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进口和国产接触角测量仪/水滴角测量仪的主要区别 二

2020.8.10

如上表格说明美国的就是好的?也不一定,这个得视具体整体设计的合理性是否更为合理。拿一堆的东西拼起来的不一定还是的,关键得看是否这样的设计有科学依据,是否可以整体协调,是否可以用一个标准验证?当然,我们也不能简单的以德国的东西就是好的或者德国的仪器使用的多这样的简单标准来说事而无视接触角测量的精度、设计原理。比如齿轮齿条的结构在接触角仪应用于升降时就是精度差,且易往下自然滑动,这个也不是不争的事实。关键看这个功能是否是影响整体性能的比较关注的指标。

美国的配件提供商包括了美国、德国、中国等各个地方,您能说他是哪个国家的?德国的配件即使全是德国的,且不论是否zui优,仅就性能而言,是否是合理的,满足测试应用了?德国的技术总工程师或设计主要负责人是中国人,能说他是中国的?

所以,在世界经济一体化条件下,中国、美国、德国或者任何一个国家的仪器制造均无法避免的采购了世界各地的配件。中国、德国或美国仅仅是其公司的注册地而已。注册地与仪器的性能可能存在一点关系,但这种关系从仪器的性能或技术而言,与这个公司的技术开发人员有关。因而,我们认为,仪器的生命在于测量精度和可靠性,而我们评估的视角应回归这里:

1、测量精度,控制方便性;

2、测量精度如何确保可靠性,是否有经得起推敲的验证或检测办法同时提供;这里的方法不是简单的一个测试报告,而应看测试报告中对应的测试标准或方法。方法决定了精度以及方法是否有效。

3、测量仪器是否能够提供技术路线。也就是测量技术的未来。在研究办法层出不穷的时代,一个测试技术并非可以适用于各种复杂而多变的测试要求,仪器厂家与用户间的互动以及进步是关键之中的关键。

因而,在技术先性性以及数据可靠性解决的条件下,国产、进口之争是实也成了多余。

三、脱离了硬件评估标准后,接触角测量仪或水滴角测量仪的软件算法才是核心。

1、Young-Laplace方程拟合是接触角测量的zui基本要求。没有Young-Laplace方程拟合算法,根本不能视为接触角测量。

接触角测量仪的原理为侧视条件下拍照。而接触角表征的是固体与液体、气体三相间的界面化学性质。事实上,界面化学性质与简单的圆、椭圆或曲线什么的不相关,也不会简单到这个程度。目前,被界面化学专业领域所接受的公式为Young-Laplace方程。

比如旋转滴时离散后的Young-Laplace方程如下所示:

Young-Laplace方程旋转滴

方程中包括了表面张力、重力、接触角、浮力、离心力等各个参数项。通过拟合液滴轮廓边缘,再将边缘坐标与方程曲线进行zui小二乘后,即可分析得出相应的表面张力、重力、接触角、体积等值。

因而,Young-Laplace方程才是与真正界面化学领域的接触角或水滴角相关的算法。而其他的如圆拟合、椭圆拟合、切线法均有其适用条件,在很多条件下由于其精度、重复性、可靠性无法达到界面化学测量要求而不被采用。

2、Young-Laplace算法拟合效果如何评估

事实上,评估Young-Laplace方程拟合效果的zui简单的办法即为,看接触基线上方一段区间内液滴轮廓线的边缘(通常是黑色的)与拟合线的边缘是否保持重合。如下图片所示:

接触角测量仪拟合效果

这张图片的拟合中,明显的看到接触基线位置以上部分拟合线(绿色)没有将液滴轮廓(黑色)所覆盖或实现重合,此时,拟合线偏向内侧,因而,测值结果很容易理解为偏大。

再看看这张拟合图片,效果就会好得多。

阿莎拟合效果

 

当然,近期我们发现部分软件提供商通过加粗拟合线后,将本来没有挡住或重合部分的液滴轮廓进行的遮挡,我们建议用户在选购时一定要注意。这样的遮挡是会明显出现数据的误导的,测值数据的可信度将会大大降低。从实验结果来看,如果拟合轮廓线往液滴轮廓线内收缩1像素左右,导致的角度值误差约为6%-9%左右。如下表所示:


正常往内误差误差百分比
117.27718.4321.1556.69%
240.01244.8844.87212.18%
353.98558.7844.7998.89%
468.16669.4731.3071.92%
596.436102.385.9446.16%
6113.51122.6329.128.03%
7138.64146.8048.1695.89%
8145.06152.1947.1324.92%
9159.18171.05511.8747.46%
10168.4118011.5926.88%


平均误差6.5964

6.90%

 

总之,接触角测量仪或水滴角测量仪行业,我们认为不能简单的以国产或进口,美国、中国、德国,或者以谁家数量多少以评估仪器的性能或选购仪器。这样的评估标准容易造成用户自身的伤害。在选购接触角测量仪或水滴角测量仪时,我们建议根据自身的实际测试需求,与供应商讨论一个更为合适的解决方案。

比如,仅仅是想完成一个论文的写作,测试几组数据,那么,买一个贵的所谓的进口仪器,也没有这个必要;而此时,因为价格便宜,随便买一个价格便宜的国产的仪器,数据采用椭圆拟合或简单的Young-Laplace方程拟合,没有参考文献,论文的质量也不能得到保证,此时也是得不偿失的。所以,这种情况下,其他的方案如借用仪器才是不错的选择。

再如,工厂进行批量化数据测量时,仪器的重复性与数据可比性、数据可追溯性、可靠性才是关键。工厂也需要向其用户提供一个可靠性的证明。此时,如果工厂没有证据证明其数据是对的或者仅仅拿出一个玻璃校定板(哪怕有证书)来作证,此时的可信度有多高就可想而知了。此时,我们需要的是专业的、讲科学的、经得起的仪器。因而,3D红宝石球检定工具、拟合线保存在每张图片上、数据可追溯才是关键。

当然,如上仅仅是我们的一家之言,在具体采购或选购中每个用户均有其特殊的不同需求,只有结合不同的需求,提供不同的解决方案,为客户实现利润增长或价值增长,才是上海梭伦或美国科诺所倡导的顾问式营销理念的关键。


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