气泡滚动角测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气泡滚动角测试仪，具体为一种用于测量气泡在浸没于液体中的样品表面滚动时滚动角大小的测量仪器。
【背景技术】
[0002]滚动角测量是表征一个特定表面润湿性的重要方法，也是常用的一种测量材料表面润湿性的方法。液滴滚动角是指液滴在倾斜表面上刚好发生滚动时，倾斜表面与水平面所形成的临界角度，即当液滴放置在固体倾斜表面而达到一种滚动前的临界状态时，固体表面倾斜的角度，通常以α表示。目前市面上已经存在测量液滴滚动角的滚动角测试仪，其测量原理为在某一水平放置的样品上滴上一个小液滴，然后将样品绕一个与水平面平行的轴转动使其倾斜;在此过程中，样品的倾斜角度不断加大，并用摄像机观察液滴的情况；当液滴刚开始滚动时记录样品与水平面所形成的倾角即为液滴滚动角。
[0003]现有的液滴滚动角测试仪由于其空间结构限制使其只能安装体积不能太大的摄像机，即清晰度较差的小型摄像机，因此液滴滚动角测量结果的准确性会受到影响；同时，现有的液滴滚动角测试仪由于其空间结构的限制使其无法与其他实验装置、观察测量系统对接。而如果将现有的液滴滚动角测试仪的空间结构改造为能够与大型摄像机对接，则液滴滚动角测试仪的制造成本将大幅提升。
[0004]本实用新型提供了一种气泡滚动角测试仪，在此之前，从未有人使用气泡滚动角表征材料的性能，也没有相应的专用实验装置测量气泡滚动角，该实用新型填补了本技术领域的这一空白。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种气泡滚动角测试仪，进而更加准确、方便地测定材料的气泡滚动角，进而表征材料表面的亲疏气性等性能。
[0006]本实用新型第一方面涉及一种气泡滚动角测试仪，其包括检测装置15、光源3和观测装置I;其中所述检测装置15能围绕主轴5转动;所述观测装置I能够观测到气泡的运动情况；
[0007]所述检测装置15包括样品夹持装置、打气泡装置14和能测定所述主轴5转动角度的角度传感器7;所述样品夹持装置包括竖直的底板13、与所述底板13侧面垂直相连的样品台支撑板12以及位于所述样品台支撑板12下方并与其密闭连接的中空透明样品盒8;所述样品盒8内部顶端设有固定在所述样品台支撑板12下方的用于固定放置待测样品10的样品台11;所述主轴5位于所述检测装置15的一端与所述底板13刚性连接;所述光源3产生的光线能够透过所述样品盒8;所述样品盒8上部具有均能开闭的进水排水管9和排气口，下部具有能开闭的样品盒盖2;
[0008]所述打气泡装置14包括气体产生装置和气体输送管道，其中所述气体输送管道的一端与所述气体产生装置气体连通，另一端穿过所述样品台支撑板12通至所述待测样品10的底面下方。所述样品盒8由石英等透明材料制成。优选地，所述光源3位于所述底板13和所述样品盒8之间。
[0009]其中所述气泡滚动角的概念与液滴滚动角类似，是指样品完全浸没于液体中并使样品由水平面逐渐倾斜时，附着在样品底面的气泡在倾斜表面上刚好发生滚动时，倾斜表面与水平面所形成的临界角度，即当气泡放置在完全浸没在水中的固体倾斜底面而达到一种滚动前的临界状态时，固体表面倾斜的角度，本文中以β表示。测量液滴滚动角和测量气泡滚动角最大的不同就在于液滴滚动角的样品放置于空气中，而气泡滚动角的样品要求完全浸没于液体中。
[0010]在本实用新型优选的实施方案中，所述检测装置15整体可360°围绕所述主轴5转动。这样设置的目的一方面为便于放置或取出样品，当放置或取出样品时，可将所述样品盒盖2旋转至最上方，从而方便放置或取出样品；另一方面为当将所述样品盒盖2旋转至最下方时便于从所述样品盒8中排水。
[0011]在本实用新型优选的实施方案中，所述气体输送管道的一端位于所述待测样品10底面下方l-3mm处。
[0012]在本实用新型进一步优选的实施方案中，所述气体输送管道的一端位于所述待测样品10底面正中间。这样的情况下，产生的气泡更便于通过观测装置I观察。
[0013]在本实用新型优选的实施方案中，所述气体产生装置为通过精密滚珠丝杠来精确控制活塞移动量的注射器。在本实用新型优选的实施方案中，所述观测装置I为任何体积大小的摄像机或其他观测系统。
[0014]在本实用新型进一步优选的实施方案中，所述摄像机为大倍数高清高速摄像机。
[0015]在本实用新型优选的实施方案中，所述打气泡装置14中的气体产生装置产生的气泡位置与大小可控。产生的气泡位置与大小可控更便于观测装置I的观测，进而提高测定结果准确性。其中气泡的大小对气泡滚动角的测定具有一定的影响，所述气泡的内气体的体积优选为6-30yL，更优选为10-25yL。
[0016]该装置的操作原理如下：首先通过转动主轴5将样品台11下表面调至水平，再开启样品盒盖2将待测样品10固定在所述样品台11上并盖紧所述样品盒盖2;测定过程中，优选地所述待测样品10下表面一中线与所述主轴5轴线重合。通过进水排水管9将液体注满样品盒8，打开光源3使光线透过样品盒8，通过观测装置I观察待测样品10下表面。精确控制气泡产生装置使其在液体中打出气泡，气泡上浮并停留在待测样品10下表面;优选地调节气体输送管道位于所述待测样品10下的一端，使产生的气泡正好可以停留在待测样品10下表面的中线位置处。转动主轴5，当气泡刚刚开始相对待测样品10滚动时记录此时主轴5相对于水平面的转角Ct1。转动主轴5将待测样品10下表面调至水平，再往待测样品10下表面上打一个气泡，向另一方向转动主轴5直至气泡刚刚开始相对待测样品10滚动时记录此时主轴5相对于水平面的转角α2。气泡滚动角β= ( I αχ I + I α21 )/2，β角即为气泡滚动角，为两次测得的角度绝对值的平均值。
[0017]本实用新型第二方面涉及根据本实用新型第一方面所述的气泡滚动角测试仪用于测定固体亲疏气性质的用途。
[0018]本实用新型的优点在于：
[0019]1、在本实用新型的气泡滚动角测试仪之前，从未有人使用气泡滚动角表征材料的性能，也没有相应的专用实验装置测量气泡滚动角，该实用新型填补了本技术领域的这一空白，可使用本实用新型的气泡滚动角测试仪测定样品表面的亲疏气性能，当然不排除本实用新型的装置还可以用于其他性能的测定或表征。
[0020]2、本实用新型的气泡滚动角测试仪解决了现有的液滴滚动角测试仪由于其空间结构限制使其只能安装清晰度较差的小型摄像机的问题;本实用新型中全新的检测装置、打气泡装置和角度传感器的空间结构设计使其可以使用任何体积大小的摄像机(例如大倍数高清高速摄像机)或其他观测系统观察样品和气泡而不仅限于小型摄像机，使得其可以使用大体积摄像机，同时这种结构设计也可以方便地将该仪器作为一个模块与其他实验装置、观察测量系统对接。
[0021]3、本实用新型的气泡滚动角测试仪能够在样品表面产生大小可控的气泡并且可以控制气泡的位置，这用现有仪器是无法实现的，更便于检测装置对气泡的观测。
【附图说明】
[0022]图I为本实用新型的气泡滚动角测试仪整体结构示意图。
[0023]图2为本实用新