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AND日本爱安得动态接触角测量装置 DCA-100W的操作使用

更新时间:2026-01-10点击次数:22

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AND 日本爱安得动态接触角测量装置 DCA-100W 标准操作流程

本流程基于Wilhelmy 平板法,适配固体、涂层、纤维、薄膜的动态接触角、表面张力测试,符合材料研发与质控的规范要求,兼顾操作精准性与重复性。

一、开机前准备与安全检查

  1. 环境与供电

    • 放置于水平防震台面,环境温度 5~40℃、湿度 20~80% RH(无凝露),避开气流、粉尘、电磁干扰源。

    • 接入 AC100V 1Φ 50/60Hz 电源,确保接地可靠,匹配 50VA 功耗需求。

  2. 设备与耗材检查

    • 目视检查主机、升降台、传感器无损伤,升降台移动顺畅,急停按钮复位。

    • 准备测试耗材:待测液体(去离子水、有机溶剂等)、样品载体(玻璃皿)、清洁工具(无尘布、酒精)。

    • 若测表面张力,需准备白金环;若测纤维 / 薄膜,需准备专用样品夹具。

  3. 样品制备

    • 固体平板样品:切割为 10~60mm(长)×1~4mm(宽)规格,表面清洁无油污、划痕,必要时进行抛光 / 清洗处理。

    • 纤维 / 薄膜样品:裁剪为合适尺寸,用夹具固定成平直状态,避免弯曲。

二、开机与系统初始化

  1. 打开主机电源开关,系统自动启动,彩色触摸屏点亮后进入主界面。

  2. 进入 “Manual" 手动模式,点击 “Force Zero"(载荷清零),确认载荷显示波动≤±0.001mN,确保传感器稳定。

  3. 电脑联机(可选)

    • 通过数据线连接主机与电脑,启动专用数据采集软件,选择 “DCA-100W" 设备型号,确认通讯成功,软件可实时采集载荷 - 位移曲线。

三、测试参数设置(触摸屏 / 软件双模式)

在主菜单选择 “Test Setup",依次配置核心参数,以下为动态接触角测试的典型设置:
参数类别设置项取值范围与要点示例(固体平板动态接触角)
测试模式Test Mode动态接触角 / 表面张力 / 浸渍 - 提拉循环动态接触角(前进 + 后退)
速度参数Immersion Speed(浸渍速度)0.1~100mm/min,步长 0.1mm/min10mm/min

Lift Speed(提拉速度)与浸渍速度一致或按需调整10mm/min
行程参数Immersion Depth(浸渍深度)0~130mm,根据样品长度设定20mm

Lift Height(提拉高度)与浸渍深度匹配20mm
数据采样Sampling Interval1~1000ms,高频采样适配瞬态润湿10ms
单位与校准Force UnitmN(默认),无需切换mN

密度设置输入待测液体密度(用于计算表面张力)水:1.0g/cm³

四、样品装夹与测试执行

1.  动态接触角测试(平板样品为例)

  1. 样品安装:将处理好的平板样品垂直固定在样品夹具上,确保样品下端平齐,无倾斜。

  2. 液体放置:将盛有待测液体的玻璃皿置于升降台中心,调整升降台位置,使样品下端与液面保持 1~2mm 距离。

  3. 再次清零:点击 “Force Zero" 重新载荷清零,消除样品自重影响(部分软件支持自动扣除自重)。

  4. 启动测试:点击面板 “Start" 按钮,设备按设定参数运行:

    • 浸渍阶段:升降台上升,样品下端浸入液体,系统记录载荷变化,计算前进接触角

    • 提拉阶段:升降台下降,样品离开液体,系统记录载荷变化,计算后退接触角

  5. 过程监控:实时观察触摸屏 / 软件的载荷 - 位移曲线,若曲线异常波动,立即点击 “Stop" 停止测试,排查样品装夹或液体污染问题。

2.  表面张力测试(白金环法)

  1. 更换夹具:卸下样品夹具,安装白金环,确保白金环清洁无污渍(可用酒精清洗后烘干)。

  2. 参数切换:在测试模式选择 “表面张力",输入液体密度、白金环周长等参数。

  3. 启动测试:升降台上升,白金环浸入液体后提拉,系统根据载荷变化自动计算液体表面张力。

五、数据处理与导出

  1. 本地数据查看

    • 测试结束后,触摸屏自动显示 ** 前进接触角(θₐ)、后退接触角(θᵣ)、接触角滞后(Δθ=θₐ-θᵣ)** 等关键数据,可直接读取记录。

    • 查看载荷 - 位移曲线,确认曲线平滑无毛刺,剔除异常数据段。

  2. 数据导出与分析

    • U 盘导出:插入 U 盘,选择 “Data Export",将数据与曲线保存为 CSV 格式。

    • 电脑软件分析:专用软件支持曲线拟合、接触角自动计算、数据统计,可导出 Excel 报表或高清测试曲线图。

  3. 结果计算:接触角滞后值越大,表明样品表面不均匀性越高;前进接触角>90° 为疏水表面,<90° 为亲水表面。

六、关机与日常维护

  1. 关机流程

    • 退出测试界面,返回主菜单,关闭主机电源,断开供电线路。

    • 卸下样品与夹具,用无尘布蘸酒精擦拭样品夹具、白金环,去除液体残留,避免腐蚀。

    • 清理玻璃皿,回收待测液体(有机溶剂需密封保存)。

  2. 日常维护要点

    • 清洁:定期擦拭主机外壳与升降台,保持设备洁净;传感器探头避免碰撞、污染。

    • 校准:每半年用标准砝码对载荷传感器进行校准,确保测量精度 ±1% 以内。

    • 存放:长期停用需覆盖防尘罩,夹具与白金环涂抹防锈油,置于干燥通风环境。

七、常见故障排查

故障现象可能原因排查方法
接触角数据偏差大样品表面污染 / 液体挥发重新清洁样品;使用密封玻璃皿减少挥发
载荷曲线无变化样品未接触液面 / 夹具松动调整升降台位置;锁紧样品夹具
升降台不移动行程限位触发 / 参数设置错误复位限位开关;检查浸渍深度与速度参数
通讯失败数据线松动 / 软件版本不匹配重新插拔数据线;更新软件至最新版本


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