后部設(shè)有緊固墊片(503)；所述緊固墊片(503)通過螺栓與螺母進(jìn)行固定。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，所述平行光源板(501)采用led平板光源發(fā)射平行冷光進(jìn)行照明。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，所述圖像采集裝置(6)為手機(jī)。

8.一種便攜式接觸角測量的圖像采集方法，基于權(quán)利要求1-7任意權(quán)利要求所述的一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置，其特征在于，包括步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種便攜式接觸角測量的圖像采集裝置及方法。包括：底盤、底盤滑軌和滑軌夾座；所述底盤的頂端與底盤滑軌連接；所述底盤滑軌的頂端連接有若干個(gè)滑軌夾座；所述滑軌夾座的頂部分別用于固定影像夾持機(jī)構(gòu)、流體夾持機(jī)構(gòu)和光源機(jī)構(gòu)；所述影像夾持機(jī)構(gòu)用于夾持液滴的圖像采集裝置；所述流體夾持機(jī)構(gòu)用于夾持注射器進(jìn)行控制被測液滴的體積大小，同時(shí)控制液滴對應(yīng)第二載物臺的液滴位置；所述光源機(jī)構(gòu)用于調(diào)整測量過程中平行光源的強(qiáng)度。本發(fā)明相比傳統(tǒng)精密接觸角測量儀，通過分析比較，該裝置大大提高了工作效率，測量數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確無偏差，在保證精確度極高的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)拆卸，并且測量快速，該測量裝置攜帶方便，操作簡單，價(jià)格低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：李夢琪,鄭智峰,孫亞,胡利德,孫夕重
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連海事大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19