Способ определения краевого угла смачивания

 

Изобретение относится к обконтрольно-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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 6 01 И 13/02

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3888033/24-25 (22) 22,04.85 (46) 30.09.86, Бюл. В 36 (71) Переславский филиал Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектного института химико-фотографической проьышленнос(72) А, Н. Магунов (53) 532.612.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У. 703759, кл. G 01 N 13/00, 1974, Авторское свидетельство СССР

В 282737, кл. G О1 N 13/02, 1969. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАЕВОГО

УГЛА СИАЧИВАНИЯ (57) Изобретение относится к,области контрольно-измерительной техÄÄSUÄÄ 1260752 А 1 ники 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.и освещают ее параллельным пучком света в направлении нормали к подложке. Используют пучок света с диаметром большим, чем диаметр капли. Измеряют расстояние от различных точек на периметре теневого иэображения капли на экране 5 до соответствующих им точек на пери- . @ й2 метре преломленного изображения капли, 1 табл., 3 ил.

12607)2

10

25

Изобретение относится к способам исследования поверхностных свойств материалов, в частности флуктуапий смачиваемости, и может быть применено для контроля чистоты и однородности прозрачных материалов.

Цель изобгетения — расширение области применения путем обеспечения определения распределения величины краевого угла вдоль периметра смачивания (при этом краевой угол определяется одновременно во всех точках периметра одной, капли).

На фиг. 1 показана схема устройства для определения краевого угла; на фиг, 2 — оптическая картина на экране; на фиг. 3 — функция распределения краевого угла по периметру смачив пьия, Пример . 1(аппю освещают параллельным пучком света в направлении, перпендикулярном плоскости основания капли. При этом капля является собирающей линзой. Отклонение световых лучей на краях капли определяется локальными значениями краевого угла. Капля может находится по отношению к источнику света с любой стороны плоской прозрачной подложки.

Преломленные лучи создают на матовом экране картину, периметр которой определяет непрерывное распределение углов вдоль периметра капли. По полученной картине рассчитывают углы в неограниченном количестве точек.

Каплю 1 воды наносят на стеклян- . ную подложку 2, Луч гелий-неонового лазера 3 расширяют с помощью телескопического объекта 4. так, чтобы диаметр светового пучка был больше диаметра капли 1. Расширенный пучок направляют на каплю по нормали к подложке, На экране 5 видна картина преломпенпя света, которую регистрируют обводя карандашом через кальку периметр картины (фиг. 2).

Для нахождеиия краевьгл углов измеряют расстояние X для точек периметра, лежащих на радиусах, проведенных через 10 полярного угла а (точка =0 выбирается произвольно).

Краевой угол 9 для каждой точки периметра капли расчитывают по формуле

Х/D

8 =агс tg-, п1х /D +1-1 где Х вЂ” расстояние от точки на периметре теневого изображения капли на экране до соответствующей ей точки на периметре картины преломления;

D — расстояние от основания капли до экрана, и — показатель преломления жидкости; Π— исконный краевой угол.

Расстояние D-187 мм, показатель преломления воды п=1,33.

Результаты приведены в таблице.

IIo полученным данным строят фунК цию распределения краевого угла, приведенную на фиг. 3 в линейных координатах„ Находят по графику сред.о нее значение 8=34 6 и среднеквадратичное отклонение 6 =0,8, Если элементы системы располагают в следующем порядке источник — капля — подложка — экран, то угол находят с помощью выражения

Х... sinO 1.

П

-Wgax ñÿjï(п зж(0-агс зж----)1 и. которое решают численным методом. Б этом случае. можно измерять краевые углы до 90

Формула изобретения

Способ определения краевого угла смачивания, заключающиися в формировании контакта жидкости с поверхностью прозрачной подложки, освещении контакта параллельным пучком света в направлении нормали к подг, ложке,. регистрации оптической картины., наблюдаемой на экране со стороны, противоположной подсветке, и измерении параметра этой картины, по которому рассчитывают краевой угол, . отличающийся тем, что, с целью расширения области применео ния путем обеспечения определения распределения краевого угла вдоль периметра смачивания, контакт жидкости с поверхность|о прозрачной подлоЪки формируют нанесением капли жидкости па подложку, освещение производят пучком света с диаметром больше диаметра. капли, а в качестве параметра измеряют расстояние от различных точек на периметре теневого изображения капли на экране до соответствующих им точек на перимет,ре преломленного изображения капли.

1260752

Ч Х, мм Х/D g q X, мм Х/D О

34,7. 0,262

0,267

0,251

0,267

48,5

35 0 180

35,4 190

О 49

35,0 э

10 50

200

36,2

34,1

35,4 210

35,4 220

35,4 230

35,8 240

35,4 250

34,5 260

35,2 270

36,2

34,7

48,5

0,267

33,6

33,6

33,6

33,6

34,1

35,4

35,0

280

34,1.35,8

290

34,5

35 0

300

35,4

35 0

310

35 0

35 2

320

330

35,8 35,2

0,273

35,0

34,0

0,262

0,251

340

34,5

34,1

350

20 47

30 50

40 50

50 50

60 51

70 50

80 48

90 49,5

100 50

110 51

120 49

130 . 49

140 50

150 49,5

160 49

170 48

0,267

0,273

О, 26.7

0,257

0,265

0,267

0,273

0,262

0,262

0,267

0,265

0,262

0,257

О, 259

0,262

0,278

0,278

0,259

0,246

0,246

0,246

0,246

0,251

О, 262

0,251

О, 257

0,262

0,262

1 260752

fSO о,о

О,8 о,7 ое

Составитель А, Кощеев

Редактор М. Товтин Техред И.Попович Корректор М. и!аро

Заказ 52!9/40 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 .Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, .ул. Проектная, 4