SurfaceMeter軟件在接觸角測量和表面張力/界面張力測量領(lǐng)域，儀器的設(shè)計(jì)理念、選擇的零部件質(zhì)量和加工/制造工藝保證了測量儀器的外部條件，并為進(jìn)行（準(zhǔn)確可靠+操作簡便）的測量奠定了物質(zhì)（硬體）基礎(chǔ)

SurfaceMeter™ 軟件

在接觸角測量和表面張力/界面張力測量領(lǐng)域，儀器的設(shè)計(jì)理念、選擇的零部件質(zhì)量和加工/制造工藝保證了測量儀器的外部條件，并為進(jìn)行（準(zhǔn)確可靠+操作簡便）的測量奠定了物質(zhì)（硬體）基礎(chǔ)。但實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)需要通過軟件的介入才能獲得，軟件是整個(gè)測量系統(tǒng)的靈魂和大腦，其功能和性能最終決定了在現(xiàn)有的硬體基礎(chǔ)上通過測量能夠獲得的信息量，以及它們的精度和準(zhǔn)確性（而這二者尤為重要）。再者軟件在很大程度上也決定了測量的速度和舒適性（人性化）。

SurfaceMeter™軟件建立在以完成準(zhǔn)確測量為中心的基礎(chǔ)上，所有的一切都是以輔助完成的測量任務(wù)為目的。同時(shí)，SurfaceMeter™軟件也始終不忘它源自科學(xué)研究的歷史，深知科研領(lǐng)域涉及的樣品以及需要完成的測量任務(wù)與生產(chǎn)領(lǐng)域之間的區(qū)別和差異：在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域通常進(jìn)行一些重復(fù)性的測量，在這里標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP）非常受到重視；但在科學(xué)研究中更常遇到的是各種各樣的樣品，希望對其進(jìn)行各類測量，而不止局限于尋常的靜態(tài)接觸角或表面自由能的簡單測量，而且把獲得新的認(rèn)識(shí)放在。所以這就要求軟件需要二者兼顧。

SurfaceMeter™軟件在這一領(lǐng)域，開創(chuàng)了許多性，主要表現(xiàn)在以下幾方面（但不包括全部）。

1. 準(zhǔn)確、自動(dòng)檢測液滴與固體表面三相交界線（基線 / baseline）的能力: 無需任何輔助線，甚至在表面上放置液滴前就能夠?qū)崿F(xiàn)，不管接觸角多大；

2. 準(zhǔn)確檢測液滴輪廓的能力：采用亞像素（sub-pixel）精度檢測液滴輪廓坐標(biāo)，相當(dāng)于把相機(jī)的分辨率成倍提高；能夠自動(dòng)排除不屬于液滴輪廓的背景點(diǎn)（不需要任何輔助線的幫助）；

3. 準(zhǔn)確、可靠的Laplace-Young擬合方法，通過對上面檢測到的液滴全輪廓進(jìn)行分析、計(jì)算，可以準(zhǔn)確測量任何角度的軸對稱液滴的接觸角。對于比較理想的液滴（比如對多數(shù)接觸角較大的液滴）還可以同時(shí)計(jì)算出液滴當(dāng)時(shí)的表面張力或界面張力。

   圖1：無論角度多大，如果液滴基本上符合軸對稱性，都可以通過Laplace-Young方程擬合法得到準(zhǔn)確、可靠的接觸角值。

4. 準(zhǔn)確、可靠、的TrueDrop™計(jì)算方法：一種單一的測量計(jì)算法，適用于幾乎所有形狀的液滴，也是目前的可以準(zhǔn)確分析計(jì)算當(dāng)液滴在增大/縮小過程中（動(dòng)態(tài)接觸角的測量），或處于傾斜狀態(tài)下（傾斜臺(tái)法，接觸角和三相接觸點(diǎn)位置），以及處于離心力作用下（旋轉(zhuǎn)液滴法），呈現(xiàn)明顯非對稱形狀時(shí)的方法。這一方法當(dāng)然也對軸對稱性液滴適用。

   圖2：采用TrueDrop™計(jì)算方法測量非對稱液滴的接觸角值

5. 真正接近于零度的接觸角值的準(zhǔn)確測量方法：甚至可以對不少生產(chǎn)、制造領(lǐng)域中的平面（如顯示板，玻璃等）進(jìn)行全自動(dòng)測量。

   圖3：超低接觸角準(zhǔn)確測量法

6. 出色的基于俯視測量法原理的接觸角/潤濕性和相關(guān)現(xiàn)象的表征技術(shù)。在強(qiáng)大的液滴圖像檢測技術(shù)和準(zhǔn)確、可靠的加液技術(shù)（包括非接觸加液技術(shù)）的輔助下，基于Laplace-Young液滴模型的高速俯視測量法適合于全范圍、所有液體的接觸角值的準(zhǔn)確測量，尤其對于超低接觸角值樣品、大面積樣品、復(fù)雜形貌樣品、樣品表面的高（位置）分辨率接觸角/表面能分布測繪以及實(shí)時(shí)/在線測量等，這一方法的優(yōu)勢更是顯而易見。

   對于下圖這樣不規(guī)則的液滴（而這樣的液滴在許多實(shí)際樣品表面上，當(dāng)接觸角值低于約50°，時(shí)?？梢杂^察到）顯然通過俯視法測量得到的平均或有效接觸角值，比通過側(cè)面法獲得的單個(gè)截面的值，更有代表性和說服力。

   圖4：俯視法測量樣品表面明顯不對稱液滴的平均接觸角值

   下圖顯示的是對大面積樣品表面的高密度接觸角分布測繪模板，液滴之間的間距分別為10（垂直方向）/ 9.8（水平方向） mm。圖中的紅點(diǎn)表示液滴測量位置，紫色面積表示樣品平面。

   圖5：俯視法測量大面積樣品表面的測繪模板

7. 的固體表面自由能測量模板。為了進(jìn)一步簡化日常重復(fù)進(jìn)行的表面自由能測量過程，減少操作人員的工作強(qiáng)度，減少出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，提高測量速度和測量結(jié)果的可重復(fù)性，我們引入了表面自由能測量模板。它不但能夠引導(dǎo)用戶的具體操作，而且能夠準(zhǔn)確、可靠地判斷已經(jīng)完成/實(shí)現(xiàn)的步驟，從而自動(dòng)地進(jìn)入下一個(gè)測量步驟：引導(dǎo)但不強(qiáng)求。

   圖6：固體表面自由能測量模板

8. 當(dāng)前市場上最準(zhǔn)確、成熟、自動(dòng)化程度的基于懸滴分析的表面/界面張力測量方法。以及在此基礎(chǔ)上，通過與其它自動(dòng)化組件的緊密結(jié)合，發(fā)展起來的多種目前市場上的光學(xué)檢測法，包括全自動(dòng)懸滴分析動(dòng)態(tài)表面/界面張力儀，全自動(dòng)懸滴分析臨界膠束濃度測量系統(tǒng)，全自動(dòng)懸滴分析組成篩選系統(tǒng)，全自動(dòng)懸滴分析實(shí)時(shí)表面活性/表面活性劑濃度監(jiān)測系統(tǒng)等。

   圖7：用懸滴法測量水的表面張力，顯示出測量結(jié)果的高度穩(wěn)定性

   下圖是在一正己烷液相中形成的一水滴（懸滴），用來測量水/正己烷-體系的界面張力。圖中的綠線表示理論計(jì)算得到的液滴輪廓線，它與實(shí)際得到的液滴圖像輪廓之間的縫合程度展現(xiàn)出擬合結(jié)果的準(zhǔn)確性。

   圖8：水/正己烷-體系界面張力的測量

9. 我們采用的懸滴分析、計(jì)算法，不但準(zhǔn)確、可靠，而且高速：能夠?qū)崿F(xiàn)每秒鐘10次以上的分析計(jì)算，使得軟件可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視懸滴的狀態(tài)，通過結(jié)合相應(yīng)的硬件（如加液裝置）對懸滴進(jìn)行準(zhǔn)確控制和調(diào)制：控制/調(diào)制其體積/表面積恒定或按一定的模式變化，控制/調(diào)制懸滴在測量過程中始終處于理想的體積范圍，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

10. 軟件與硬件之間的緊密結(jié)合：通過軟件實(shí)現(xiàn)對硬件的自動(dòng)控制不僅僅是指可通過點(diǎn)擊按鈕來控制移動(dòng)動(dòng)作，更多地在于將它充分、和諧地結(jié)合到測量任務(wù)中去：相機(jī)的分辨率和速度/自動(dòng)液體分配單元/自動(dòng)樣品傾斜臺(tái)/自動(dòng)樣品升降臺(tái)等各種自動(dòng)組件，被緊密地嵌入到軟件和測量步驟中，可以預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)方向、速度、持續(xù)時(shí)間、起始運(yùn)動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和每一步前后的時(shí)間延遲，以及測量事件觸發(fā)點(diǎn)。后者又可與用戶定義的測量任務(wù)掛鉤，得以在的時(shí)間或事件點(diǎn)自動(dòng)啟動(dòng)的測量任務(wù)（如批量實(shí)時(shí)計(jì)算或錄像等）。軟件還為自動(dòng)加液裝置預(yù)設(shè)了6個(gè)加樣模式和多種鎖定模式，這樣一來，使得許多復(fù)雜的測量任務(wù)往往可通過單次點(diǎn)擊來實(shí)現(xiàn)。這具體表現(xiàn)在：

    • 一鍵式（靜態(tài)）接觸角/表面自由能的測量（與非接觸式自動(dòng)加液裝置相結(jié)合時(shí)）；

    • 一鍵式全自動(dòng)前進(jìn)/后退角的測量

    • 一鍵式全自動(dòng)傾斜臺(tái)測量操作

    • 一鍵式全自動(dòng)表面張力的測量

    • 一鍵式全自動(dòng)臨界膠束濃度CMC的測量

    • ...

通過測量我們想獲得盡可能多的信息，而對于獲得的信息我們首先要求它們準(zhǔn)確、可靠，否則得到的信息不但對我們的工作毫無幫助，甚至造成破壞或帶來損失。所以追求測量的準(zhǔn)確以及在此基礎(chǔ)上不斷地引入新穎、的測量技術(shù)和分析、計(jì)算方法，同時(shí)盡可能地提高各種測量的自動(dòng)化程度，減少工作強(qiáng)度，提高測量的舒適性，也將是我們未來發(fā)展的重點(diǎn)。

SurfaceMeter™ 演示視頻

雖然我們的軟件首先是為配置我們的儀器而研發(fā)的，但就測量、計(jì)算方法而言，它也可以支持多數(shù)的其它儀器。而且我們也已經(jīng)擁有不少用戶，他們購買了其它廠家的儀器，但后來更換采用我們的軟件。軟件也可以被應(yīng)用于多數(shù)進(jìn)口儀器上，而且能夠直接支持不少公用的硬件。所以有意向的用戶可以與我們聯(lián)系。