实验8接触角法测定固体的表面润湿性
仪器和药品
仪器：SL-200B标准型光学接触角测定仪（示意图见图1）
药品：去离子水；玻璃片；有机玻璃片；细砂纸
图1. 接触角测定仪示意图
实验步骤
1、测试前，需要按图1熟悉仪器的各个部件，并拧开镜头盖，放在仪器底板上。
2、测试前，将接触角测定仪的三个平面调整好水平位置。具体为：
（1）将水泡放于接触角测定仪的底座上，通过调整接触角测定仪主机四个垫脚的螺丝，使水泡处于中间位置，校正仪器主机水平。（已校好，勿动！）
（2）将水泡放于样品台上，通过调整样品台下面的二维校正螺丝，使水泡处于中间位置。（已校好，勿动！）
（3）方法同上，校正镜头水平。
3、若进样针内已有去离子水，且内无气泡，可直接使用。检查进样针左侧的白色塑料螺丝，
是否把针体固定（不要拧太紧，以防断裂！）；检查进样针顶部的白色塑料螺丝，将进样针杆固定。
4、若进样针内去离子水不多，需重新吸入去离子水。将进样针的左侧两个螺丝和顶部螺丝
拧松，从左侧小心取出进样针。将干净的进样器在测试液体（去离子水）中反复多次抽拉，以排出进样器中的空气。抽拉进样器要轻缓，以免造成拉杆弯折。针头不能触碰容器边缘或底部，避免针头弯曲。取样之后用滤纸吸除针头周围的液体。逆时针旋转进样针右侧的银色进样泵，使2个黑色凹槽间的距离与进样针匹配，然后用刚才拧下的三个螺丝，将进样针固定到黑色固定架上。
5、插入程序专用U盘，双击电脑桌面上的“动静态接触角、表面自由能接触角分析系统”
图标，出现图2界面。点击“测试向导”，出现图3界面。选择“普通接触角”，“下一步”，出现图4界面。
图2
图3
图4
6、在图4界面中选择下拉菜单中的“uEye capture device 1”,并调节仪器主机左前方的
“光源调节钮”，如果进样针位置适当，可观察到屏幕上针头的黑色影像（图5）。点击“下一步”。出现图6界面。
图5
图6
7、在图6界面输入“报告名称”【统一编号为2014MMDD-name-1】、“测试单位”【DUT】、
“样品名称”【glass】等测试信息；点击“下一步”，出现图7界面。
图7
8、用洗洁剂清洗玻璃表面，用吹风机吹干（手不要触碰玻璃表面！）。将经清洗过的玻璃
片放在样品台上，调节样品台的位置，使玻璃片恰好位于画面的中间偏下。在图7界面调节亮度及对比度，调节亮度和对比度，使画面清晰。针管直径选择“0.5”，点击“下一步”，出现图8界面。
图8
9、选择“模型1 平面样品”，点击“下一步”。选择“停滴法”，进入“下一步”；选择
“标准环境”，进入“下一步”；出现图9界面。上述各项参数均保持。点击“设置完毕”。出现图10界面（即测试界面）。
图9
图10
10、协同调节样品台位置（前后，左右，上下）、进样针位置（前后，左右，上下）和
镜头的角度、光圈，使待测固体表面位于屏幕下1/3位置，针头位于屏幕上方中央，并使待拍摄画面亮度适宜。如图11所示。
图11
11、顺时针旋转银色进样泵（进样螺丝），并观察屏幕，使去离子水从针尖滴出（2 μL
为宜，图12），落在待测表面（图13），将画面上的基线移动到玻璃片与液滴接触的平面上，点击“测试”。系统自动进行测试与计算，计算完成后，出现界面（图14）。
图12
图13
图14
12、数据处理：在图14界面上选择“θ/2”法，点击“手动修改”。出现界面（图15），
将屏幕上一条线的两个端点放置在液滴与待测面的接触面（最宽处），将另一红点放置在液面的最高点。此时右侧栏内显示左右接触角的数值，二者相差不大于0.3时，点击“确定”。在随后出现的界面上点击“保存”。
图15
13、点击“报告”，选择刚才保存的报告，点击“详细报告”，点击“导出”，导出θ/2
法处理的文件。
14、选择单圆切线法，点击“手动修改”进行调整，点击“确定”。观察缩略图中显示
是否正常。保存得到的数据。并按步骤13导出文件。将上述两种处理方法得到的图形保存到Word文档中，待打印。
15、更换第二种固体，或对上述玻璃表面进行改性处理，重复上述步骤进行测试。
16、用细砂纸打磨有机玻璃片表面，清洗烘干之后进行测试（重复上述步骤）。
17、退出测试，点击“测试数据库”，进入查看测试数据。
18、关闭软件，将LED光源缓慢关闭，关闭接触角测试仪与电脑，小心将镜头盖拧上。
数据处理
接触角（°）
θ/2法单圆切线法玻璃片
有机玻璃片
打磨后的有机玻璃片
注意事项
测定时应注意以下两个问题：平衡时间和体系温度的恒定。当体系未达平衡时，接触角会变化，这时的接触角称为动态接触角，动态接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义(因粘度大，平衡时间长)。同时，对于温度变化较大的体系，由于表面张力的变化，接触角也会变化。因此，若一已基本达平衡的体系，接触角的变化，可能与温度变化有关。简单判断影响因素的方法是，平衡时间的影响一般是单方向的，而温度的波动可能造成γ的升高或降低。除平衡时间和温度外，影响接触角稳定的因素还有接触角滞后和吸附作用。
接触角仪清洁注意事项
1. 使用软布清洁接触角仪主机及配件，但镜头部分请使用光学清洁布来进行清洁动作。
2. 请不要使用溶剂清洗接触角仪，以免损坏接触角仪。
—、实验目的 1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。 2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方 法。 二、实验原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固?液界面所取 代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来， 有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润 湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不 粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。 此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类 型示于图仁 图1各种类型的润湿 当液体与固体接触后，体系的自山能降低。因此，液体在固体上润湿程度的 大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固 体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角 的液滴存在，如图2所示。 图2接触角 铺展润湿 粘附湿润 不银润 浸湿
假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即 yso- ySL= yLG-COS0 (1) 式中ysG, yi_G，ysi.分别为固?气、液?气和固?液界面张力；8是在固、气、液三 相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0°-180°之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。 在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是： 粘附润湿Wa = ySG - ySL + yLG zO (2) 铺展润湿S = ysG?ysL?yLG >0 (3) 式中Wa, S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 若将(1)式代入公式(2)、(3),得到下面结果： Wa二ysG+yLG -ySL=yLG(1+COS0) (4) S=ySG-ySL-yLG=yLG(COS0-1) (5) 以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把8=90。作为润湿与否的界限，当8>90°,称为不润湿，当0<90°时，称为润湿，8越小润湿性能越好；当8角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。 接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一，由它可了解液体在一定固体表面的润湿程度。接触角测定在矿物浮选、注水采油、洗涤、印染、焊接等方面
光学接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状.液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数.在固体表面上，液滴形状和接触角也依赖于固体的特性（例如表面自由能和形貌）.使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析，测定接触角和表面张力.使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能. 作为光学方法，光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件.Attension光学接触角测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降到最低，高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和精确的液体拟合方法确保了图片质量. 一、影像分析法接触角测试仪原理 影像分析法是通过滴出一滴满足要求体积的液体于固体表面，通过影像分析技术，测量或计算出液体与固体表面的接触角值的简易方法.作为影像分析法的仪器，其基本组成部分不外乎
光源、样品台、镜头、图像采集系统、进样系统.简单的一个影像分析法可以不含图像采购系统，而通过镜头里的十字形校正线去直接相切于镜头里观察到的接触角得到. 计算接触角的方法通常基于一特定的数学模型，如液滴可被视为球或圆椎的一部分，然后通过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计算得出接触角值.Young-Laplace方程描述了一封闭界面的内、外压力差与界面的曲率和界面张力的关系，可用来准确地描述一轴对称的液滴的外形轮廓，从而计算出其接触角. 仪器基本组成：光源、样品台、镜头、图像采集系统、进样系统. 二、插板法接触角测试仪原理 固体板插入液体时，只有板面与液体的夹角恰好为接触角时液面才直平伸至三相交界处，不出现弯曲.否则，液面将出现弯曲现象.因此，改变板的插入角度直至液面三相交界处附近无弯曲，这时，板面与液面的夹角即为接触角.
固体表面动态接触角的测定 一．目的与要求 1.了解固体表面接触角的测量及表面能的计算原理。 2.掌握润湿周长、接触角、表面能的实验测试方法及实验操作。 二．仪器与药品 DCA-150界面分析仪 正己烷（A.R.）；无水乙醇（A.R.）；二次蒸馏水；聚苯乙烯（Pst）样品 三．基本原理 接触角是表征固体物质润湿性最基本的参数之一，据测量的原理的不同，接触角又可分成平衡接触角和动态接触角（dynamic contact angle），动态接触角（包括前进接触角（advancing contact angle）和后退接触角（receding contact angle）两种。 早在20世纪初期，Wilhelmy测试液体表面张力及接触角的方法：将一定的待测液体装在特定容器中，尽可能垂直固定悬挂的铂金板，升起液面至刚好与铂金板的下边缘相接触，此时铂金板受到液面向下的拉力即为液体的表面张力r r ＝ F w / (L·cosθ) （1） r－液体表面张力（Dyn /cm）；F w —吊片所受的力（Dyn）；L—润湿周长（cm）；θ—接触角（°）； 由于绝大多数的液体对于°铂金是完全润湿的，即接触角θ为0°，所以只要知道润湿周长，就可从（1）式很方便计算得到液体的表面张力 1.平衡接触角 又叫静态接触角，根据Wilhelmy理论，只要将待测固体加工成规定尺寸的片状样品，然后垂直悬挂与已知表面张力的液面接触，同样可以依据（1）计算得到液体在固体表面的平衡接触角。 2.动态接触角 Wilhelmy法：如图2依据Wilhelmy理论，把样品板插入到液体中然后抽出来，通过测量样品板受力变化计算得到液体在固体表面的动态接触角的大小。
工程测量实验报告 系别：_____________ 班级：_____________ 姓名：_____________ 学号：_____________ 工程测量实验室
实验一水准仪的认识与使用 1、实习报告中文字部分自己填写 2、实验或实习报告中的表格，请填写自己或小组观测的数据 一、实验目的： 1.了解微倾式DS3水准仪的基本构造，认识其主要部件的名称和作用。 2.练习水准仪的安置，瞄准和读数。 3.练习一测站的测量、记录、计算和检核。 二、实验仪器设备和工具： 每组实习设备为DS3微倾式水准仪一台、水准尺2根、尺垫1个、铅笔、计算器自备。 三、方法与步骤： 1、水准仪的认识： （1）部件名称、位置、作用及使用方法。 （2）了解水准尺分划注记的规律，掌握读数方法。 2、水准仪的使用： （1）安置：要求高度适中，地面坚实稳固，架头水平，仪器连接牢固。 （2）粗平：观察左手大拇指旋转脚螺旋时的运动方向与圆水准气泡的移动方向之间的关系，从仪器构造上注意观察脚螺旋的顺时针(或逆时针)转动与仪器的升降之间的关系。 （3）瞄准水准尺： （4）精平与读数： 安置→粗平→瞄准→精平→读数 2、实验数据记录：（请填写自己观测的数据，以下为示例） 测站测点后视读数（m）前视读数（m）高差（m）备注 1 A-1 1.568 1.416 0.15 2 第1台阶 2 A-2 1.568 1.265 0.30 3 第2台阶 3 A-3 1.568 1.11 4 0.454 第3台阶 4 A-4 1.568 0.966 0.602 第4台阶 1.中心连接螺旋要旋紧，防止仪器从架头上摔落。 2.每次读数前，均须消除视差和进行精确整平。 3.记录人员记录数据时，要向观测人员回报，记录以m为单位，记为mm。 4.为了人和仪器的安全，测站点和转点应选在路边。 5.仪器操作时不要用力过猛，脚螺旋，水平微动螺旋都有一定的调节范围，使用时不宜旋到顶端。 五、思考题： 1、一个测站的水准测量中，已经观测了后视点，当观测前视点时是否还要再次粗略整平及精确整平？为什么？ 答：不能进行粗略整平。因为此项操作会改变仪器的高度，导致分别进行后、前视读数时的仪器高度不同，所测高差中引入了该高度差。 必须进行精确整平。因为水淮测量中，水淮仪必须提供一条水平视线，要通过精确整平才能获得。 2、用脚螺旋粗略整平，若操作熟练后，只用两个脚螺旋即可整平，如何操作？
【使用方法及操作步骤】 使用方法与操作步骤可参照GB8074-87水泥比表面积测定方法---勃氏法的有关规定进行，现摘录如下： （1）仪器的校正 1、标准物料：使用比表面积接近2800cm2/g和4000 cm2/g的标准物料对试验仪器进行校正。标准样品在使用前应保持与室温相同。 2、试料层体积的测定 测定试料层的体积用下述水银排代法 A、将二片滤纸沿筒壁放入透气圆筒内，用推杆（附件一）的大端往下按，直到滤纸平正地放在穿孔板上，然后装满水银，用一薄玻璃板轻压水银表面，使水银表面与圆筒上口平齐，从圆筒中倒出水银称重，记录水银质量P1。 B、从圆筒中取出一片滤纸，然后加入适量的粉料，再盖上一层滤纸用捣器压实，直到捣器的支持环与圆筒顶边接触为止，取出捣器，再在圆筒上部空间加入水银，同上述方法使水银面与圆筒上口平齐，再倒出水银称重，记录水银质量P2。（称重精确到0.5g） C、试料层占有的体积用下式计算：（精确到0.005cm3） V=（P1-P2）/ρ水银 式中：V——试料层体积（cm2）； P1——圆筒内未装料时，充满圆筒的水银质量（g）； P2——圆筒内装料后，充满圆筒的水银质量（g）； ρ水银——试验温度下水银的密度（g/cm3）（见表一） 试料层体积的测定，至少进行二次，每次应单独压实，取二次数值相差不超过0.005 cm3的平均值，并记录测定过程中圆筒附近的温度。每隔一季度至半年应重新校正试料层体积。
注：应制备坚实的水泥层，如太松或水泥层达不到要求的体积时，应调整水泥的试用量。 （2）漏气检查 将透气圆筒上口用橡皮塞塞紧，把它接到压力计上用抽气泵从压力计一臂中抽出部分气体、然后关闭阀门，压力计中液面如有任何连续下降表示系统内漏气，需用活塞油脂加以密封。 （3）试样准备 1、将经110℃±5℃下烘干冷却至室温的标准试样，倒入100ml的密闭瓶内用力摇动 2 min，将结块成团的试样振碎，使试样松散，静置2 min后，打开瓶盖，轻轻搅拌，使在松散过程中沉到表面的细粉，分布到整个试样中去。 2、水泥试样应先通过0.9mm的方孔筛，再在110℃±5℃下烘干、冷却至室温。 3、确定试样量：校正试验用标准试样重量和测定水泥的重量，应达到制备的试料层中空隙率为0.500±0.005，计算式为： W=ρv（1-ε） 式中：W—需要的试样量； ρ—试样密度（g/cm3）； V—按上述测定的试料层体积（cm3）； ε—试料层空隙率（注2）。 表一在不同温度下水银密度、空气粘度η 注2：空隙率是指试料层中孔隙的容积与试料层总的容积之比，一般水泥采用0.5000±0.005，如有的粉料按上式算出的试样量在圆筒的有效体积中容纳不下，或经捣实后，未能充满圆筒的有效体积，则允许适当地改变空隙率。 (4)试料层制备
用拉脱法测定液体表面张力系数 液体表层厚度约m 10 10 -内的分子所处的条件与液体内部不同，液体内部每一分子被周 围其它分子所包围，分子所受的作用力合力为零。由于液体表面上方接触的气体分子，其密 度远小于液体分子密度，因此液面每一分子受到向外的引力比向内的引力要小得多，也就是说所受的合力不为零，力的方向是垂直与液面并指向液体内部，该力使液体表面收缩，直至达到动态平衡。因此，在宏观上，液体具有尽量缩小其表面积的趋势，液体表面好象一张拉紧了的橡皮膜。这种沿着液体表面的、收缩表面的力称为表面张力。表面张力能说明液体的许多现象，例如润湿现象、毛细管现象及泡沫的形成等。在工业生产和科学研究中常常要涉及到液体特有的性质和现象。比如化工生产中液体的传输过程、药物制备过程及生物工程研究领域中关于动、植物体内液体的运动与平衡等问题。因此，了解液体表面性质和现象，掌握测定液体表面张力系数的方法是具有重要实际意义的。测定液体表面张力系数的方法通常有：拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。本实验仅介绍拉脱法。拉脱法是一种直接测定法。 【实验目的】 1．了解326FB 型液体的表面张力系数测定仪的基本结构，掌握用标准砝码对测量仪进行 定标的方法，计算该传感器的灵敏度。 2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研究，加深对物理规律的认识。 3．掌握用拉脱法测定纯水的表面张力系数及用逐差法处理数据。 【实验原理】 如果将一洁净的圆筒形吊环浸入液体中，然后缓慢地提起吊环，圆筒形吊环将带起一 层液膜。使液面收缩的表面张力f 沿液面的切线方向，角?称为湿润角（或接触角）。当继续提起圆筒形吊环时，?角逐渐变小而接近为零，这时所拉出的液膜的里、外两个表面的张力f 均垂直向下，设拉起液膜破 裂时的拉力为F ，则有 f g m m F 2)(0++= （1） 式中，m 为粘附在吊环上的液体的质量，0m 为吊环质量，因表面张力的大小与接触面周边界长度成正比，则有 απ?+=)(2外内D D f （2） 比例系数α称为表面张力系数，单位是m N /。α在数值上等于单位长度上的表面张力。式中l 为圆筒形吊环内、外圆环的周长之和。 ) ()(0外内D D g m m F ++-= πα （3） 由于金属膜很薄，被拉起的液膜也很薄，m 很小可以忽略，于是公式简化为：
DJ6光学经纬仪的竖直角观测 一、实训目的与要求 1．了解DJ6光学经纬仪的基本构造及主要部件的名称与作用。 2．掌握经纬仪的操作方法及竖直角的观测顺序，记录和计算方法。 二、实训设备 DJ6光学经纬仪1台，三角架一个，花杆2根，记录纸2张，铅笔1支。 三、实训方法与步骤 1．任务及要求 每组完成对4 组读数，用中丝法观测竖角4 测回，2个仰角2个俯角。 2．确定竖盘注记形式 转动望远镜，观测竖盘读数的变化，若： （1）当望远镜视线上倾，竖盘读数增加，则竖角 α＝瞄准目标时竖盘读数－视线水平时竖盘读数；盘左：αL =90o - L （2）当望远镜视线上倾，竖盘读数减少，则竖角 α＝视线水平时竖盘读数－瞄准目标时竖盘读数。盘右：αR =R - 270o 3．竖角观测 （1）在测站上安置仪器，对中、整平。 （2）盘左：依次瞄准各目标，使十字丝的中横丝切目标于花杆的顶部或者某一位置。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中。读取竖盘读数L ，记录并计算盘左半测回竖角值α左。 （3）盘右：观测方法同（2）步，读取竖盘读数R 。记录并计算盘右半测回竖角值α右。 （4）计算一测回竖角值和指标差：()1= +2ααα左右，()1 2 x αα=-左右 指标偏离正确位置一个极小的角度差X ，称为竖盘指标差，指标差X=（L+R - 360o）/2 。由于指标差的存在，计算竖直角αL 和αR 时都受到影响，故指标差X 不应超过 ± 25″。指标差X 不超过容许值，取αL 与αR 的平均值作为最后结果；若超过容许值，则需重测。
（5）按上述（2）～（4）步骤完成第二测回的竖角观测。 （6）当第一个同学观测完后，其余同学于A点重新安置仪器，分别进行一测回竖直角观测。当观测完成后，检核最大一测回指标差与最小一测回指标差得较差是否超过给定的40″限差，若没有超限，则说明观测合格；否则有同学观测不合格，需要返工。 四、注意事项 （1）务必弄清计算竖角的公式。 （2）观测时，对同一目标要用十字丝横丝切准同一部位。每次读数前都要使指标水准管气泡居中。 （3）计算竖角时，应注意正、负号。 五、上交资料 实验结束后将测量实验报告（含表竖角观测记录表）上交。 竖直角记录表 日期：_____年___月___日天气：_____ 仪器型号：____________组号：________ 观测者：_______________记录者：_______________ 立测杆者：_____________________ 测点目标竖盘 位置 竖盘读数 （°′″） 半测回竖直角 （°′″） 指标差 （″） 一测回竖直角 （°′″） O A 左 右 O B 左 右 O C 左 右 F D 左 右 F E 左 右 备注：竖直度盘采用顺时针注记形式。
实验八竖直角测量与计算 2014年4月18日下午天气晴专业班级13土地管理第9小组 观测：刘国全王高平颜诗婷黄欣卢尚坚记录：王高平 组员：刘国全王高平颜诗婷黄欣卢尚坚仪器：科维全站型电子测绘仪 目的要求与注意事项1、掌握竖直角测量的各项操作、记录、计算； 2、明确小组所使用仪器的测站限差要求，理解各项限差的含义； 3、老师示范一遍操作过程，同学记录，计算，得出相应结果； 4、小组成员轮流进行一次完整的仪器操作、记录、计算等工作。可 以自己观测、自己记录、自己计算。 示意图： 目标测 回 竖盘读数（°′″）指标 差 （”） 竖直角 （°′″） 竖直角平均值 （°′″） 备注盘左盘右 1 1 84 2 2 30 275 37 27 -2 5 36 58 5 37 09 2 84 22 42 275 37 22 +2 5 37 20 2 1 87 06 07 272 5 3 5 4 +1 2 53 54 2 5 3 48 2 87 06 21 272 53 45 +3 2 53 42 3 1 8 4 47 59 27 5 12 11 -5 5 12 06 5 12 04 2 84 48 02 275 12 0 6 -4 5 12 02 4 1 90 10 24 269 49 54 +9 -0 10 1 5 - 0 10 17 2 90 10 19 269 49 39 -1 -0 10 20 5 1 8 6 10 55 273 49 10 -2 3 49 07 3 49 08 2 86 10 53 273 49 11 -2 3 49 09 1) 指标差包含有下列误差:仪器整平误差、横轴误差、视准轴误差、照准部偏心差、仪器对中误差、照准误差、外界环境影响。 2）上述表格中的竖直角是包含有指标差的影响，竖直角平均值不包含有指标差的影响。 3) 仪器测角精度为2”,测站竖直角测量的两项限差要求为○1，一测站竖盘指标差较差 <+ - 24”；○2，同一目标各测回竖直角互差 < + - 24”。
一、测试样品的制备： 1．尽量保持测试样品本身的洁净度。 2．尽量保持测试样品表面的水平度。固体粉末样经充分干燥后，压成片状；粘稠状样先溶解在强挥发性溶剂中后成膜，干燥后再测试。 3．确认测试样品的尺寸是否符合要求。最好是直径小于150mm。 4．测试过程中，不可用手接触测试区域。 5．为保证测试结果更符合实际值，测试过程会进行多次测试。 二、测试过程： 1．参数的设置： 启动程序→选择测试向导→普通接触角→选择图像来源→新建一个测试报告（如图一所示）→校正测量界面（如图二所示）→类型1（平面样品）→测量方法（悬滴法）→测试环境（标准环境如图三所示）→测试模式（如图四所示）→测试实时窗口控制主界面（如图五所示） 图一图二 图三图四
图五 2. 吸取测试液体、完成液滴转移过程： 具体操作步骤如下： A 从进样器中滴出液滴，体积为2ul左右。 B 从镜头内可以看到液滴会形成如图1所示图像。然后，将针头向下移动。直到接触到样品表面如图2。注意，不要过度向下，以免压弯针头。 C 移动针头向上。由于表面张力体系的作用，液体会留在样品表面如图3所示。继续移动针头，直到从镜头内消失，通常为3mm左右。 D 通过如上过程，我们完成了一次进样过程。如果您需要再次测第二个位置，请重复如上操作即可。 E 调整水平线位置。通过鼠标选中实时窗口内的红色水平线，然后通过键盘上下键或鼠标调整水平线的位置。请对比图4与图3，前者已经调到水平接触位置。 3. 完成测试液滴转移后，按“测试”，即进入实际测试过程 测试过程，会弹出如下界面：
三、数据的处理及保存 1. 测试数据分析及管理界面如下所示： 2．进入θ/2 法人手修改接触角界面，如下所示： 调整接触角点位置的具体步骤： A 通过逐个选中3个点，将上点位于液滴最上面，左点位于液滴最左边，右点位于液滴最右边。如图所示
实验项目：用接触角测量仪测量材料表面的接触角 一．实验目的： 1．认识和掌握接触角测量仪测量材料表面的接触角的基本原理 2．熟悉接触角测量仪JC2000D1的操作技术 二．实验容： 1．掌握JC2000D1型接触角测量仪的工作原理和操作步骤 2．测量几种材料的表面接触角 三．实验仪器，设备及材料 设备JC2000D1型接触角测量仪，蒸馏水，解玻片，食盐水，样品木板几个 四．基本原理概述 1．接触角定义及应用 当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴部的聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，接触角通俗地说，就是液滴在固体表面自然形成的半圆形态相对于固体平面的外切线，如图1所示。 接触角的应用非常广泛，甚至可以说涉及到身边的每个细节，我们希望汽车玻璃上不沾雨水，但反之我们希望汽车钢板上的油漆永不脱落。其他比如农药和蔬菜叶面；涂料和外墙面，绝缘材料，纳米材料表面化改性等等，从教学科研工农业生产到日常生活。 图1 接触角 假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面力在水平方向上的分力之和应等于零，即 (1) 式中、、分别为固-气、液-气和固-液界面力；为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角 （contact angle），在之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系
的重要尺度，可作为润湿与不润湿的界限，时可润湿， 时不润湿。 2．润湿 润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G降低，称为润湿。自由能降低的多少称为润湿度，用来表示。润 湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting）、铺展润湿 （spreading wetting）和浸湿（immersional wetting）。可从图2看出。 图2 三类润湿 （1）粘附润湿 如果原有的1固面和1液面消失，形成1固-液界面，则此过程的 为： （2） （2）铺展润湿 当一液滴在1固面上铺展时，原有的1固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1液面和1固－液界面，则此过程的为： （3） （3）浸湿 当1固面浸入液体中时，原有的1固面消失，形成1固－液界面，则此过程的为： （4） 对上述三类润湿，和无法测定，如何求？分别讨论如下： （1）粘附润湿
测试接触角实验申请 实验内容：主要测定水、乙二醇、二碘甲烷在石墨、石英、绢云母、柴油上的接触角。 实验目的：通过测定水在石墨、绢云母、石英的接触角，以表征石墨、绢云母、石英的疏水亲水性；通过测定水、乙二醇、二碘甲烷在石墨、石英、绢云母、柴油上的接触角，可以用来石墨、石英、绢云母的表面能的计算和隐石墨浮选体系中矿物与水、捕收剂与水、矿物与气泡、矿物与捕收剂之间等一系列界面相互作用自由能的计算，进而对各界面之间的范德华力、疏水引力、水化斥力等界面热力学行为进行研究。 样品加工：采用压片机对辉钼矿样品进行压片，制各样品。压片时样品质量为10g，压片压力为2．45×104kPa，压片直径为20mm，压片表面平整光滑。采用“浸渍法”制备捕收剂表面膜，剪取尺寸为20mmx20mm的空白铜板纸，浸入捕收剂纯液中，浸渍时间1min，置于硅胶干燥器内干燥24h，备用。 采用GBX润湿角测量仪测量液体在崮体表面上的接触角。测量时，按照测量接触角的步骤、小心地滴加在固体表面，形成液滴，取10次读数的接触角平均值作为该座滴的接触角。所有测量均在室温(25℃)进行。 实验方法 测量接触角步骤( 自动滴管, 自动平台) 1. 打开计算机 2. 打开接触角仪器的开关 3. 在计算机“桌面”上, 点选GBX digidrop 的快捷方式, 打开接触角的测量与分析软件 4. 选择新的测试选单 5. 选择“Surface Energy Menu” 6. 将滴管针头申到镜头所能看到的范围之内 7. 利用仪器上左下角的旋钮, 将镜头聚焦在滴管之上(通常是滴管最清析, 最大的位置) 8. 在操作软件上的右上角, 点选MVT, 叫出操作选单 9. 选择液滴的大小(VOL) 10. 选择连续摄影模式 11. 将开始拍照录像的时间改成0ms 12. 请点选使用自动成滴系统 13. 请点选“single”, 开始一次的测试 14. 等待仪器自动滴水, 桌面自动升降, 自动在桌面上形成液滴 15. 选择左方的分析功能, 得到你的接触角角度(一共有七种方法, 根据需要选择) 16. 得到你所需要的接触角值 分析表面/界面自由能步骤 ( 在进行本实验之前?Zisman 至少必需准备两种以上的液体, 其它公式必需准备三种以上的液体, 需要极性还是非极性的液体, 请参考)
实验九竖角观测与视距测量 一、实习目的 （1）掌握不同竖盘注记类型的公式确定方法。 （2）掌握竖直角的观测计算方法 （3）掌握视距法测定水平距离和高差的观测、计算方法。 二、实习内容 在实训一所选闭合导线各点上分别安置经纬仪，瞄准相邻点进行竖角和视距测量，与实训一（距离）、实训四（高差）结果比较。 三、仪器及工具 DJ6级经纬仪1台，水准尺2根，自备计算器、铅笔、小刀、记录表格等。 四、方法提示 （一）观测 （1）在A点安置经纬仪，对中、整平。量取仪器高i，在B点竖立视距尺。 （2）盘左位置：瞄准目标，使十字丝中丝的单丝精确切准所作标记，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L，记录并计算α左。（同时读取上、中、下三丝读数a、v、b） （3）盘右位置：瞄准目标，同法读取竖盘读数R，记录并计算α右。 （4）根据尺间隔l、垂直角α、仪器高i及中丝读数v，计算水平距离D和高差h。 （5）将仪器安置于B点，A点分别立尺，重复上面第2～4步骤，观测、记录并计算。（二）计算 竖直角平均值：α=1/2（α左+α右） 竖盘指标差：x= 1/2 (α右-α左)（J6级限差≤±25″） 尺间隔：L =︳a-b ︳ 水平距离：D=K×L×cos2α高差：h=D×tanα= 1/2×k×ι×sin2α+i-ν 五、注意事项 （1）观测竖直角时，每次读取竖盘读数前，必须使竖盘指标水准管气泡居中；盘左读取竖盘读数后，微动望远镜微动螺旋，使上、下丝其中之一卡整分划，读数更方便。视距测量（读上、下丝）只用盘左位置观测即可。 （2）计算竖直角和高差时，要区分仰、俯视情况，注意“+”、“—”号；计算竖盘指标差时，注意“+”、“—”号；计算高差平均值时，应将反方向高差改变符号，再与正方向取平均值。如h= 1/2（h AB－h AB） （3）各边往返测距离的相对误差应≤1/300，再取平均值。 六、实训报告
电脑验光仪使用流程 1.将电脑验光仪的额托和下颌托进行消毒； 2.嘱病人做到电脑验光仪前、调整座椅高度； 3.嘱病人把下颌放到下颌托上，额头靠紧额托； 4.先检查病人右眼，嘱病人右眼注视视标（并放松）； 5.测量光圈对准患者瞳孔中央，电脑验光仪将自动测量病人屈光度，共测量三次取平均值； 6.以相同方法测量左眼； 7.打印测量结果。
非接触电脑眼压测量仪使用流程 1.将非接触电脑眼压测量仪的额托和下颌托进行消毒； 2.嘱病人做到非接触电脑眼压测量仪前、调整座椅高度； 3.嘱病人把下颌放到下颌托上，额头靠紧额托； 4.先检查病人右眼，嘱病人右眼注视视标（并放松）； 5.测量光圈对准患者瞳孔中央，非接触电脑眼压测量仪将自动测量病人眼压，共测量三次取平均值； 6.以相同方法测量左眼； 7 .打印测量结果。
眼A超常规操作流程 1.让患者仰卧在检查床上； 2.检查者坐在患者头侧； 3.向被检眼滴入表面麻醉眼药水，嘱被检者闭眼数分钟，用75%酒精消毒超声探头，待探头酒精挥发干燥； 3.让被检者睁开双眼，并注视正上方某一固定目标； 4.检查者一手持探头，从一侧逐渐移近被检眼； 5. 探头接近角膜表面时，垂直轻轻接触角膜表面； 6.检查者另一手可辅助轻轻撑开被检眼眼睑； 7.在同一点上重复测量多次，取平均值； 8.打印测量结果； 9.完成测量后，向被检眼滴入抗生素眼药水。
眼B超常规操作流程 1. 让患者仰卧在检查床上； 2. 检查者坐在患者头侧； 3.超检查前需将超声耦合剂涂于患者眼睑部位； 4.检查时先对眼球及眼眶作纵切面及横切面扫描，发现病变后，可让患者转动眼球，从多个位置和角度进行动态观察，了解病变性质、位置和范围； 5.打印检查结果； 6.完成测量后，擦去患者皮肤上的超声耦合剂。
OCA操作手册
Operating manual DataPhysics OCA Version 1.4, English Firmware-version from 1.11, Software-version from 1.2 Release: November 1999 All Rights, also of translation reserved. No part of this document may be reproduced in any form (print, photocopy, microfilm or any other process) or be processed, multiplied or distributed by any electronic means without the prior written approval of DataPhysics. This does not affect the exceptions expressly stated in Ё53, 54 UrhG. DataPhysics Instruments GmbH does not accept any kind of liability for technical or printing mistakes or defectiveness in this operating manual. We reserve the right to make changes to the content of this operating manual without prior announcement. The use of names, trade names, merchandise descriptions and such in this operating manual does not justify the assumption that such names may simply be used by anyone; often we are concerned with legally protected registered trademarks even if they are not marked as such. Text, graphics and layout Gerhard燤aier Printed in Germany ? Copyright 2020 by DataPhysics Instruments GmbH, Filderstadt ? is a registered trademark of DataPhysics Instruments GmbH, Filderstadt ? IBM and IBM-PC are registered trademarks of International Business Machine Corporation ? Microsoft and Windows are registered trademarks of Microsoft Corporation DataPhysics Instrument GmbH Raiffeisenstra遝34 D-70794 Filderstadt phone ++49 (0)711-770556-0 fax ++49 (0)711-770556-99 email
实验十经纬仪配合钢尺测量建筑物高度 一、实验目的：锻炼综合运用测量仪器及测量理论知识解决工程时间问题的能力。 二、实验仪器：DJ6电子经纬仪一台、皮尺、两把花杆、一把铁锤、一根木柱、两根测钎、一个铁钉 三、方法与步骤： 1、测量草图 2、测量方法与步骤 ⑴目测在离建筑物超过1.5倍的建筑物高度处用铁锤打入木桩定标，并在桩定钉一个小铁钉。 ⑵安装仪器于测站点A 三脚架调成等长并适合操作者身高，将仪器固定在三脚架上，使仪器基座面与三脚架上顶面平行。 将仪器放于测站之上，目测大致对中后，踩稳一条脚架，用光学对中器对中，用双手各提一只脚架，前后、左右移动，眼观对中器使十字叉丝与铁钉中点重合，放稳并踩实脚架。 伸缩三脚架的长度整平圆水准管。检查光学对中，若有少量偏差，可打开连接螺旋平移基座，使其精确对中，旋紧连接螺旋，再检查圆水准气泡是否居中。反复进行对中、整平，直至都满足要求。 将水准管平行两定平螺旋，整平水准管。平转照准部90度，用第三个脚螺旋整平水准管。反复进行这一步骤，直至水准管气泡在任意位置居中。 ⑶直线定线： 用经纬仪望远镜瞄准B点进行定线，用测钎标记分段点。 ⑷丈量距离： 用皮尺测量，两个同学分别位于分段点的两个端点，第三个同学检查皮尺是否水平，进行读数并记录数据到相应的表格。要进行往返两次测量。 ⑸用经纬仪测量仰角和俯角
盘左位置： 瞄准目标：用望远镜微动螺旋使望远镜十字叉丝中丝的单丝精确切准目标。 使指标水准管气泡居中：转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中。 读取竖直度盘盘左读数，记入竖直角观测手簿。继续观测下一个目标点，完成上半测回。盘右位置： 再瞄准目标点：用望远镜微动螺旋使望远镜十字叉丝中丝的单丝精确切准目标。 调节竖盘指标水准管，使气泡居中。 读数并记入手簿中，完成下半测回。观测顺序为上半测回的反方向。 上、下两个半测回组成一个测回。 四、数据处理 距离丈量记录表 仪器号：0714 日期:2012-04-21 天气：多云测边往测返测往返测平均值相对误差备注 A、1 15.000 15.002 2D D D 返 往+ = = 2 807 . 36 806 . 36+K= D D - D返 往 = 36800 1 1、B 21.806 21.805 和36.806 36.807 36.807 班级：工管10-1 组别：第一组日期：2012-04-21 记录者：刘运俊 竖直角观测及指标差测定记录 仪器号：0714 日期：2012年4月21日天气：多云 测站测点 竖盘 位置竖盘读数 o′ " 竖直角 指标差备注 观测值 o′ " 平均值 o′ " C P1 左65 40 39 24 19 21 24 19 16 -6 右294 19 10 24 19 10 C P2 左92 34 26 -2 34 26 -2 34 37 -11 右267 25 12 -2 34 48 班级：工管10-1 组别：第一组组长：李瑞组员：刘苏红
表3-2-2 表3-4-1 说明：该文件每人一份，打印后填写。 测站 测回数 目 标 水平刻度盘读数 2c=左-（右+-180°） 平均值=1/2[左+（右+-180°）] 归零后方向值 个测回归零后方向平均 值 盘左 °″′ 盘右 °″′ 1 A B C D A 0 02 14 40 32 48 135 49 32 165 42 24 0 02 06 180 02 04 220 32 40 315 49 20 345 42 18 180 01 56 +10 +8 +12 +6 +10 (0 02 05) 0 02 09 40 32 44 135 49 26 165 42 21 0 02 01 0 00 00 40 32 44 135 47 21 165 40 16 0 00 00 40 30 36 135 47 17 165 40 09 2 A B C D A 90 04 18 130 34 46 225 51 24 255 44 16 90 04 08 270 04 10 310 34 36 45 51 18 75 44 04 270 04 00 +8 +10 +6 +12 +8 (90 04 09 ) 90 04 14 130 34 41 225 51 21 255 44 10 90 04 04 0 00 00 40 30 32 135 47 12 165 40 01 测站 目 标 竖盘位置 竖盘读数 °′″ 半测回竖直角 °′″ 指标差 ″ 一测回竖直角 °′″ 备注 1 3 4 5 A B 左 85 32 15 +4 27 45 -10 4 27 35 右 274 27 25 +4 27 25 C 左 125 05 28 —35 05 28 +05 —35 05 23 右 234 54 42 —35 05 18
SCA20接触角测量仪操作流程及注意事项 一、启动过程：恒温水浴→温度控制器→接触角测量仪→SCA20软件 二、关闭过程：与启动过程方向相反 三、测量前准备： 1.装针：将注射器推入凹槽内，轻轻旋紧旋钮，推紧注射马达与活塞相接处，点击软件上 侧手动按钮，屏幕背景变至红即可对测量仪进行手动操作，按下马达下箭头，排除注射器内空气。 2.调节光源，与摄像头焦距，针头位置，使屏幕图像清晰，黑白对比度明显，针头处于屏 幕合理位置。 3.关闭手动操作，点击软件上侧的齿轮按钮（或再次点击手动按钮）改为软件操作，此时 背景变为蓝色，软件操作栏中前两项为仪器的维护及初始化，出现注射器活塞无法自由上下运动等问题时点击第二项进行初始化维护。第三项为注射液滴，亮度控制，温度控制等功能。 4.设置放大倍数：打开结果框：File→new→result collection window，在M-Infor栏内的 ref-size中填入针头外径，将屏幕中的两条基线均放于针头合适位置上，点击按钮，结果框中mag栏中自动出现放大倍率。（每次换针头、调节焦距后都要进行放大倍数的设置）此时可进行接触角及表面张力等的测量。 四、静态接触角测量： 1.选择Sessile drop模式 2.打开结构窗口记录测量结果 3.在Device Control对话框中，点击注射按钮，弹出对话框Dispense Units（右侧ES 5代 接到串口5），在注射体积内输入注射液滴体积，速度档选择注射速度，点击注射按钮Dispense进行注射 4.上移固体平台，使固体平面与液滴轻触，此时，液滴落到固体平面上即可进行接触角的 测量 5.点击snap对图像进行抓拍，调节两条基线位置到针口与样品之间。点击找三相 点，也可人为找三相点：利用键盘的上下键调节高低，左右键调节倾斜度，双击该基线 即变为水平，点击对液滴进行积分，点击测量左右接触角，options→Display colums中记录了左右接触角的值，也可delete直接删除。抓拍的静态图像可保存，File →save，保存为bmp.格式或File→export，选择export grophical elements，可将图像与基线等一并保存。点击上侧clear all“橡皮擦”按钮，可清除图像上所画的积分线等。 五、动态接触角测量： 1.选择Sessile drop（needle in）模式，一般测量超疏水材料的动态接触角。 2.打开结构窗口记录数据 3.上移固体平台，点击注射按钮，注意此时针要插入液体里，沿y轴移动固体平台，使针 头浸在液体中间位置。 4.在注射对话框中选择ARCA下的Edit，输入加液与吸液的体积（5~10微升）与速率， 其中symetric选中后，后退角的参数与前进角一致，repeat为重复次数（液体长大缩小为一次），一般为1次，time为默认。（点击软件上侧“摄像机”按钮可进行录像：红色摄像机为即时录像，绿色摄像机可手动选择录像开始与结束时间，一般先开启录像（屏
接触角的测定实验报告
液-固界面接触角的测量实验报告 一、实验目的 1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。 2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。 二、实验原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 图1 各种类型的润湿 当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。
图2 接触角 假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即 γSG- γSL= γLG·cosθ(1) 式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o 之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。 在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是： 粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2) 铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3) 式中W a，S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 若将(1)式代入公式(2)、(3)，得到下面结果： W a=γSG+γLG－γSL=γLG(1+cosθ) (4) S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ