เครื่องมือวัดมุมสัมผัสด้วยแสงสามารถบันทึกภาพหยดและวิเคราะห์รูปร่างหยดได้โดยอัตโนมัติ รูปร่างหยดเป็นฟังก์ชันของแรงตึงผิวของของเหลว แรงโน้มถ่วง และความแตกต่างของความหนาแน่นและความชื้นระหว่างตัวอย่างของเหลวต่างๆ และตัวกลางแวดล้อม
บนพื้นผิวที่เป็นของแข็ง รูปร่างหยดและมุมสัมผัสยังขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของแข็งด้วย (เช่น พลังงานที่ปราศจากพื้นผิวและสัณฐานวิทยา) ภาพที่ได้มาถูกวิเคราะห์โดยใช้วิธีการติดตั้งโปรไฟล์หยดเพื่อกำหนดมุมสัมผัสและความตึงผิว พลังงานที่ปราศจากพื้นผิวของวัสดุสามารถคำนวณได้โดยการวัดมุมสัมผัสโดยใช้ของเหลวหลายชนิดที่มีแรงตึงผิวที่ทราบ
หลักการของเครื่องทดสอบมุมสัมผัสวิธีการวิเคราะห์ภาพ
วิธีการวิเคราะห์ภาพเป็นวิธีง่ายๆ ในการวัดหรือคำนวณมุมสัมผัสระหว่างของเหลวและพื้นผิวที่เป็นของแข็ง โดยการหยดของเหลวที่ตรงตามปริมาตรที่ต้องการบนพื้นผิวที่เป็นของแข็งผ่านเทคโนโลยีการวิเคราะห์ภาพ ในฐานะที่เป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์ภาพ ส่วนประกอบพื้นฐานของมันไม่ได้ นอกจากแหล่งกำเนิดแสง ระยะตัวอย่าง เลนส์ ระบบรับภาพ และมุมของระบบสุ่มตัวอย่างที่จะได้รับ
วิธีการคำนวณมุมสัมผัสมักจะใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เฉพาะ เช่น หยดละอองสามารถถือได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของทรงกลมหรือรูปกรวย จากนั้นค่ามุมสัมผัสจะคำนวณโดยการวัดค่าพารามิเตอร์เฉพาะ เช่น ความกว้าง/ความสูง หรือโดยการติดตั้งโดยตรง สมการ Young-Laplace อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความแตกต่างของแรงดันภายในและภายนอกของอินเทอร์เฟซแบบปิด ความโค้งของอินเทอร์เฟซและความตึงของส่วนต่อประสานใบหน้า และสามารถใช้อธิบายรูปร่างของหยดละอองในแนวสมมาตรได้อย่างแม่นยำ เพื่อคำนวณการสัมผัส มุม.
องค์ประกอบพื้นฐานของเครื่องมือ: แหล่งกำเนิดแสง ระยะตัวอย่าง เลนส์ ระบบรับภาพ ระบบฉีดตัวอย่าง
หลักการของเครื่องทดสอบมุมสัมผัสของวิธีสองแผ่น
เมื่อใส่แผ่นที่เป็นของแข็งลงในของเหลว เฉพาะเมื่อมุมระหว่างพื้นผิวแผ่นกับของเหลวเป็นมุมสัมผัสพอดีเท่านั้น พื้นผิวของของเหลวจะขยายตรงไปยังทางแยกสามเฟสโดยไม่ทำให้งอ มิฉะนั้นพื้นผิวของเหลวจะโค้งงอ ดังนั้นการเปลี่ยนการใส่เพลท ทำมุมจนไม่มีการโค้งงอใกล้กับทางแยกสามเฟสของพื้นผิวของเหลว ณ เวลานี้ มุมระหว่างพื้นผิวแผ่นกับพื้นผิวของเหลวคือมุมสัมผัส
เครื่องทดสอบมุมสัมผัสความตึง
วิธีนี้บางครั้งเรียกว่าวิธีการเพลทวิลเฮลมีในการวัดมุมสัมผัส และหลักการเฉพาะมีดังนี้: แผ่นตัวอย่างที่เป็นของแข็งจุ่มลงในของเหลวทดสอบ เนื่องจากแรงตึงผิวของของเหลวและพลังงานที่ปราศจากพื้นผิวของของแข็ง โหลดเซลล์จะตรวจจับแรงดึง A F (แรงเปียก)
เครื่องทดสอบมุมสัมผัสวิธีวัดสี่รอบ
เครื่องทดสอบมุมสัมผัสส่วนใหญ่จะใช้เพื่อวัดมุมสัมผัสของผง หลักการพื้นฐานของเครื่องทดสอบมุมสัมผัสนี้คือช่องว่างระหว่างอนุภาคที่เป็นของแข็งในหลอดที่มีผงนั้นเทียบเท่ากับมัดของเส้นเลือดฝอย การกระทำของเส้นเลือดฝอยทำให้โต๊ะเปียก ของเหลวบนพื้นผิวของผงของแข็งแทรกซึมเข้าไปในคอลัมน์ผง เนื่องจากการกระทำของเส้นเลือดฝอยขึ้นอยู่กับแรงตึงผิวของของเหลวและมุมสัมผัสต่อของแข็ง การวัดการซึมผ่านของของเหลวด้วยแรงตึงผิวที่ทราบในคอลัมน์ผงสามารถให้ความรู้เกี่ยวกับมุมของผงสัมผัสของของเหลว