Способ определения краевого угла смачивания Советский патент 1986 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к способам исследования поверхностных свойств материалов, в частности флуктуации смачиваемости, и монет быть применено для контроля -чистоты, и однородности прозрачных материалово .

Цель изоб|5етения - расширеттае области применения путем .обеспечения определения распределения величины краевого угла вдоль периметра смачи- вания (при этом крае1зой угол определяется одновременно во всех точках периметра одной, капли).

На фиг. 1 показана схема устройства для определения краевого угла,; на фиго 2 - оптическая картина на .экране; на фиг о 3 - функция распре- деления краевого угла по периметру смачивания о

П р и м е р а освещают параллельным 1ТУЧКОМ свв та в направлении, перпендикулярном плоскости ос- нова1шя каплпо При этом капхш является собирающей линзой Отклонение световых лучей на краях капли определяется локальными значениями краевого ух лао Катиш может на.ходится по отноше.ник) к источ1 ику света с любой стороны плоской прозрачной подлолстси, Преломленнью лучи создают на матовом экране картину, периметр которой определяет непрерывное распределеш е углов вдоль нериметра капли. По полученной картине рассчитывают углы в неограниченном количестве точек

Каплю 1 вoд)I наносят на стеклянную подложку 2, Луч гелий-неонового лазера 3 расширяют с помощью телескопического объекта 4.. так, чтобы диаметр светового нучка был больше диаметра кагши 1, Расширенный пучок направляют .iia каплю по нормали к подложке, Па экране 5 видна картина прело1-шеш1я света, котор ую регистрируют обводя карандашом через кальку .периметр карт:ины (фиг. 2)

Для нахождения краевых углов измеряют .расстояние X для. точек периметра, лежащих на радиусах, проведенных через полярного угла Ч (точка выбирается произвольно)о

Краевой угол Q для каждой точки периметра капли расчитывают но фор- г-гуле

Х/Ь:

0 arctg - -- - I n VD -f-.l-r

где X - расстояние от точки на пери- ,метре теневого изобршкения капли на эк1зане до соответствующей ей точки на периметре картины преломлегшя;

D - расстояние от основания капли до экрана; п - .показател ь преломления шщкости; О- исконшлй краевой уголо Расстояние D-187 мм, ноказатёль преломления воды n-ljSSo

, Результаты приведены в таблице.

По полученным данным строят функ- цию распределения краевого угла, приведенную на фиг« 3 в линейных ко- ординатахо Находят по графику среднее значение , 6 и среднеквадра-. тичное отклонение ,8°.

Если элементы систеьй располагают в следующем порядке источник - капля - подложка - экран, то угол находят с помощью выражения

25

- tgarcsin n sin(0-arc sin----)T,

n

30

которое решают численным методом, В этом случае.можно измерять краевые углы до 9П° ,

Формула изобретения

Способ определения краевого угла смачивания, заключающийся в формиро- вании контакта жидкости с поверхностью прозрачной подложки, освещении контакта параллельным п учком света в направлении нормали к подтт ложке,- регистрации оптической картины., наблюдаемой на экране со стороны, противоположной подсветке, и измерении параметра этой картины, по которому расс читывают краевой угол, . о тл.ич аюп;ий ся тем, что,- с целью расширения области примене1шя°п тем обеспечения определения распределения краевого угла вдоль периметра смачивания, контакт жидкости с поверхностью прозрачной под- лойски формируют нанесением капли

жидкости на подлолску, освещение производят пучком света с диаметром больше диаметра, капли, а в качестве п раметра измеряют расстояние oj различных точек на периметре теневого изобргшения капли на экране до соответствующих им точек на периметре преломленного изображения капли

2W

т

150

т

9MsJ

w

60

т .V

0,3 0,8 0,7

0,8 0,S 0,1,

,з

0.2 Of

33

Составитель A, Кощеев Редактор М. Товтин Техред И.Поповнч Корректор М. Шароши

Заказ 5219/40 Тираж 778Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

:Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

3ff 3f iput. 3

3S (

Изобретение относится к об- контрольно-измерительной техники и может быть применено для контроля чистоты и однородности прозрачных материалов Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения определения распределения величины краевого угла вдоль периметра смачивания. Каплю жидкости 1 наносят на поверхность прозрачной подложки 2-й освещают ее параллельным пучком света в направ- ; лении нормали к подложке. Используют пучок света с диаметром большим, чем диаметр капли Измеряют расстояние От различных точек на периметре теневого изображения капли на экране 5 до соответствующих им точек на периметре преломленного изображения капли, 1 табЛо, 3 ил. сл с Vai.t / .f tc о СП ND