[发明专利]一种液滴静态接触角的测定方法在审
申请号: | 201410622988.5 | 申请日: | 2014-11-09 |
公开(公告)号: | CN104458505A | 公开(公告)日: | 2015-03-25 |
发明(设计)人: | 徐志钮 | 申请(专利权)人: | 华北电力大学(保定) |
主分类号: | G01N13/00 | 分类号: | G01N13/00 |
代理公司: | 石家庄冀科专利商标事务所有限公司 13108 | 代理人: | 李羡民;高锡明 |
地址: | 071003 河北*** | 国省代码: | 河北;13 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 静态 接触角 测定 方法 | ||
1.一种液滴静态接触角的测定方法,其特征是,所述方法首先在材料表面滴水,然后使用数码影像设备在垂直于材料表面对平面上的液滴进行拍照,获得液滴图像,并使用边缘检测算子对该液滴图像进行处理,获得液滴边缘;之后将液滴边缘点数据由直角坐标系转变为极坐标系,继而采用多项式拟合方法拟合液滴边缘,再将液滴边缘由极坐标系转变为直角坐标系,最后计算液滴边缘在固、液、气三相交界点的斜率,由该斜率求得静态接触角。
2.根据权利要求1所述的液滴静态接触角的测定方法,其特征是,所述方法包括以下步骤:
a. 在材料表面滴水,使用数码影像设备在垂直于材料表面对平面上的液滴进行拍照,获得液滴图像;
b. 使用边缘检测算子对液滴图像进行处理,提取液滴边缘,设获得的液滴边缘点数为N,直角坐标系下液滴边缘由数组(X(n), Y(n)) 表示,其中X(n)为第n点的横坐标,Y(n)为第n点的纵坐标,n =1, 2, …, N ;
c.将液滴边缘点数据由直角坐标系转变为极坐标系,设顶点序号为l,第n个液滴边缘点对应的极径r(n)和极角φ(n)的计算公式如下:
;
d. 采用多项式拟合的方法拟合液滴边缘:
在极坐标系下极角φ与极径r成多项式关系,其表达式如下所示:
;
通过最小二乘拟合方法获得最佳的系数ci,i=0, 1, …, M为上式对应多项式的阶数;;
e. 将液滴边缘由极坐标转换为直角坐标,结果如下:
;
f. 计算液滴边缘在固、液、气三相交界点的斜率:
;
g. 由斜率计算静态接触角:
左侧接触角θL由下式计算:
θL=180atan(k)/π,如果k≥0;
θL=180atan(k)/π+180,如果k<0;
右侧接触角θR由下式计算:
θR=180-180atan(k)/π,如果k>0;
θR=-180atan(k)/π,如果k≤0。
3.根据权利要求2所述的液滴静态接触角的测定方法,其特征是,在计算液滴边缘在固、液、气三相交界点的斜率之前,应通过坐标旋转使液滴边缘图像中的固-液界面与直角坐标系的X轴平行。
4.根据权利要求3所述的液滴静态接触角的测定方法,其特征是,所述数码影像设备为数码相机或CCD传感器。
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