接触角测量仪OCA操作手册.pdf
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1、 OCA操作手册 2 Oprating manu DatPsc OC Verson 1。,Engish Frmware-verion from 1。1,Sotwareversin from 1。2Reease:Nvee 1999 All its,lso of trnlatin reserved.N art of this document may e rproe in ny om(print,hotocpy,miofilm o any otr pces)or be proesse,liplie r distiute b n letoic mens wihout te prior written
2、 pproval DtaPhyics。This does not afct th excptions expresly sttd in 53,54 rG。DataPhyscs Intrumnts GmbH de not cpt any kind o liailiy fo technical or prnig mitakes or defctveness in hs opean mnu W reerv te righ to me changs to the contnt of i oeang mana wthout pio nuncemet。Te se o names,trad nae,merc
3、andise decription and sch i this opatig aual oes no juty the aumption that such names ay simly be e by nyone;ofen we re cncrned w ally protcted reistre traeaks eve if they re not markd a such.Text,grahs an laout Gerhad 燤 aer rntd i Gean Cpyriht 2222 by Daahysics Instrumnt GmbH,Fildersadt is registre
4、 trademrk of DataPhyis Instrmts GbH,Fildsadt IBM and BMP are regstered trdemks of Internationa Bsin achine Crpraton Mcoft n inows ae egisee trademarks f Microsof Corporio DataPhysic Instruet GmbH Raiffisensra 遝 34 794 Filersadt phone+49(0)71177560a +49(0)175el nfodaphyc.de 3 目 录 1.前言 1.1 遵守条约 1.2 安全
5、警告 1.3 详细安全提示 2.概要描述 2.1 关于本手册 2.2 应用 2.3 CA 系列的装置 2.4 测试方法和结果 3.安装及设置 3.1 概述 3.2 检查清单和发货单 3.3 OA 的安装 3。3。1 水平调节 3.3.2 计量针、计量单元的安装 3.3.3 标准样品台的安装 3.3.4 注射单元的安装 3.3.5 目镜测角仪的安装(OCA5/10)3.3.6 电路连接 3.4 计算机的设置 3.5 软件的安装 4.操作说明 4.1 操作概述 4.2 OCA 的使用 4.2.1 样品台的固定 4.2.2 计量针的安装 4.2.3 灯的调整 4.2.4 图像镜头的调整 5.测量 4
6、 5.1 测试程序和方法 5.2 测量手册(CA/1)5.2.1 an 方法 5.2.2 SCA10,表面自由能的计算 5.3 软件的使用 5.3.1 参数的选取 5.3.2 取线框的设置 5.3.3 动态跟踪功能 5.3.4 电影播放功能 5.3.5 坐滴法 5.3.6 悬滴法 5.3.7 薄片法 5.3.8 液体的分配 5.3.9 计算结果窗口 5.3.10 表面自由能的计算 5.3.11 液体基础数据库 6.维护 6.1 概述 6.2 仪器的清洗 6.3 更换卤灯光源 7.技术数据 8.保证协议 9.附件部分 9.1 所需的主要电线 9.2 其余部分 9.3 高速系统 OCAH 200
7、的设置 9.4 可选附件部分 9.4.1 SDD 9.4.2 TFC 0 9.4.3 EC 0 5 9.4.4 TP 150 9.4.5 玻璃样品池 9.4.6 TB 60 9.4.7 BA 60E 9.4.8 W 20M/30M 9.4.9 WT 20E/0E 9。5 声明 序言 本操作手册适用于 OCA 系列所有型号的光学接触角测量仪。在不同的章节中,将针对不同型号详细加以描述.1 概述 1.1 操作手册说明 本手册描述了 Datphysics 公司 OCA 系列接触角测量仪的操作和使用方法。在进行安装和测试前,务必认真阅读,如果有任何疑问,请及时有我们联系。1.2 应用 光学接触角测量仪
8、主要用来进行研究、开发或产品的质量控制,对物质的接触角、界面张力、表面能等进行测试和分析,主要用于以下领域:涂料、金属表面涂层、塑料、造纸 高性能合成材料的开发 半导体材料、硅晶片、玻璃等表面洁净度的确定 化妆品和制药行业,例如乳霜或粉末表面性能的研究 纺织材料 用表面活性物质进行表面处理 吸水性物质的吸附行为 1.3 OCA 系列产品装置 无论您要测试的样品为表面活性剂溶液、胶体溶液、熔融的金属或聚合物,C都可以通过不同的方法为您计算出样品的表面或界面张力。我们所提供的最先进的光学部件、最精密的结构和高分辨率的视频系统。6。4 测试方法和结果 OCA 不仅能测试接触角,也可以测量液体的表面张
9、力和界面张力以及固体物质的表面自由能。在idow 9xT 环境下开发的软件,除了标准的评价方法例如 OsWent,Wu,Scultz,iman 以外,还添加了一些新原理测试方法(AcidBase,Extended Fows,Eqation tate).C所使用的最重要的测试原理如下:坐滴法 斜板法 悬滴法 威廉片法 所得到的测试结果为:静态接触角 动态接触角 表面和界面张力 表面自由能 表面自由能中色散力和极性力的分布 3.安装及调试 3.1 概述 按要求打开所有包装,避免内部仪器部件的任何损伤这些包装为 OC提供最佳保护,注意保存.为仪器留出足够的空间,包括主机及其他附属设备(包括计算机、打
10、印机等)。首先连接主机电源线,并连接在有地线的电源插座内,该插座应具有熔融保护保险。另配置插线板连接仪器所需的其他设备。在安放仪器的实验室内,要保证适宜的温度、湿度以及光线强度。并避免该实验室的温度、湿度等条件波动太大。另外需要保证C光学接触角测量仪不要暴露于下述环境中 灰尘较重 太阳直射或强光照射 除ahysic控温单元以外有其他热辐射 有严重电磁场(例如扬声器、马达等)Fig 错误!未定义书签。:Sesile do etho Fi。1:Pendnt dro meod ig。错误!未定义书签。:Otic ilhemyplte and od/thred-metho 7 液体或有腐蚀性的化学物质
11、 仪器在安装调试前必须预热。3.2 检查发货清单 在打开包装之前,请检查仪器外包装是否完好,然后清点仪器附件。OA 主机包括:线性样品台基本模块,高性能六倍聚焦透镜及D 摄相系统.安装计量单元和针头的计量架 用来连接计算机的高性能数字板 主机电源线 计算机电源线 安装工具 调平水泡 操作手册 计量单元(单一或多个计量单元由用户自己选定)1个电动或手动注射单元 可选附件包括:SC10 软件(测量表面自由能)SCA2软件(控制仪器、控制接触角的测量过程)S21 软件(表面自由能)SCA软件(表面及界面张力)SC23 软件(吊片法)计算机系统 斜板附件(手动或电动)afe台(手动或电动)温度控制单元
12、 要运行 SC23 等软件,您的计算机系统必须能没有障碍地运行 Winows 9N系统。3.3 A 的安装 3.3.1测试装置的水平调试 3.3.2安装计量单元 用支架支撑着单一或多个计量单元,该结构在发货时为拆卸分离状态。在安装计量单元的支架时,首先拧开两侧的两个六角螺母(号扳手),放在指定的位置,调节支架的位置使铰链与底座凹槽吻合 只有当您使用 Wfe台时,将铰链调至特别指定的位置。可以通过E 处旋扭松开计量单元并调节,在使用大样品或保护已经安装的针时会非常有用。单计量单元的安装:在计量单元的座上部拧开 A 处的螺丝,将单一计量单元的轴推入其中,放入垫圈并拧紧螺钉加以固定。多计量单元的安装
13、:在注射底座的上部拧开 A 处的螺丝,将多计量单元的轴推入其中,放入垫圈和转轮,拧紧螺母加以固定该装置(使用双头换状扳手 1415)。放上转轮的盖子,慢慢拧紧顶部的螺母 A,螺母 D 在厂家已经固定,不必做任何调整.安装直接计量单元:将计量单元安装在计量支架上,放上垫圈并拧紧固定.3.3.3安装水平样品台 将样品盘放置于水平样品盘托上,低部的两个角与样品台上的凹槽吻合严密。这两个凹槽还适用于安装其他可选的样品台,例如 斜板附件 TBA 60M 和 T 0E Wafe台 W 20M、WT 200E、WT 300M、WT 300E。液体温度控制室 TFC 100 温度控制单元 TFC 150 电子
14、温度控制室 TEC 35。4 注射单元的安装 将手动注射单元放置于计量单元的支架上 完全拧开微量螺母 找到您希望安装注射单元的位置 注射单元的支架部分应向上开 用两个六角螺钉固定在计量架上 手动注射单元设计标准为 100Ml。?300长注射管。ig。错误!未定义书签。:Istallti nd osition of the dosin bay ad uliple dsing it i 2:Insaatio the direc doin it wt a mnul syring Fig。错误!未定义书签。:tanar smple tae Fig。错误!未定义书签。:Doing ay wit manu
15、a srige uits 9 电动注射单元:在CA 的两侧可以安装两个注射单元.CA20软件依照 OC上注射器的位置编号控制 4 个注射单元.确定注射单元编号 14 的位置 用两个螺钉固定注射单元(上面的在 OCA 上,下面的在注射单元上)电动注射单元精确的并要求气压00-1000?,3mm 长注射器(1,位置),40mm 注射器在,位置。OA5 只能使用单一直接计量系统(DD)。在 O15Plus 系统,可以使用插座 1而不用D.3.3.5 目镜测角仪的安装 拧开镜头上部的螺丝 A,将 OCA5、OCA的目镜测角仪插入后,拧紧螺丝固定.3.3.6 连电 OA系列仪器使用外部电源供电,将插座电
16、线连接在仪器的DC-I 12V 接口上。(注意电源的接地保护)将取线板的视频线与 OA 的视频输出端 Vdeo OU连接。如果计算机还没有安装取线板,请参阅取线板的安装。可选附件t1将插头连入或 T2。标准电动注射单元不需额外的连线,直接插在 OA 上。当电动注射单元在直接计量单元上时,需要与光源室底部的 5、6 插孔连接.3。计算机的设置 关于计算机系统及idos 9 或 NT.0 的安装,可以参照随机附上的资料。3.4.1 取线板的安装 安装取线板的驱动程序在光盘中。OC视频系统必须与取线板连接,A20 软件能支持两个取线板,一个为标准板,一个为高速取线板.要安装高速板,主机需要 32 位
17、 PC插槽。标准板只需位插槽即可。3.5 软件安装 在光盘中详细描述了 S软件以及其它必要驱动程序的安装.要安装CA,必须已经安装了 Windows 9x 或 NT 系统.i.3:Electroic syringe unit frot/rr viw Fig.错误!未定义书签。:Intlaio of gniometer e eece Fig 错误!未定义书签。:onetors o stdard fame graber board Fig。错误!未定义书签。:Idenfyng Clo 10 操作指南 在以下的介绍中,您将学会如何准备和进行一次标准的测试。测试结果与测试方法的选取和测试条件有关。在表
18、面化学的研究中,样品的洁净度和液体的处理对结果有很大的影响。4 常规操作 在开始测试接触角前,请先确认以下几点:进行一系列测试的目的是什么 样品要如何制备 在测试过程中需要那些种测试液 测量装置如何设置 样品的准备 固体的表面或液体样品对于实验结果的准确性非常关键,因此除非需要测试不同样品之间的差异外,都必须确保使用相同的方式对样品进行处理。对于固体样品,如果实验的结果作为参照平行实验,则需要用完全相同的方式准备样品。测试液的准备 在依据 WR原理测试固体的表面自由能时,需要选择合适的测试液体。必须保证所用的测试液体不会与固体样品发生反应、蚀刻或吸收。在注射器中加入液体时,必须保证液体的清洁性
19、,在使用表面活性物质时要尤其注意,任何微小的污染都可能降低液体的表面张力,尤其是水的表面张力。注意 任何微小的表面活性物质对固体表面的污染,都会降低液体的表面张力 测试装置的设置实验装置的设置与安装对于实验结果的准确性和重复性有重要影响。请关注以下提示:使用正确的样品台试配器(斜板、wafe台、温度控制单元)光源的亮度 注射器的选取 测试液的粘性与所使用的计量管和注射针的内径是否匹配 注射针的外径与所选择的测试方法是否匹配 注射针与样品的位置是否在视野范围内 依据工作距离和放大率调整焦距 4。2OC的使用方法 4.。1 样品台的位置 三个手轮可以在 X、Y、方向调整样品台的位置。Fig。错误!
20、未定义书签。:Three ater dro on the m,but fferent prped,soid surfa 11 4。22注射针的位置 一共有三种计量单元:单一计量单元,直接计量单元和多计量单元。支架可以通过两个精细调节旋扭在光轴的水平和垂直方向进行调整,针架在 X 轴方向不能移动。针架在垂直方向可以做快速调整(直接计量单元没有快速调节旋扭)。它可以和温度控制单元联合使用以调整测量的精确位置,在适宜的测试温度时快速进行测试.4。2。3 光源的调整 通过光源后部的旋扭可以调节光源的强弱。为得到非常清晰的液滴图象,需要调整图象在屏幕上的满屏比例.如果没有辨识到液滴的外型,软件不能检测到
21、接触角。所以“三相点”的亮度识别对仪器测试结果的影响非常重要。42.4 D 镜头的调整 控制摄像头的调整有三个旋扭:水平倾斜转轮、焦距扭、精调旋扭。5 测量 在测量前,需要做如下的准备工作:将样品置于样品台上(只适用于座滴法)准备并安装好所有的注射器、计量管及需要的测试液 样品台和注射针的位置 光源的调整 启动图象辨识系统 5。独立测试方法 本章中描述的所有程序与测试方法之间完全独立。与程序关联的测试方法将在其它章节中特别加以说明。避免有气泡混入计量单元中 使用电动计量单元的程序如下:键,下移注射器活塞的位置 C 键,将注射器小心推入固定器中 B 键,上移活塞位置,直到针头处出现液滴为止 D
22、键,用固定器固定注射器的活塞 Fi。4:Controls or nede posioni with he sle n mup doig unit Fig。5:Cotro f te oom ls ig。错误!未定义书签。:Cntl o ES 12 不要将固定器的螺钉旋入过紧,否则会挤碎注射器 注意针尖不能触及固体样品 5。2 手动测量(OC510)5。2。1 切线法 5.。2 SA 10,表面自由能的计算 在 SCA1软件中可以进行固体表面自由能的计算。选择表格中提供的测试方法或相应的图标所给定的应用范围和范例只作为一般规则。计算方法 所提供的信息 所需液体数 应用 Zisan 临界表面张力 2
23、 非极性固体 E、PE、石蜡 Fokes 表面能的色散部分 1 非极性系统 E、TF、石蜡 OWRK(Owes-WendtRbl and Klbl)表面自由能的色散部分和极性部分 2 一般 聚合物、铝、涂层、清漆 Exnd owkes 表面自由能的色散部分、极性部分以及氢键力的分布 3 表面特性的特殊问题 聚合物、乳液 W(Hronic Mea)表面自由能的色散力和极性力的分布(至少一种极性液体)低能系统 有机溶液、聚合物、有机染料 酸碱理论 色散力,酸度 3 表面特性的特殊问题 生物系统 状态平衡理论 表面自由能 1 一般 聚合物、铝、涂层、清漆 Schtz 1(Polar Drop as)
24、表面自由能中色散力和极性力的分布 2 高能系统 金属、玻璃 cutz 2(r Blk hase)表面自由能中色散力和极性力的分布 高能系统 聚合物、铝、涂层、清漆 使用浏览点击可以选择液体数据资料 在选择框中选择测量接触角的液体,如果找不到适合的液体,也可以选择表面张力参数的种类.测试液体种类的选取主要依赖所选择的测试方法.只有当所有分析方法的参数都已知时才可以确定液体,也只有当这些液体能在结果窗口中随同所有的参数一起转换。5。用软件进行测量 本章将详细描述如何使用 SA2x 软件进行光学视频接触角的测量。5。3。1 软件的选择 在开始测试前首先在选择框所提供的测试方法中选取一种。在对话框中的
25、装置控制一栏,一定要选择与 OA 连接的系列端口.在选择的端口有效之前,要关闭 SC20 并重新启动。也可以选择 OCA 的温度读数窗口。默认设置为 COM1ig。错误!未定义书签。:Tabed dilog Prf 13 和1。图象窗口的设置:在对话窗口中,选择液滴图象的计算线。选取的液滴轮廓线显示用红色 滤过的液滴外型线显示用绿色 结果的计算值(例如接触角)在兰色背景上用黄色表示 座滴法三相点处的切线用红线表示 在图象尺寸选择之后通常选择自动尺寸窗口.对话框中液滴类型的选择设置:在对话框中设置测量液滴种类时,可以选择七种液滴类型中的任何一种。该步可以在计算之前进行(右击鼠标然后点击 Dop
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