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                技術(shù)文章

                水滴角測量儀接觸角測量儀采用Young-Laplace方程擬合對比實驗

                技術(shù)文章

                接觸角測量儀/水滴角量儀只有采用了Young-Laplace方程擬合算法的測試儀器才能視為真正意義上的“接觸角”測量儀。相應(yīng)的,如果是僅采用了圓擬合或橢圓擬合的儀器,僅僅為數(shù)碼量角器而與“接觸角”的界面化學測量存在一定的區(qū)別。至于量角法或量角法、5點擬合法等等算法則是非常落后的算法,基本沒有人使用。

                接觸角測量儀/水滴角測量儀的Young-Laplace方程擬合法從理論上來講是可以覆蓋0-180度的接觸角測量范圍的,但是,由于接觸角測值事實上不能停留在理論上,必須經(jīng)過實驗測值的檢驗。當接觸角測量儀/水滴角測量儀的概念明確為具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)后,導致部分不良商家沒有這個功能或采用了偽Young-Laplace方程算法(如橢圓及其變化方法等),卻宣稱具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)。為此,我們對主流的接觸角測量儀/水滴角測量儀廠家的Young-Laplace方程擬合技術(shù)進行了對比實驗。實驗的圖片為真實的液滴圖像而不是標準玻璃片。通過分析實際的液滴在固體表面形成的接觸角圖片,可以實現(xiàn):分析軟件的邊緣識別能力、計算能力、算法的優(yōu)缺點等;

                如下為測試數(shù)據(jù),供參考:

                序號中國產(chǎn)儀器
                Young-Laplace方程擬合
                德系Young-Laplace
                方程擬合
                ADSA-RealDrop橢圓擬合說明
                106.36.4016.2國產(chǎn)接觸角儀無法計算 橢圓擬合無效,本行顯示結(jié)果為圓擬合時的結(jié)果
                216.1112.113.48216.169 
                354.0643.140.77939中國產(chǎn)接觸角儀和德國的算法均出現(xiàn)了明顯的擬合重合度失真
                472.6568.968.84169.3擬合效果好的時候 ADSA-RealDrop與德國的Young-Laplace基本一致
                588.8582.583.84682.2ADSA-RealDrop分辨出了左、右接觸角角度值有差異
                6107.14103.399.572101.4德國的擬合曲線向真實液滴輪廓線內(nèi)側(cè)偏差
                7106.49124123.902118.5水平線位置有雜點,國產(chǎn)的接觸角儀無法擬合上圖像
                8145.01147.5142.942139.3德國接觸角儀右側(cè)擬合出現(xiàn)的明顯的向真實液滴輪廓內(nèi)側(cè)的偏差
                9131.73155144.199145.1國產(chǎn)的接觸角儀擬合失效,
                德國的接觸角儀Young-Laplace方程擬合明顯出現(xiàn)偏向真實液滴輪廓內(nèi)側(cè)
                100163.8159.259151.1德國接觸角儀擬合出現(xiàn)的明顯的向真實液滴輪廓內(nèi)側(cè)的偏差
                110405.6169.593150.9國產(chǎn)接觸角儀無法識別出邊緣

                接觸角測量儀/水滴角測量儀測試數(shù)據(jù)

                 中國產(chǎn)儀器
                Young-Laplace方程擬合
                德系Young-Laplace
                方程擬合
                ADSA-RealDrop橢圓擬合

                1

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                0

                 

                6.3

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                6.401

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                6.2

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                2

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                16.11

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                12.1

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                13.482

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                16.169

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                3

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                54.06

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                43.1

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                40.779

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                39

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                4

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                72.65

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                68.9

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                68.841

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                69.3

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                5

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                88.85

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                82.5

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                83.846

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                 

                82.2

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                6

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                107.14

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                103.3

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                99.572

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                101.4

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                7

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                106.49

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                124

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                123.902

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                118.5

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                8

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                145.01

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                147.5

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                142.942

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                139.3

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                9

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                131.73

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                155

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                144.199

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                145.1

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                10

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                0

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                163.8

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                159.259

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                151.1

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                11

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                0

                 

                405.6

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                169.593

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                150.9

                接觸角測量儀/水滴角測量儀

                 

                如上圖片可以下載后察看具體的擬合效果。

                 

                通過如上對比實驗可以發(fā)現(xiàn):

                1、國產(chǎn)的接觸角測量儀采用的Young-Laplace方程算法與真正的Young-Laplace方程算法的測值結(jié)果存在一定的誤差;

                2、國產(chǎn)的接觸角測量儀采用的邊緣查找算法會挑圖片,部分圖片無法識別邊緣,部分圖片邊緣識別率低;

                3、國產(chǎn)的接觸角測量儀有的擬合Young-Laplace方程的成功率一般,10張圖片中有2張無法擬合,2張擬合出錯;

                4、德國的接觸角測量儀擬合Young-Laplace為第二代算法,只能擬合軸對稱的圖像,無法識別出圖像的左、右非軸對稱性以及接觸角滯后的化學多樣性;

                5、在擬合效果理想時,德國的Young-Laplace方程擬合算法與ADSA-RealDrop(阿莎)算法基本一致;

                6、德國的接觸角測量儀擬合Young-Laplace算法時很容易出現(xiàn)擬合線向真實輪廓線內(nèi)側(cè)偏差的現(xiàn)象,從而導致接觸角測值偏大;

                7、阿莎ADSA-RealDrop算法分析如上隨機的圖片時效率,擬合度;

                8、阿莎ADSA-RealDrop算法為真正應(yīng)用于3D接觸角測試的算法。

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