[发明专利]一种基于微悬臂梁的液滴附着力检测系统

说明书

本发明涉及一种基于微悬臂梁的液滴附着力检测系统，具体包括激光器、微悬臂梁、微梁夹持台、微液滴注射器、注射器支架、光电探测器、显微摄像头、摄像头支架、数据采集卡和计算机等，所述微悬臂梁前端向前悬伸为自由端，所述微量进样器底部为注射器亲水液孔，在进样器支架的夹持下纵向移动，以用于控制液滴在微悬臂梁表面上下移动，通过激光束照射微悬臂梁的尖端，对液滴在微悬臂梁表面的吸附‑脱附过程进行检测，得到液滴在固体表面吸附‑脱附的力学曲线，可简单，精确的得到液滴与微悬臂梁表面之间的纵向附着力。

技术领域

本发明涉及液滴附着力检测，更具体地说是一种固液界面液滴附着力检测系统。

背景技术

固液界面间的粘附作用是影响液相在固体表面动态性能的关键因素，界面附着力的检测在理论研究和实际应用中均受到广泛关注，是疏液表面迈向实际应用的关键突破点。传统的液滴附着力的测量是利用不同强度的气流将基板上的液滴吹落，从而得到能将液滴吹落的最小气流强度，再经过计算得出液滴的附着力大小；在这一测量过程中，部分气流达到基板后首先会改变方向，然后再作用于液滴，因此对测量造成干扰。

在公开号为CN211825620的专利文献中公开了一种液滴附着力测量装置，其是在工作台的台面上放置待测基板和测量组件，测量组件有吸附面且吸附面朝向基板，测量组件可相对基板运动，用于在不同的角度和/或距离吸附基板上的液滴并读取测量组件所受到的吸附力；但这一检测方式是通过磁铁控制滑块驱动测量组件，大尺度的基板吸附液滴的灵敏度不能满足要求，使其检测精度受到极大的限制。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种基于微悬臂梁的液滴附着力检测系统，以实现对液滴附着力的高灵敏度的检测。

本发明一种基于微悬臂梁的液滴附着力检测系统，其特征是包括：一种基于微悬臂梁的液滴附着力检测系统，其特征是包括：

微悬臂梁，其尾部由微梁夹持台夹持，前端呈水平悬伸为自由端；

激光器，发射激光束沿着与微悬臂梁呈45°角的方向从下往上照射在微悬臂梁的自由端，并在所述微悬臂梁的自由端产生反射光束；

微量进样器，其利用进样器支架设置在微悬臂梁的自由端的上方，所述进样器支架能够带动微量进样器竖向上下移动，微量进样器的底部为注射器液孔，微量进样器中存放的样液能够由注射器推入注射器液孔并保持为液滴悬挂在所述注射器液孔上；

显微摄像头，由摄像头支架固定支撑在微悬臂梁的上方，用于拍摄获得所述液滴与微悬臂梁的粘附-脱附过程的图像；

光电探测器，设置在所述反射光的反射回路中，用于接受所述反射光，并由数据采集卡将采集获得的光电探测器的输出信号传输至计算机进行信号处理，实现液滴附着力的检测。

所述微量进样器液孔中的液滴初始状态下不与微梁接触，激光器发射的激光束经微悬臂梁反射后的光斑与探测器的中心位置重合；

首先控制进样器支架使微量进样器向下移动，直至悬挂在注射器液孔中的液滴与微悬臂梁自由端上表面发生接触，微悬臂梁向下发生偏移，光斑位置变化；

再次调整进样器支架，向上拖动液滴，使微梁恢复到平行状态，光斑重新与探测器中心重合；

最后控制进样器支架使微量进样器向上移动，液滴带动微悬臂梁自由端产生向上的偏移，直至液滴与微悬臂梁表面脱离；利用数据采集卡采集液滴上移过程中微梁的偏移量。

所述光电探测器为四象限探测器，光电探测器的感光靶面是以O点为中心点、以R为半径的圆面；光斑是以O′(x₀,y₀)为中心点、以r为半径的圆面；

以I_A、I_B、I_C和I_D一一对应表征由光电探测器检测获得的第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ和第Ⅳ象限的电流强度；