接触角测量装置的加液装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了接触角测量装置的加液装置，包括机架，机架底部设有电机，电机上端设有丝杆，丝杆上套设有丝杆螺母；机架内壁设有直线导轨，直线导轨上设有导轨滑块；所述丝杆螺母固定在导轨滑块上，导轨滑块侧壁设有柱塞夹具，柱塞夹具下方设有注射器夹具，注射器夹具固定在机架上；所述机架侧面设有注射器，注射器包括针筒，针筒内设有柱塞，针筒固定在注射器夹具上，柱塞固定在柱塞夹具上；所述针筒下端连接有加液针管。本实用新型专利技术的加液精度高。由于具有双模式加液功能，本实用新型专利技术既可以通过非接触式加液简化测量步骤以提高测量的自动化，同时拓展测量的应用范围；又可以在不同加液模式间切换以适配测量装置多用途测量的要求。

The liquid adding device of the contact angle measuring device

The utility model discloses a liquid adding device, contact angle measuring device comprises a frame, a motor is arranged at the bottom of the frame, the upper end of the motor is provided with a screw rod, the screw rod is sheathed with a screw nut; the inner wall is provided with a linear guide, linear guide rail is arranged on the slide block; the screw nut is fixed on the slide block, the slide block the side wall is provided with a plunger piston jig, fixture is provided with a syringe syringe clamp fixture, fixed on the frame; the frame is arranged on the side face of the syringe, the syringe comprises a needle cylinder, a needle cylinder is provided with a piston, cylinder fixed on the syringe plunger piston is fixed on the fixture, the fixture; the needle cylinder is connected with the lower end of the liquid tube. The liquid adding precision of the utility model is high. Because of the dual mode liquid, the utility model can be used by non contact type liquid simplifies the measurement procedure in order to enhance the measurement automation, and expand the scope of application of measurement; and to fit the measuring device of multipurpose measurement requirements in different feeding mode switch.

【技术实现步骤摘要】
接触角测量装置的加液装置
本技术涉及一种加液装置，特别是一种接触角测量装置的加液装置。
技术介绍
在众多的表面/界面测量、表征的方法中，液体在固体表面的接触角测量技术作为一种表面分析、表征技术，具有仪器设备相对简单、价格相对低廉、操作方便、测量条件接近实际使用环境、获得信息量大等诸多优点，所以近年来，这些测量方法被广泛地应用于基础理论研究、新产品的研发和工业生产领域的质量控制,对这类仪器的需求量也逐年增加。测量液体在固体表面的接触角，其中的一个重要步骤是需要在固体表面形成一个液滴(座滴，sessiledrop)，然后才能够通过对液滴的图像(侧面或俯视图像)形状分析和计算获得接触角等相关物理量。在多数情况下，根据待测样品的具体条件，要求在一个比较宽的范围可以控制形成的、用于测量的液滴体积。接触角测量的加液方式分为二种：一是通过液体与样品表面接触实现液体转移而形成液滴的接触式加液方法，使用此方法的加液装置大多为注射泵或注射器；一是通过对液体加压或挤压赋予液体足够的(动)能量，同时控制液体的流出，使其在针管/喷嘴出口形成液滴或液流(jet)并自行飞(流)离针管/喷嘴出口的非接触式加液方法，使用此方法的加液装置通常采用微型阀控制液体的流出和流出体积。上述的两种加液装置都只能适用于各自的方法。接触式加液的注射泵能够比较准确地控制加液的体积，而且可以进行双向加液。使用时，形成液滴的针管(或毛细管)首先在离开固体表面一段距离(比如3-10mm)的位置，通过控制加液量，在针管下端口形成一个指定体积的悬滴，然后通过相对移动，让悬滴接近样品表面，通过悬滴下端与样品表面的接触而将悬滴转移到样品表面上形成一座滴。在开始进行测量前或后，再通过相对移动让针管(或毛细管)与样品表面分开。但是这种操作相当繁琐，比较浪费时间，而且给测量方法的进一步自动化带来了额外的困难和障碍。前述的非接触式加液装置，它的加液的体积虽然可以通过同时控制各种参数(如压力，阀门孔径和阀门开通时间等)进行调节，但最后得到的实际体积还受液体属性和使用环境等因素的影响，是相对的。该装置加液体积的绝对值必须通过对每一种组合(液体/压力/阀门孔径/阀门开通时间/…)的实际测量和运用所得到的校正曲线才能获得，而且容易受各种参数的影响(液体纯度/温度/压力/阀门孔径在使用过程中的变化等)。对于未经过测量的液体或组合，无法直接指定加液体积。由于本身结构上的限制，上述非接触式加液装置不具备双向加液功能，无法回吸液体。在接触角测量方法中，由于在实际固体(如几乎所有的高分子)表面普遍存在的接触角滞后现象，不但需要测量所谓的静态(static)接触角，而且经常需要测量液体在固体表面的动态接触角，它包括动态前进接触角和后退接触角。只有通过获得动态接触角的信息才能完整地描述固体表面的润湿属性(M.Strobel,C.S.Lyons,AnEssayonContactAngleMeasurements,PlasmaProcessandPolymers2011,8,8-13)。一个常用的测量动态前进接触角和后退接触角的方法是通过让液滴(座滴)体积不断地、缓慢地扩大和缩小的手段(液滴体积增减法)，这里既要通过输出液体让液滴增大，也要通过抽回液体让液滴再缩小。所以没有抽回功能的液体分配装置就无法应用于通过缩小液滴体积来进行动态后退接触角的测量，也就无法通过这一方法获得完整的动态接触角的信息。其次，常见的光学接触角测量仪除了可以进行液体在固体表面的接触角和润湿性测量，还可以测量液体表面/界面张力。通过对形成的液/流-悬滴的图像分析，可以获得非常准确的液/流-体系的表面/界面张力值，而且与传统的基于测力的表面张力仪相比，这一方法的应用范围更广，操作更简易，自动化程度高。所以通常的接触角测量仪中配置的液体(或流体)分配系统除了用于在固体表面产生一定体积的液滴用于进行接触角测量之外，还被同样用来形成悬挂在针管端口的悬滴以进行表面/界面张力的测量。采用基于上面叙述的(运用微型阀或压电单元的)非接触式液体分配装置目前还无法被用来直接形成悬滴或者对悬滴的体积在测量过程中进行准确地控制或调制(包括缩小体积)，因为它的加液方式是单向的。所以这样的加液方法也无法实现同一个加液装置可以被用于不同测量方法或模式的通用目的。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供接触角测量装置的加液装置。本技术的加液精度高。由于具有双向加液功能，因此本技术既可以实现非接触式加液，简化测量步骤以提高测量的自动化，同时拓展测量的应用范围；又可以实现双向加液和接触式加液，以此适配测量装置多用途测量的要求。本技术的技术方案：接触角测量装置的加液装置，包括机架，机架底部设有电机，电机上端设有丝杆，丝杆上套设有丝杆螺母；机架内壁设有直线导轨，直线导轨上设有导轨滑块；所述丝杆螺母固定在导轨滑块上，导轨滑块侧壁设有柱塞夹具，柱塞夹具下方设有注射器夹具，注射器夹具固定在机架上；所述机架侧面设有注射器，注射器包括针筒，针筒内设有柱塞，针筒固定在注射器夹具上，柱塞固定在柱塞夹具上；所述针筒下端连接有加液针管。前述的接触角测量装置的加液装置中，所述加液装置的最高加液速度不低于27-85μl/s。前述的接触角测量装置的加液装置中，所述的导轨滑块下方设有位于电机端面上方的极限位置传感器；所述的机架上部设有连接插座。与现有技术相比，本技术可以达到较高最高加液速度，同时加液速度范围非常宽，并且具有与之相匹配的加液加速度范围，以此来支持非接触式加液。相比基于阀门控制的非接触加液方式，本技术通过电机带动注射器的非接触加液方式可以直接、绝对地指定加液的体积，无需经过事先测量和建立校正曲线，也基本不受环境因素的影响。本技术具有双向加液功能，也就是既可以输出(流体)，也可以回抽(流体)。当加液速度设定超过一临界值时，并在合适的加液加速度的配合下，由于液体在极短的时间内获得足够的能量，它就能够在形成液滴后，相当干净地实现从针管端口的分离而自行离开，飞抵到指定的固体表面位置，形成座滴，用于接触角以及相关参数的测量。此时本技术采用的是非接触式加液模式，大大简化接触角以及相关液/流/固-润湿特征参数的测量操作步骤，提高了测量的速度，有利于进一步提高测量的自动化程度。而且有助于进一步拓展了测量技术的应用范围和场合(比如应用于快速在线测量或非平整/非水平表面的测量)。当加液速度设定小于临界值时，此时本技术转变为接触式，可用于各种模式下接触角(包括完整动态接触角的测量)以及相关量的测量，又可用于基于悬滴分析的表面/界面张力的测量，由于加液装置具有双向加液功能，不但可以实现表面张力测量的完全自动化，而且可以在整个测量过程中实现对液滴的控制或调制，实现全自动、长时间动态表面张力的测量以及用于研究液体表面粘单性模量等。综上，本技术的加液精度高。由于具有不同加液模式和双向加液功能，因此本技术既可以实现非接触式加液，简化测量步骤以提高测量的自动化，同时拓展测量的应用范围；又可以在接触式/非接触式加液和双向加液等模式中切换，以此适配测量装置多用途测量的要求。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术实施例中通过非接触加液模式形成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
接触角测量装置的加液装置，其特征在于：包括机架(810)，机架(810)底部设有电机(801)，电机(801)上端设有丝杆(802)，丝杆(802)上套设有丝杆螺母(803)；机架(810)内壁设有直线导轨(805)，直线导轨(805)上设有导轨滑块(804)；所述丝杆螺母(803)固定在导轨滑块(804)上，导轨滑块(804)侧壁设有柱塞夹具(808)，柱塞夹具(808)下方设有注射器夹具(809)，注射器夹具(809)固定在机架(810)上；所述机架(810)侧面设有注射器(820)，注射器(820)包括针筒(821)，针筒(821)内设有柱塞(822)，针筒(821)固定在注射器夹具(809)上，柱塞(822)固定在柱塞夹具(808)上；所述针筒(821)下端连接有加液针管(823)。

【技术特征摘要】
1.接触角测量装置的加液装置，其特征在于：包括机架(810)，机架(810)底部设有电机(801)，电机(801)上端设有丝杆(802)，丝杆(802)上套设有丝杆螺母(803)；机架(810)内壁设有直线导轨(805)，直线导轨(805)上设有导轨滑块(804)；所述丝杆螺母(803)固定在导轨滑块(804)上，导轨滑块(804)侧壁设有柱塞夹具(808)，柱塞夹具(808)下方设有注射器夹具(809)，注射器夹具(809)固定在机架(810)上；所述机架(810)侧面设有注射器(820)，注射器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋碧海，宋少佩，
申请(专利权)人：宁波新边界科学仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33