[发明专利]一种接触角测量装置

说明书

本发明涉及一种接触角测量装置，通过在对液滴图像进行处理，拟合得到液滴倒影和液滴本身边缘的拟合线，两条拟合线的交点即为基点，连接两个交点即为基线，可以克服现有技术中图像中液、固交界处的识别困难，导致基线的获取不准确的问题，提高基线的获得精度，提高接触角的测量精度。

技术领域

本发明涉及一种接触角测量装置，属于亲水性测量技术领域。

背景技术

测定样品的亲水性的一种常用方法就是静态接触角法测量法，如国家标准GB/T24368-2009，采用接触角法测量法测量亲水性时，先要在样品上滴上一水滴，水滴在滴在样品后会形成一个水珠，在水珠边缘线与样品的交点做水珠边缘线的切线，切线与样品表面的夹角即为接触角，接触角越小说明亲水性越好。然而要在水珠上准确测量出静态接触角并不简单。一种方法是通过量角器直接测量水珠的静态接触角，但由于测量静态接触角时水珠较小，而人的肉眼对切线的分辨力有限，致使测量结果精确度有限且受人为因素影响较大。

随着数码相机的普及和分辨率的提高，根据拍得水珠图像而计算静态接触角方法的研究正逐步开展。常用的一种静态接触角法的测量方法，即对水珠图像进行拍摄，然后在得到的水珠的图像上获得水珠边缘后再使用多项式拟合获得气、液、固交界处曲线方程，其中液、固交界处(水珠与样品的交界面)作为基线，气、液交界处(水珠与空气的交界面)拟合形成水珠边缘曲线，根据水珠边缘曲线和基线即可方便得到接触角。但是液、固交界处的识别获得比较困难，导致基线的获取不准确，从而影响接触角的测量精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服现有技术中液滴测量接触角中基线的获取不准确、接触角的测量精度差问题，提供一种基线的获取准确、提高接触角的测量精度的接触角测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种接触角测量装置，包括用于放置样品的载物台，用于向载物台上的样品滴上水珠的滴管，用于对液滴进行水平拍摄的摄像头，光源，以及用于接收所述摄像头拍摄的图像并对图像进行处理的以得到接触角的处理单元；其特征在于：

所述处理单元能够执行以下步骤：

分别识别出图像中液滴倒影和液滴本身的边缘并对图像中液滴倒影和液滴本身的边缘分别进行曲线拟合形成拟合线；

液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线的两个交点为基点，连接两个基点得到基线；

选取其中一个基点，以该基点做液滴本身边缘的拟合线的切线，计算该切线与基线的夹角即为接触角；

输出接触角。

优选地，本发明的接触角测量装置，在对图像中液滴倒影中的边缘进行曲线拟合时，如果仅能识别出液滴的倒影两端的边缘线时，则通过两端的边缘线形成整个液滴倒影的拟合曲线。

优选地，本发明的接触角测量装置，曲线拟合采用霍夫圆/霍夫多项式拟合方法。

优选地，本发明的接触角测量装置，通过图像得到基点和基线后，还包括测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离，然后比较两个距离的差值，如果差值比例小于1％，则确定为最终基点和最终基线，如果差值比例大于1％，则重新对液滴倒影边缘和/或液滴本身边缘进行拟合，并重新确定基点和基线，直至液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离之间的差值比例小于1％。

优选地，本发明的接触角测量装置，测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离的方法为，做基线的中垂线，中垂线分别与液滴倒影边缘的拟合线和液滴本身边缘的拟合线的交点到基线的长度分别为量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离。