一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置的製作方法
2023-04-25 06:21:31 1
專利名稱：一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置的製作方法
技術領域：
一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置技術領域[0001]本實用新型屬溫度檢測裝置領域，特別是涉及一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝直O背景技術[0002]溫敏材料表面的溼潤行為對其實際應用具有重要的影響，接觸角是表徵液體對固體潤溼程度的重要參數。由於溫敏材料一般存在一個最低臨界溶解溫度(LCST)，溫敏材料的潤溼行為在LCST附近會發生顯著的變化，如目前應用很廣泛的聚N-異丙基丙烯醯胺 (PNIPAAm)，其LCST為32°C，這個溫度接近人體的溫度，所以在材料上塗覆PNIPAAm具有很好的應用前景。從接觸角的圖像分析，我們可以直觀地看到液滴大小的變化，再根據接觸角數值大小，可以得到材料表面接觸角大小隨溫度的變化關係。[0003]以往的接觸角研究都只是在特定的溫度下測量，然後只能靜態地分析材料的親水疏水性能，而不能研究在變化的溫度下材料表面接觸角的變化。因此，我們將接觸角測量儀與控溫平臺裝置聯合使用，在同樣的條件下，可以得到不同溫度下對應的材料表面接觸角的大小，並且可以觀察到在材料的LCST附近溫敏材料表面的親水疏水的變化程度。申請號 03121050. 3，授權公告號CN1265201C的中國發明專利申請，公開了一種測量高溫熔體表面張力、接觸角和密度的裝置。它是利用高溫爐管加熱樣品熔融，由照相機在線拍攝熔體的輪廓圖像，啟動軟體進行圖像處理計算得到每個時刻熔體的表面張力、接觸角等數值。但此種裝置存在的缺陷是只能測得熔體的表面接觸角，既限制了溫度的使用範圍，又限制了測試液體的選擇範圍。申請號為200910034768. X的發明專利公開了一種控溫溼同步測量液滴溫度、表面張力、接觸角的裝置。它是通過0.01mm型微型熱電偶測得水滴溫度。它的試樣盒對面兩側開長方形窗口，窗口裝雙層光學玻璃，雙層光學玻璃之間抽真空，此種裝置的缺點在於如果在只需要討論溫度對材料表面接觸角大小的影響時，它的設計過於繁雜而不能簡單直接地測得溫度對材料表面潤溼行為的影響。發明內容[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，能直接測量溫度與材料表面接觸角，可以連續改變溫度，在不同溫度下測得材料表面接觸角的大小。[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，包括電熱板、升降臺、機架、數字溫度計、測溫探頭、直流穩壓電源，所述的電熱板固定在升降臺上表面；所述的升降臺固定於機架中間部分，用以調節電熱板的高度； 所述的電熱板上表面水平，用以固定待測試樣；所述的數字溫度計連接有一測溫探頭，所述的測溫探頭直接與電熱板接觸；所述的電熱板兩端分別用導線連接直流穩壓電源的正負兩極，所述的直流穩壓電源用以調節電熱板的溫度。[0006]所述的機架左端固定有接觸角儀光源，右端固定有高速攝像系統，所述的高速攝像系統與所述的接觸角儀光源在同一高度；所述的高速攝像系統與計算機系統相連。[0007]所述的升降臺正上方設有微量進樣計。[0008]所述的數字溫度計測量範圍是0 300°C。[0009]所述的直流穩壓電源額定電壓為30V，額定電流為2A。[0010]有益效果[0011]本實用新型能直接測量溫度與材料表面接觸角，可以連續改變溫度，在不同溫度下測得材料表面接觸角的大小，從而得到材料表面接觸角隨溫度的變化關係，用以研究材料表面的潤溼行為等。本實用新型設計合理、結構清晰、操作簡便，具有很強的實用價值。
[0012]圖1是本實用新型結構示意圖。[0013]圖2是本實用新型及其外圍設備所組成的接觸角儀整體結構示意圖。[0014]圖3是本實用新型實施例中聚合薄膜表面接觸角隨溫度的變化圖。[0015]1.機架2.升降臺3.測溫探頭4.電熱板5.待測試樣[0016]6.接觸角儀光源7.數字溫度計8.導線9.直流穩壓電源[0017]10.微量進樣計11.高速攝像系統12.計算機系統具體實施方式
[0018]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。[0019]實施例[0020]如圖1所示，本實用新型包括電熱板4、升降臺2、機架1、數字溫度計7、測溫探頭 3、直流穩壓電源9，所述的電熱板4固定在升降臺2上表面；所述的升降臺2固定於機架1 中間部分，用以調節電熱板4的高度；所述的電熱板4上表面水平，用以固定待測試樣5 ；所述的數字溫度計7連接有一測溫探頭3，所述的測溫探頭3直接與電熱板4接觸，所述的數字溫度計7測量範圍是0 300°C;所述的電熱板4兩端分別用導線8連接直流穩壓電源9 的正負兩極，所述的直流穩壓電源9額定電壓為30V，額定電流為2A，用以調節電熱板4的溫度。[0021]如圖2所示所述的機架左端固定有接觸角儀光源，右端固定有高速攝像系統，與所述的接觸角儀光源在同一高度；所述的高速攝像系統與計算機系統相連。[0022]所述的升降臺正上方設有微量進樣計，與機架左端相連接並固定。[0023]下面以在常壓下於聚苯乙烯(PQ上培養皿聚合薄膜，通過連續改變溫度，測定在不同溫度條件下的水接觸角為例加以說明。如圖2所示[0024]步驟一將表面塗覆聚N-異丙基丙烯醯胺(PNIPAAm)的聚苯乙烯(PS)待測試樣 5水平放置並固定於電熱板4上，調節升降臺2高度，使接觸角儀光源6、待測試樣5、高速攝像系統11位於同一直線上。[0025]步驟二 將外接裝置固定好，打開計算機系統12、直流穩壓電源9和數字溫度計7，4開啟接觸角測量儀，調節直流穩壓電源9以改變電熱板4的溫度，通過數字溫度計7可直接讀出電熱板4的溫度，測得在不同溫度下材料表面接觸角的大小，如圖3所示。在LCST附近出現一個突變的「峰」。最後由高速攝像系統11獲取測試液滴圖像數據。 本實用新型同樣可以用於其他材料表面接觸角隨溫度變化關係的直接測量，特點在於可以連續改變溫度，在不同溫度下測得材料表面接觸角的大小，從而分析材料表面接觸角隨溫度的變化關係，尤其是一些溫敏材料接觸角隨溫度的變化關係，可以得到在溫敏材料的LCST附近接觸角的變化程度。因此本實用新型可以被廣泛地應用於材料表面接觸角隨溫度變化關係的測量，用以研究材料表面的潤溼行為等。
權利要求1.一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，包括電熱板G)、升降臺O)、機架(1)、 數字溫度計(7)、測溫探頭(3)、直流穩壓電源(9)，其特徵在於所述的電熱板(4)固定在升降臺⑵上表面；所述的升降臺⑵固定於機架⑴中間部分，用以調節電熱板⑷的高度；所述的電熱板(4)上表面水平，用以固定待測試樣(5)；所述的數字溫度計(7)連接有一測溫探頭(3)，所述的測溫探頭C3)直接與電熱板(4)接觸；所述的電熱板(4)兩端分別用導線( 連接直流穩壓電源(9)的正負兩極，所述的直流穩壓電源(9)用以調節電熱板的溫度。
2.如權利要求1所述的一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，其特徵在於所述的機架(1)左端固定有接觸角儀光源(6)，右端固定有高速攝像系統(11)，所述的高速攝像系統(11)與所述的接觸角儀光源(6)在同一高度；所述的高速攝像系統(11)與計算機系統(12)相連。
3.如權利要求1所述的一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，其特徵在於所述的升降臺(2)正上方設有微量進樣計(10)。
4.如權利要求1所述的一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，其特徵在於所述的數字溫度計(7)測量範圍是0 300°C。
5.如權利要求1所述的一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，其特徵在於所述的直流穩壓電源(9)額定電壓為30V，額定電流為2A。
專利摘要本實用新型涉及一種可直接用於接觸角儀的控溫平臺裝置，包括電熱板、升降臺、機架、數字溫度計、測溫探頭、直流穩壓電源，所述的電熱板固定在升降臺上表面；所述的升降臺固定於機架中間部分；所述的電熱板用以固定待測試樣；所述的數字溫度計連接有一測溫探頭，所述的測溫探頭直接與電熱板接觸；所述的電熱板兩端分別用導線連接直流穩壓電源的正負兩極，所述的直流穩壓電源用以調節電熱板的溫度。本實用新型能直接測量溫度與材料表面接觸角，可以連續改變溫度，在不同溫度下測得材料表面接觸角的大小，從而得到材料表面接觸角隨溫度的變化關係，用以研究材料表面的潤溼行為等。本實用新型設計合理、結構清晰、操作簡便，具有很強的實用價值。
文檔編號G01N13/00GK202275039SQ20112035916
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者唐曉亮, 邱高, 陳陽 申請人:東華大學