专利名称：一种可直接用于接触角仪的控温平台装置的制作方法
技术领域：
一种可直接用于接触角仪的控温平台装置技术领域[0001]本实用新型属温度检测装置领域，特别是涉及一种可直接用于接触角仪的控温平台装直O背景技术[0002]温敏材料表面的湿润行为对其实际应用具有重要的影响，接触角是表征液体对固体润湿程度的重要参数。由于温敏材料一般存在一个最低临界溶解温度(LCST)，温敏材料的润湿行为在LCST附近会发生显著的变化，如目前应用很广泛的聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm)，其LCST为32°C，这个温度接近人体的温度，所以在材料上涂覆PNIPAAm具有很好的应用前景。从接触角的图像分析，我们可以直观地看到液滴大小的变化，再根据接触角数值大小，可以得到材料表面接触角大小随温度的变化关系。[0003]以往的接触角研究都只是在特定的温度下测量，然后只能静态地分析材料的亲水疏水性能，而不能研究在变化的温度下材料表面接触角的变化。因此，我们将接触角测量仪与控温平台装置联合使用，在同样的条件下，可以得到不同温度下对应的材料表面接触角的大小，并且可以观察到在材料的LCST附近温敏材料表面的亲水疏水的变化程度。申请号 03121050. 3，授权公告号CN1265201C的中国发明专利申请，公开了一种测量高温熔体表面张力、接触角和密度的装置。它是利用高温炉管加热样品熔融，由照相机在线拍摄熔体的轮廓图像，启动软件进行图像处理计算得到每个时刻熔体的表面张力、接触角等数值。但此种装置存在的缺陷是只能测得熔体的表面接触角，既限制了温度的使用范围，又限制了测试液体的选择范围。申请号为200910034768. X的发明专利公开了一种控温湿同步测量液滴温度、表面张力、接触角的装置。它是通过0.01mm型微型热电偶测得水滴温度。它的试样盒对面两侧开长方形窗口，窗口装双层光学玻璃，双层光学玻璃之间抽真空，此种装置的缺点在于如果在只需要讨论温度对材料表面接触角大小的影响时，它的设计过于繁杂而不能简单直接地测得温度对材料表面润湿行为的影响。发明内容[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，能直接测量温度与材料表面接触角，可以连续改变温度，在不同温度下测得材料表面接触角的大小。[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，包括电热板、升降台、机架、数字温度计、测温探头、直流稳压电源，所述的电热板固定在升降台上表面；所述的升降台固定于机架中间部分，用以调节电热板的高度； 所述的电热板上表面水平，用以固定待测试样；所述的数字温度计连接有一测温探头，所述的测温探头直接与电热板接触；所述的电热板两端分别用导线连接直流稳压电源的正负两极，所述的直流稳压电源用以调节电热板的温度。[0006]所述的机架左端固定有接触角仪光源，右端固定有高速摄像系统，所述的高速摄像系统与所述的接触角仪光源在同一高度；所述的高速摄像系统与计算机系统相连。[0007]所述的升降台正上方设有微量进样计。[0008]所述的数字温度计测量范围是0 300°C。[0009]所述的直流稳压电源额定电压为30V，额定电流为2A。[0010]有益效果[0011]本实用新型能直接测量温度与材料表面接触角，可以连续改变温度，在不同温度下测得材料表面接触角的大小，从而得到材料表面接触角随温度的变化关系，用以研究材料表面的润湿行为等。本实用新型设计合理、结构清晰、操作简便，具有很强的实用价值。
[0012]图1是本实用新型结构示意图。[0013]图2是本实用新型及其外围设备所组成的接触角仪整体结构示意图。[0014]图3是本实用新型实施例中聚合薄膜表面接触角随温度的变化图。[0015]1.机架2.升降台3.测温探头4.电热板5.待测试样[0016]6.接触角仪光源7.数字温度计8.导线9.直流稳压电源[0017]10.微量进样计11.高速摄像系统12.计算机系统具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。[0019]实施例[0020]如图1所示，本实用新型包括电热板4、升降台2、机架1、数字温度计7、测温探头 3、直流稳压电源9，所述的电热板4固定在升降台2上表面；所述的升降台2固定于机架1 中间部分，用以调节电热板4的高度；所述的电热板4上表面水平，用以固定待测试样5 ；所述的数字温度计7连接有一测温探头3，所述的测温探头3直接与电热板4接触，所述的数字温度计7测量范围是0 300°C;所述的电热板4两端分别用导线8连接直流稳压电源9 的正负两极，所述的直流稳压电源9额定电压为30V，额定电流为2A，用以调节电热板4的温度。[0021]如图2所示所述的机架左端固定有接触角仪光源，右端固定有高速摄像系统，与所述的接触角仪光源在同一高度；所述的高速摄像系统与计算机系统相连。[0022]所述的升降台正上方设有微量进样计，与机架左端相连接并固定。[0023]下面以在常压下于聚苯乙烯(PQ上培养皿聚合薄膜，通过连续改变温度，测定在不同温度条件下的水接触角为例加以说明。如图2所示[0024]步骤一将表面涂覆聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的聚苯乙烯(PS)待测试样 5水平放置并固定于电热板4上，调节升降台2高度，使接触角仪光源6、待测试样5、高速摄像系统11位于同一直线上。[0025]步骤二 将外接装置固定好，打开计算机系统12、直流稳压电源9和数字温度计7，4开启接触角测量仪，调节直流稳压电源9以改变电热板4的温度，通过数字温度计7可直接读出电热板4的温度，测得在不同温度下材料表面接触角的大小，如图3所示。在LCST附近出现一个突变的“峰”。最后由高速摄像系统11获取测试液滴图像数据。 本实用新型同样可以用于其他材料表面接触角随温度变化关系的直接测量，特点在于可以连续改变温度，在不同温度下测得材料表面接触角的大小，从而分析材料表面接触角随温度的变化关系，尤其是一些温敏材料接触角随温度的变化关系，可以得到在温敏材料的LCST附近接触角的变化程度。因此本实用新型可以被广泛地应用于材料表面接触角随温度变化关系的测量，用以研究材料表面的润湿行为等。
权利要求1.一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，包括电热板G)、升降台O)、机架(1)、 数字温度计(7)、测温探头(3)、直流稳压电源(9)，其特征在于所述的电热板(4)固定在升降台⑵上表面；所述的升降台⑵固定于机架⑴中间部分，用以调节电热板⑷的高度；所述的电热板(4)上表面水平，用以固定待测试样(5)；所述的数字温度计(7)连接有一测温探头(3)，所述的测温探头C3)直接与电热板(4)接触；所述的电热板(4)两端分别用导线( 连接直流稳压电源(9)的正负两极，所述的直流稳压电源(9)用以调节电热板的温度。
2.如权利要求1所述的一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，其特征在于所述的机架(1)左端固定有接触角仪光源(6)，右端固定有高速摄像系统(11)，所述的高速摄像系统(11)与所述的接触角仪光源(6)在同一高度；所述的高速摄像系统(11)与计算机系统(12)相连。
3.如权利要求1所述的一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，其特征在于所述的升降台(2)正上方设有微量进样计(10)。
4.如权利要求1所述的一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，其特征在于所述的数字温度计(7)测量范围是0 300°C。
5.如权利要求1所述的一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，其特征在于所述的直流稳压电源(9)额定电压为30V，额定电流为2A。
专利摘要本实用新型涉及一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，包括电热板、升降台、机架、数字温度计、测温探头、直流稳压电源，所述的电热板固定在升降台上表面；所述的升降台固定于机架中间部分；所述的电热板用以固定待测试样；所述的数字温度计连接有一测温探头，所述的测温探头直接与电热板接触；所述的电热板两端分别用导线连接直流稳压电源的正负两极，所述的直流稳压电源用以调节电热板的温度。本实用新型能直接测量温度与材料表面接触角，可以连续改变温度，在不同温度下测得材料表面接触角的大小，从而得到材料表面接触角随温度的变化关系，用以研究材料表面的润湿行为等。本实用新型设计合理、结构清晰、操作简便，具有很强的实用价值。
文档编号G01N13/00GK202275039SQ20112035916
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者唐晓亮, 邱高, 陈阳 申请人:东华大学