技術(shù)文章 / Technical articles
接觸角測量儀/水滴角量儀只有采用了Young-Laplace方程擬合算法的測試儀器才能視為真正意義上的“接觸角”測量儀。相應(yīng)的，如果是僅采用了圓擬合或橢圓擬合的儀器，僅僅為數(shù)碼量角器而與“接觸角”的界面化學(xué)測量存在一定的區(qū)別。至于量角法或量角法、5點(diǎn)擬合法等等算法則是非常落后的算法，基本沒有人使用。
接觸角測量儀/水滴角測量儀的Young-Laplace方程擬合法從理論上來講是可以覆蓋0－180度的接觸角測量范圍的，但是，由于接觸角測值事實(shí)上不能停留在理論上，必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測值的檢驗(yàn)。當(dāng)接觸角測量儀/水滴角測量儀的概念明確為具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)后，導(dǎo)致部分不良商家沒有這個功能或采用了偽Young-Laplace方程算法（如橢圓及其變化方法等），卻宣稱具有Young-Laplace方程擬合技術(shù)。為此，我們對主流的接觸角測量儀/水滴角測量儀廠家的Young-Laplace方程擬合技術(shù)進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的圖片為真實(shí)的液滴圖像而不是標(biāo)準(zhǔn)玻璃片。通過分析實(shí)際的液滴在固體表面形成的接觸角圖片，可以實(shí)現(xiàn)：分析軟件的邊緣識別能力、計算能力、算法的優(yōu)缺點(diǎn)等；
如下為測試數(shù)據(jù)，供參考：
| 序號 | 中國產(chǎn)儀器 Young-Laplace方程擬合 |
德系Young-Laplace 方程擬合 |
ADSA－RealDrop | 橢圓擬合 | 說明 |
| 1 | 0 | 6.3 | 6.401 | 6.2 | 國產(chǎn)接觸角儀無法計算 橢圓擬合無效，本行顯示結(jié)果為圓擬合時的結(jié)果 |
| 2 | 16.11 | 12.1 | 13.482 | 16.169 | |
| 3 | 54.06 | 43.1 | 40.779 | 39 | 中國產(chǎn)接觸角儀和德國的算法均出現(xiàn)了明顯的擬合重合度失真 |
| 4 | 72.65 | 68.9 | 68.841 | 69.3 | 擬合效果好的時候 ADSA-RealDrop與德國的Young-Laplace基本一致 |
| 5 | 88.85 | 82.5 | 83.846 | 82.2 | ADSA－RealDrop分辨出了左、右接觸角角度值有差異 |
| 6 | 107.14 | 103.3 | 99.572 | 101.4 | 德國的擬合曲線向真實(shí)液滴輪廓線內(nèi)側(cè)偏差 |
| 7 | 106.49 | 124 | 123.902 | 118.5 | 水平線位置有雜點(diǎn)，國產(chǎn)的接觸角儀無法擬合上圖像 |
| 8 | 145.01 | 147.5 | 142.942 | 139.3 | 德國接觸角儀右側(cè)擬合出現(xiàn)的明顯的向真實(shí)液滴輪廓內(nèi)側(cè)的偏差 |
| 9 | 131.73 | 155 | 144.199 | 145.1 | 國產(chǎn)的接觸角儀擬合失效， 德國的接觸角儀Young-Laplace方程擬合明顯出現(xiàn)偏向真實(shí)液滴輪廓內(nèi)側(cè) |
| 10 | 0 | 163.8 | 159.259 | 151.1 | 德國接觸角儀擬合出現(xiàn)的明顯的向真實(shí)液滴輪廓內(nèi)側(cè)的偏差 |
| 11 | 0 | 405.6 | 169.593 | 150.9 | 國產(chǎn)接觸角儀無法識別出邊緣 |
| 中國產(chǎn)儀器 Young-Laplace方程擬合 |
德系Young-Laplace 方程擬合 |
ADSA－RealDrop | 橢圓擬合 | |
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1
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0
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6.3
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6.401
|
6.2
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2
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16.11
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12.1
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13.482
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16.169
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3
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54.06
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43.1
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40.779
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39
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4
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72.65
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68.9
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68.841
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69.3
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5
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88.85
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82.5
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83.846
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82.2
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6
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107.14
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103.3
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99.572
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101.4
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7
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106.49
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124
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123.902
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118.5
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8
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145.01
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147.5
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142.942
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139.3
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131.73
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155
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144.199
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145.1
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10
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0
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163.8
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159.259
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151.1
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0
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405.6
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169.593
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150.9
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如上圖片可以下載后察看具體的擬合效果。
通過如上對比實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：
1、國產(chǎn)的接觸角測量儀采用的Young-Laplace方程算法與真正的Young-Laplace方程算法的測值結(jié)果存在一定的誤差；
2、國產(chǎn)的接觸角測量儀采用的邊緣查找算法會挑圖片，部分圖片無法識別邊緣，部分圖片邊緣識別率低；
3、國產(chǎn)的接觸角測量儀有的擬合Young-Laplace方程的成功率一般，10張圖片中有2張無法擬合，2張擬合出錯；
4、德國的接觸角測量儀擬合Young-Laplace為第二代算法，只能擬合軸對稱的圖像，無法識別出圖像的左、右非軸對稱性以及接觸角滯后的化學(xué)多樣性；
5、在擬合效果理想時，德國的Young-Laplace方程擬合算法與ADSA－RealDrop（阿莎）算法基本一致；
6、德國的接觸角測量儀擬合Young-Laplace算法時很容易出現(xiàn)擬合線向真實(shí)輪廓線內(nèi)側(cè)偏差的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致接觸角測值偏大；
7、阿莎ADSA－RealDrop算法分析如上隨機(jī)的圖片時效率，擬合度；
8、阿莎ADSA－RealDrop算法為真正應(yīng)用于3D接觸角測試的算法。
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