一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，包括針頭、活塞棒、橡膠頭、滴水針筒，所述橡膠頭安裝在活塞棒的下端，且位于滴水針筒內(nèi)，并與滴水針筒密封接觸，還包括活塞運動螺母、針筒運動螺母，所述活塞棒及滴水針筒外壁均帶有螺紋，所述活塞運動螺母安裝在活塞棒上，所述針筒運動螺母安裝在滴水針筒的中上端。本滴液裝置可在一定范圍內(nèi)精準的控制液滴體積，且能保證液滴自然成形的完整形態(tài)，避免其下落時的沖擊對液滴形狀的影響。
【專利說明】 一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滴液領(lǐng)域，具體涉及一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)權(quán)威學者及相關(guān)實驗結(jié)果論證，液滴的體積影響靜態(tài)接觸角的大小。液滴體積過大將使靜態(tài)接觸角減??；液滴體積過小將使靜態(tài)接觸角變大。當液滴體積穩(wěn)定在一定范圍時，靜態(tài)接觸角基本保持不變。根據(jù)DL/T864— 2004國際標準規(guī)定，靜態(tài)憎水角測量選用的水珠體積應(yīng)為4?7 μ L。國內(nèi)外實驗操作中，實際選用體積標準大小不一，國內(nèi)有的研究選擇大于5?6 μ L,德國布倫瑞克技術(shù)大學選用30 μ L,表界面研究人員一般選用2?5 μ L0
[0003]此外,液滴下落速度如果過大,其沖擊力滴將影響水珠表面力的平衡,使液滴輪廓變形，不再呈近似圓球狀，從而影響靜態(tài)憎水角的測量。因此，精確控制液滴體積在合理范圍內(nèi)和控制液滴下落速度對準確測量靜態(tài)接觸角具有重要意義。
[0004]現(xiàn)在已有的滴液裝置中，膠頭滴管為比較常見的實用儀器，但其無法精確控制液滴體積，故不能滿足測量靜態(tài)憎水角的要求，其他簡易儀器不能同時滿足液滴體積控制、液滴形狀、下落速度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，包括針頭、活塞棒、橡膠頭、滴水針筒，所述橡膠頭安裝在活塞棒的下端，且位于滴水針筒內(nèi)，并與滴水針筒密封接觸，還包括活塞運動螺母、針筒運動螺母，所述活塞棒及滴水針筒外壁均帶有螺紋，所述活塞運動螺母安裝在活塞棒上；所述針筒運動螺母安裝在滴水針筒的中上端。
[0008]還包括支架、限位固定螺釘，所述針筒運動螺母通過限位固定螺釘安裝在支架上。
[0009]所述滴水針筒還設(shè)有刻度盤。
[0010]所述刻度盤上方設(shè)有門字型支架，活塞運動螺母在水平方向設(shè)置在門字型支架的橫桿上。
[0011]所述活塞運動螺母表面設(shè)有標志線。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]本滴液裝置可在一定范圍內(nèi)精準的控制液滴體積，且能保證液滴自然成形的完整形態(tài)，避免其下落時的沖擊對液滴形狀的影響；
[0014]本裝置構(gòu)造簡易，易于制造，維護方便，成本低廉，操作簡單，且使用精度可達到測量要求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中I部分的放大圖。
[0017]圖中示出:
[0018]1-活塞棒，2-活塞運動螺母，3-滴水針筒，4-針筒運動螺母，5-限位固定螺釘，6-支架，7-針頭，8-橡膠頭。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0020]實施例
[0021]如圖1、圖2所示,一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置,包括針頭7、活塞棒1、橡膠頭8、滴水針筒3，所述橡膠頭8安裝在活塞棒I的下端，位于滴水針筒3內(nèi)，還包括活塞運動螺母2、針筒運動螺母4，所述活塞棒I及滴水針筒3外壁均帶有螺紋，所述活塞運動螺母2安裝在活塞棒I上，所述針筒運動螺母4安裝在滴水針筒3的中上端。
[0022]活塞棒I與滴水針筒3內(nèi)壁不接觸，橡膠頭8與滴水針筒3內(nèi)壁密封接觸，在滴水針筒3內(nèi)上下移動,吸進或擠壓出液體。
[0023]所述滴水針筒3上方設(shè)有刻度盤，與滴水針筒為一整體，兩者不能相對運動，所述刻度盤上方設(shè)有門字型支架，所述門字型支架包括兩根豎桿及一根橫桿，所述活塞運動螺母2設(shè)置在橫桿中間，所述橫桿中間為中空，使活塞運動螺母固定于某一水平面，使得活塞運動螺母2只能水平旋轉(zhuǎn)，不能上下移動。
[0024]所述活塞運動螺母2上設(shè)有垂直的標志線，旋轉(zhuǎn)的時候此標志線會轉(zhuǎn)動，刻度盤不動，然后根據(jù)此標志線所對應(yīng)下方刻度盤的刻度讀取下壓水滴體積。
[0025]活塞棒I帶有螺紋，活塞運動螺母2通過傳動螺紋安裝在活塞棒I上，當給活塞棒I 一個向下的力，同時旋轉(zhuǎn)活塞運動螺母，使得活塞棒I向下運動，根據(jù)活塞運動螺母2上的標志線對應(yīng)下方刻度盤刻度，旋轉(zhuǎn)活塞運動螺母2，精確控制下壓液滴體積。例如刻度盤刻度為O μ L?20 μ L，即螺母每旋轉(zhuǎn)一圈，針筒滴出20 μ L液體。
[0026]滴水針筒3通過外壁螺紋與針筒運動螺母4連接，針筒運動螺母4通過限位固定螺釘5固定在支架6上，通過旋轉(zhuǎn)滴水針筒，可在一定高度范圍內(nèi)上下移動滴水針筒。針筒、刻度盤、門字型支架實則為一體，可手擰門字型支架，旋轉(zhuǎn)滴水針筒。在針尖凝成水珠后，旋轉(zhuǎn)針筒，使針筒緩慢勻速向下運動，用針尖將水珠滴到樣品表面。
[0027]通過滴水針筒刻度盤限制針頭運動極限位置，避免碰觸待測樣品，從而損壞裝置。
[0028]限位固定螺釘5保證針筒運動螺母與支架6的位置關(guān)系，阻止其相對運動。
[0029]支架6的作用是固定整個裝置，保證測量過程中裝置的穩(wěn)定性，在水平方向上固定滴液區(qū)域。
[0030]整套裝置均由塑料制成，輕巧便攜，便于制造。
[0031]使用本裝置進行滴液具體操作為:
[0032]吸取待測量液體:
[0033]將針頭插入盛有液體的容器內(nèi)，調(diào)節(jié)活塞運動螺母，帶動活塞棒向上運動，從而使得活塞橡膠頭上移，在大氣壓的作用下將液體通過針頭吸入管體內(nèi)，通過觀察刻度盤刻度補充液體的體積，直至達到要求的刻度線處，完成吸取測量液體的操作。
[0034]放置樣品:
[0035]將已吸取測量液體的裝置放置于被測物體表面上方(注:之前通過圓形水平儀確定待測表面的水平)，固定支架，旋轉(zhuǎn)滴水針筒，使針頭下降至距離被測物體表面大約Icm處。
[0036]控制液滴體積:
[0037]緩慢旋轉(zhuǎn)活塞運動螺母，根據(jù)螺母上的刻度控制液滴體積，達到檢測要求時停止旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程將帶動活塞棒向下運動，從而使得橡膠頭對針管內(nèi)液體施加壓力，讓液體經(jīng)針頭下落，在大氣壓力及表面張力的作用下呈液滴狀；并懸掛于針頭末端位置。
[0038]滴液操作:
[0039]為減小液滴下落至被測物體表面時沖力對液滴的影響，本裝置采用針頭輕觸方式滴液。即完成上步操作后，緩緩轉(zhuǎn)動針筒，使針筒整體下移，針頭不斷下降，下移過程中采用間歇式下移方法，在下降過程中每轉(zhuǎn)動針筒1/4周，即等待5秒，待針頭上的液滴穩(wěn)定后再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，以減小支架下移對液滴造成的震動影響。下移至液滴與被測物體表面發(fā)生接觸，此時在表面張力的作用下，液滴會與被測物體表面形成半球形。停止轉(zhuǎn)動針筒，結(jié)束下移過程，等待約5秒，待震動消除后反方向旋轉(zhuǎn)針筒，使針頭緩緩向上移動。移動時同樣采用間歇式移動方法，直至針頭完全脫離液滴，并上移至液滴上部距離液滴最高處Icm附近，上移過程結(jié)束。
[0040]待液滴處理步驟完畢后，可移去本裝置，亦可清除液滴，重復實驗操作步驟，再次進行操作。
[0041]本滴液裝置可在O μ L?20 μ L范圍內(nèi)精準的控制液滴體積,且能保證液滴自然成形的完整形態(tài)，避免其下落時的沖擊對液滴形狀的影響，裝置構(gòu)造簡易，易于制造，維護方便，成本低廉，操作簡單，且使用精度可達到測量要求。
[0042]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，包括針頭、活塞棒、橡膠頭、滴水針筒，所述橡膠頭安裝在活塞棒的下端，且位于滴水針筒內(nèi)，并與滴水針筒密封接觸，其特征在于，還包括活塞運動螺母、針筒運動螺母，所述活塞棒及滴水針筒外壁均帶有螺紋，所述活塞運動螺母安裝在活塞棒上；所述針筒運動螺母安裝在滴水針筒的中上端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，其特征在于，還包括支架、限位固定螺釘，所述針筒運動螺母通過限位固定螺釘安裝在支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，其特征在于，所述滴水針筒還設(shè)有刻度盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，其特征在于，所述刻度盤上方設(shè)有門字型支架，活塞運動螺母在水平方向設(shè)置在門字型支架的橫桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量靜態(tài)接觸角的滴液裝置，其特征在于，所述活塞運動螺母表面設(shè)有標志線。
【文檔編號】G01N13/00GK103439225SQ201310385463
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】鄧詩雨, 雷乾, 吳奇珂, 葉志健, 劉剛 申請人:華南理工大學