[发明专利]一种液滴静态接触角的测定方法在审

专利信息
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
【权利要求书】:

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, …, 

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cii=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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