阅读说明：本技术 一种温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置及方法 (temperature-control device and method for synchronously measuring liquid surface tension and liquid-solid antenna ) 是由 申爱琴 王路生 王文真 李震南 杨景玉 *** 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置及方法,待测液体盛放箱为顶部敞开的箱体结构,待测液体盛放箱的下部设置于水浴箱中,测力计悬挂与驱动机构的输出端,驱动机构的输出端能够驱动测力计上下移动,待测固体吊片悬挂于测力计的下端,待测固体吊片位于待测液体盛放箱的上方；激光雷达测距扫描仪设置于待测固体吊片的一侧,激光雷达测距扫描仪上激光输出端与待测液体盛放箱中待测液体表面平齐,激光雷达测距扫描仪能够在待测固体吊片与待测液体接触时对接触部位进行扫描。本发明具有能够控制测试温度、同步测定液体表面张力和液体-固体接触角、结构简单、精度高、重复性好、应用范围广和成本低的特点。(The invention discloses a device and a method for synchronously measuring liquid surface tension and liquid-solid contact angle by temperature controls, wherein a liquid containing box to be measured is of a box body structure with an open top, the lower part of the liquid containing box to be measured is arranged in a water bath box, a dynamometer is suspended from an output end of a driving mechanism, the output end of the driving mechanism can drive the dynamometer to move up and down, a solid hanging sheet to be measured is suspended from the lower end of the dynamometer, the solid hanging sheet to be measured is positioned above the liquid containing box to be measured, a laser radar ranging scanner is arranged on the side of the solid hanging sheet to be measured, the laser output end on the laser radar ranging scanner is flush with the surface of the liquid to be measured in the liquid containing box to be measured, and the laser radar ranging scanner can scan the contact part when the solid hanging sheet to be measured is in contact with the liquid to be measured.)

一种温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置及 方法

技术领域

本发明属于化学测量技术领域，具体涉及一种温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置及方法。

背景技术

润湿是一种常见的物理现象，但液体对固体的润湿程度却受到液体和固体的种类、性质和表面状况的影响。为表征不同液体对不同固体的润湿程度和深入的探索液体与固体间的润湿机理，学者们提出了表面张力和接触角的概念。测量不同液体的表面张力及液体-固体间接触角，对于掌握液体-固体间的润湿性、黏附性、润滑性和扩散性等特性都十分重要。根据液体-固体间具有不同润湿程度的特性，现代学科的多个领域如能源、交通、机械、土木、化工、纺织、纳米材料、生物、医学等都开发了相应的工艺和产品。例如，矿物浮选中，气泡能否成功的捕获到矿物颗粒取决于悬浮颗粒与液体环境的湿润能力；石油开采中，利用两种流体对固壁湿润特性不同的特性，置换液驱赶油液；超疏水纳米结构表面开发；生物医学方面的人造生物材料浸润血液能力的研究等。

在公路工程领域，利用表面能理论来评价集料与沥青间的黏附性大小日益被学者们接受并推崇，而液体的表面张力和液体-固体间的接触角都是表面能理论中的重要参数。相关研究表明，沥青路面坑槽、裂缝、局部沉陷、松散等病害都与水损害有关，而水损害的发生源于水分子相比沥青分子更容易润湿集料表面，当裹覆沥青的集料长期处于水环境中，水分子同集料分子相接触、润湿，而取代了沥青的黏附。因此，测定不同液体的表面张力及液体-固体间接触角可以有效判别和评估液体与固体间的黏附力和表面能的大小，进而对于选取更疏水的集料和更亲石的沥青等都有着重要的工程意义。

目前，测量液体表面张力和液体-固体间接触角的方法有很多，如毛细管上升法、最大泡压法、吊环法、吊片法、液滴外形法、滴重或滴体积法、拉脱法、表面光散射法、电磁悬浮法、振荡射流法、毛细管波法等。其中，液滴外形法因原理较为简单、结果较为直观、方法便于掌握，且市场上出售有精密的仪器设备等，受到人们的青睐，但其也具有能测量的液体种类极少、仪器设备昂贵、对液滴外形要求高、防震等级要求高、测试温度难以控制、无法直接测量表面张力γ和对粘性液体测量乏力等缺陷。为此，许多专利都在此方法的基础上提出了独特的改进方法和优化的测试装置，但大多也是基于图像拍摄和后期图像处理的技术获得液体-固体间接触角，精度相对较低。同时，基于吊片法研究液体表面张力和液体-固体间接触角的专利极少，且未见有引入先进的雷达或超声波测距技术。

基于吊片法测量液体的表面张力和液体-固体间接触角具有原理简单、操作简便、温度可控、适用于多种溶液、便于计算表面张力γ和对外界条件要求低等优点。过去，吊片法相关的仪器较少，大多依赖于进口设备，且这些设备的价格高昂，完全丢弃了吊片法的优势。同时，大多设备测量液体-固体间接触角仍采用图像拍摄和后期图像处理的技术获取，不但测量精度较低，且极为费时、费力。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置及方法，该装置结构简单、操作方便，能够同步实现表面张力γ值快速、准确测定，液体-固体间接触角精确测定，而且无需采集图像以及对图像进行后期处理。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种温控同步测量液体表面张力和液固接触角的装置，包括水浴箱、待测液体盛放箱、激光雷达测距扫描仪、驱动机构、测力计和待测固体吊片，待测液体盛放箱为顶部敞开的箱体结构，待测液体盛放箱的下部设置于水浴箱中，测力计悬挂与驱动机构的输出端，驱动机构的输出端能够驱动测力计上下移动，待测固体吊片悬挂于测力计的下端，待测固体吊片位于待测液体盛放箱的上方；激光雷达测距扫描仪设置于待测固体吊片的一侧，激光雷达测距扫描仪上激光输出端与待测液体盛放箱中待测液体表面平齐，激光雷达测距扫描仪能够在待测固体吊片与待测液体接触时对接触部位进行扫描。

水浴箱是透明的，水浴箱顶面设有开口，开口的內缘向下设有延伸段，待测液体盛放箱的上端与延伸段下端之间密封连接；水浴箱在延伸段的一侧从顶部向下设有凹槽，激光雷达测距扫描仪设置于所述凹槽中，激光雷达测距扫描仪的激光发射端与延伸段垂直。

待测固体吊片的形状为长方体，待测固体吊片的上端对称开设有两个通孔，待测固体吊片通过两个通孔和细线悬挂于测力计的下端，待测固体吊片的底面呈水平状态，待测固体吊片下端从上至下设有若干水平的标记线。

水浴箱的底部设有出水口，顶部设有进水口；水浴箱上还设有用于对水浴箱中液体进行温度控制的温度控制系统。

温度控制系统包括加热器、温度传感器和温度控制器，加热器和温度传感器设置于水浴箱中，分别用于加热水浴箱中的液体和用于测量水浴箱中液体的温度；加热器和温度传感器均与温度控制器连接。

驱动机构包括能够正反转的电机，电机上连接有电机控制器，测力计通过细线与电机的输出轴连接。

激光雷达测距扫描仪设置两个，两个激光雷达测距扫描仪关于待测固体吊片对称设置。

还包括计算机，计算机与激光雷达测距扫描仪连接。

测力计采用电子数显测力计。

一种温控同步测量液体表面张力和液固接触角的方法，通过本发明所述的温控同步测量液体表面张力和液固接触角的装置进行，包括如下过程：

使待测液体盛放箱中的待测液体达到预设温度；

测量待测固体吊片的重量；

使待测固体吊片下降，并浸入待测液体中，在待测固体吊片与待测液体接触过程中，利用激光雷达测距扫描仪对待测固体吊片与待测液体的接触部位进行扫描，同时记录测力计的测量值；根据激光雷达测距扫描仪根据扫描结果，得到浸润曲线；

利用浸润曲线得到待测液体与待测固体吊片的接触角，利用测力计的测量值、待测固体吊片的重量和尺寸得到待测液体表面张力。

本发明具有以下有益效果：

本发明温控同步测量液体表面张力和液固接触角的装置通过设置水浴箱，能够控制测量时的温度，以使得待测液体盛放箱中的待测液体温度保持稳定。由于不同温度下，液体的表面张力有差别，对液体-固体间的接触角也会有所影响，能够控制在不同温度下测量表面张力和接触角具有很大的工程意义和现实意义。本发明通过驱动机构驱动测力计上下移动，利用测力计能够测量待测固体吊片与待测液体接触时的表面张力；激光雷达测距扫描仪能够在待测固体吊片与待测液体接触时对接触部位进行扫描，利用激光雷达测距扫描仪自身的在扫描时能够绘制测距曲线的功能，根据得到的测距曲线能够得到待测固体吊片与待测液体之间的液体-固体间接触角，且该液体-固体间接触角的结果更加精确。由上述可以看出，本发明在测试液体的表面张力的同时，能够同步测量液体-固体间接触角，无需采集图像以及对图像进行后期处理。解决了目前没有仪器能做到将表面张力和接触角进行同步测试的问题。同时本发明温控同步测量液体表面张力和液固接触角的装置结构上较简单，造价相对低。

本发明温控同步测量液体表面张力和液固接触角的方法采用本发明的上述装置进行，由上述可以看出，该方法能够同步实现对能够同步测试液体的表面张力和液体-固体间接触角，无需采集图像以及对图像进行后期处理，操作过程简单，而且能够测量不同温度下液体的表面张力和液体-固体间接触角。

附图说明

图1是本发明温控同步测量液体表面张力和液固接触角的装置通过设置的正面示意图；

图2是本发明温控同步测量液体表面张力和液固接触角的装置通过设置的侧面示意图；

图3是本发明待测固体吊片的正面示意图；

图4是本发明待测固体吊片的侧面示意图。

图中：1是待测固体吊片；1-1标记线；2是测力计；3是细线；4是待测液体；5是电机；6是电机控制器；7是计算机；8是激光雷达测距扫描仪；9是箱体把手；10是电源；11是温度控制器；12是加热器；13是支撑柱；14是待测液体盛放箱；15是连接螺栓；16是水浴箱，16-1开口，16-2延伸段，16-3凹槽。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式对本发明的技术方案做进一步的说明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明的目的是从破除液滴外形法的方法限制，从一个全新视角出发，充分利用现有先进技术，发挥吊片法优势，实现0～100℃范围内可控温，表面张力γ值快速、准确测定，液体-固体间接触角精确测定，并且试验可重复性好，适用多种液体和成本低等效果，提供一种基于吊片法的温控同步测定液体表面张力和液体-固体接触角的方法及装置，并给出相应的计算和测试方法。

参照图1和图2，本发明的温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置包括水浴箱16、待测液体盛放箱14、激光雷达测距扫描仪8、驱动机构、测力计2和待测固体吊片1，待测液体盛放箱14为顶部敞开的箱体结构，待测液体盛放箱14的下部设置于水浴箱16中，测力计2悬挂与驱动机构的输出端，驱动机构的输出端能够驱动测力计2上下移动，待测固体吊片1悬挂于测力计2的下端，待测固体吊片1位于待测液体盛放箱14的上方；激光雷达测距扫描仪8设置于待测固体吊片1的一侧，激光雷达测距扫描仪8上激光输出端与待测液体盛放箱14中待测液体4表面平齐，激光雷达测距扫描仪8能够在待测固体吊片1与待测液体4接触时对接触部位进行扫描。

作为本发明优选的实施方案，水浴箱16是透明的，水浴箱16顶面设有开口16-1，开口16-1的內缘向下设有延伸段16-2，待测液体盛放箱14的上端与延伸段16-2下端之间密封连接；水浴箱16在延伸段16-2的一侧从顶部向下设有凹槽16-3，激光雷达测距扫描仪8设置于所述凹槽16-3中，激光雷达测距扫描仪8的激光发射端与延伸段16-2垂直。

作为本发明优选的实施方案，参照图3和图4，待测固体吊片1的形状为长方体，待测固体吊片1的上端对称开设有两个通孔，待测固体吊片1通过两个通孔和细线3悬挂于测力计2的下端，待测固体吊片1的底面呈水平状态，待测固体吊片1下端从上至下设有若干水平的标记线。

作为本发明优选的实施方案，水浴箱16的底部设有出水口，顶部设有进水口；水浴箱16上还设有用于对水浴箱16中液体进行温度控制的温度控制系统。

作为本发明优选的实施方案，如图1和图2所示，温度控制系统包括加热器12、温度传感器和温度控制器11，加热器12和温度传感器设置于水浴箱16中，分别用于加热水浴箱16中的液体和用于测量水浴箱16中液体的温度；加热器12和温度传感器均与温度控制器11连接。

作为本发明优选的实施方案，如图1和图2所示，驱动机构包括能够正反转的电机5，电机5上连接有电机控制器6，测力计2通过细线与电机5的输出轴连接。

作为本发明优选的实施方案，如图1所示，激光雷达测距扫描仪8设置两个，两个激光雷达测距扫描仪8关于待测固体吊片1对称设置。

作为本发明优选的实施方案，本发明的温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置还包括计算机7，计算机7与激光雷达测距扫描仪8连接，计算机7能够控制激光雷达测距扫描仪8工作，并获取和显示激光雷达测距扫描仪8得到的数据。

作为本发明优选的实施方案，测力计2采用电子数显测力计。

本发明温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的方法，通过本发明的温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置进行，包括如下过程：

使待测液体盛放箱14中的待测液体4达到预设温度；

测量待测固体吊片1的重量；

使待测固体吊片1下降，并浸入待测液体4中，在待测固体吊片1与待测液体4接触过程中，利用激光雷达测距扫描仪8对待测固体吊片1与待测液体4的接触部位进行扫描，同时记录测力计2的测量值；根据激光雷达测距扫描仪8根据扫描结果，得到浸润曲线；

利用浸润曲线得到待测液体与待测固体吊片1的接触角，利用测力计2的测量值、待测固体吊片1的重量和尺寸得到待测液体表面张力。

实施例

参照图1，本实施例的温控同步测量液体表面张力和液-固接触角的装置中的水浴箱16是主要的承载结构，水浴箱16的整体结构由钢化玻璃制成，是透明的。水浴箱16的底部设置有支撑柱13，外部设置有箱体把手9。4根支撑柱13在钢化玻璃箱体16中部，支撑柱13的底部与水浴箱16的底部连接，支撑柱13的顶部与待测液体盛放箱14底部相连接，支撑柱13承载待测液体盛放箱14的部分重量，待测液体盛放箱14为铜制的，导热性好，有利于待测液体4的加热和温度的稳定。箱体把手9便于提携、移动整个装置；水浴箱16顶面设有开口16-1，开口16-1的內缘向下设有延伸段16-2，待测液体盛放箱14的上端与延伸段16-2下端之间通过连接螺栓15连接且与延伸段16-2之间密封，防止水浴箱16中的液体进入待测液体盛放箱14中，干扰测试结果、；水浴箱16在延伸段16-2的一侧从顶部向下设有凹槽16-3，激光雷达测距扫描仪8设置于所述凹槽16-3中，激光雷达测距扫描仪8的激光发射端与延伸段16-2垂直；激光雷达测距扫描仪8设置两个，两个激光雷达测距扫描仪8关于待测固体吊片1对称设置；激光雷达测距扫描仪8通过数据线连接有计算机7；驱动机构包括能够正反转的电机5，电机5上连接有电机控制器6，测力计2通过细线3与电机5的输出轴连接；水浴箱16上设置有用于安装电机5的支架，电机5位于待测液体盛放箱的上方。电机控制器6能够控制电机5正转或反转。细线3用于悬吊待测固体吊片1和测力计2，测力计2用来读取待测固体吊片1浸入待测液体4后的拉力值；温度控制系统包括加热器12、温度传感器和温度控制器11，加热器12和温度传感器设置于水浴箱16中，分别用于加热水浴箱16中的液体和用于测量水浴箱16中液体的温度；加热器12和温度传感器均与温度控制器11连接。加热器12伸入水浴箱16内部。

需要说明的是，水浴箱的钢化玻璃箱体16顶部设有进液孔，底部设有出液孔，测试时，进液孔和出液孔以橡胶塞密封；激光雷达测距扫描仪8是测量液体-固体间接触角的主要装备，其具有快速扫描功能，当待测固体吊片1浸入待测液体4至其上3条标记线时，两侧的激光雷达测距扫描仪8同时开启，进行快速扫描；电机5采用微型正反转控速电机，电机控制器6为电机5提供动力并控制其启闭与正反转，电机控制器6应设置2个按钮，1个控制电机5的启动于关闭，1个控制电机5的正反转(按压1次正转，再按压1次即反转)；温度控制器11可根据温度传感器采集的温度信息控制加热器12的加热和保温温度，温度控制器11上设有电子显示屏，也设有至少2个按钮(即向上调节温度按钮与向下调节温度按钮)，其能调节水浴箱内液体温度，并能按设置温度，自动开启加热或保温，其连接的电源为220V交流电，电源带有开关以控制通电状况。

其中，测力计2采用数字显示测力计，待测液体盛放箱14由1～2mm的铜板制成，待测液体盛放箱14内部距离内侧底面100mm处作不影响雷达扫描的标记，待测液体盛放箱14内可盛放乳化沥青、颜色涂料、墨水等液体，并控制装入液体的液面始终处于指定的箱体标记处。支撑柱13为直径为10mm高为150mm的钢化玻璃柱或金属柱。细线3为细软金属线，直径为1mm，电子数显测力计上部连接的细线长度应满足能将电子数显测力计悬离电机20mm以上，电子数显测力计下部连接的细线长度应能控制待测固体吊片1底面距离待测液面至少2mm，并能承载电子数显测力计和待测固体吊片的重量；待测固体吊片为长方体结构，长宽高为10mm×2mm×20mm，距离顶面4mm处有2个直径为1.5mm的圆孔，圆孔间距为3mm，细线穿入后与测力计连接，构成稳定的三角形状，且距离吊片底面1mm、3mm和5mm处分别作3条横贯吊片全长的标记线；电子数显测力计应具备显示拉力值精度至少为0.01N和拉力置零的功能；待测固体吊片的固体可为岩石、金属和橡胶等物质。电机5应满足细线能以2mm/min的速度上升或下降；电机5的电源采用直流可充电电源，可为12V或24V低电压电源。激光雷达测距扫描仪8外廓尺寸的长宽高在110mm×70mm×80mm以内，最小量程应在150mm以内，单次测距时间在1ms以内，测距分辨率在0.5mm以内，扫描频率为10Hz以上，扫描角度范围可调控，角度分辨率小于1°，工作环境温度应在50℃以上，若加热液体温度较高，可采取散热措施。由于液体在固体上的浸润高度较小，激光雷达测距扫描仪8旋转角度一般在±2°以内，基本垂直于延伸段16-2，故可不考虑钢化玻璃的折射问题。此外，为更大幅度的避免折射率的影响，也可将激光雷达测距扫描仪8的激光头正对的略大于激光头尺寸范围(如10mm×10mm)的钢化玻璃厚度减薄到1mm左右，且需从激光雷达测距扫描仪一侧开始减薄，需保证待测液体槽内壁平滑。若想完全避免玻璃折射率的影响，可在激光头正对的钢化玻璃上钻孔，孔尺寸需略大于激光头尺寸范围(如10mm×10mm)，并粘贴或设置透明的薄塑料胶片。

本实施例的温控同步测量液体表面张力和液固接触角的方法，包括以下步骤：

1.制作尺寸为10mm×2mm×20mm的待测固体吊片1，并在其顶面4mm处打穿2个直径为1.5mm的圆孔，圆孔间距为3mm，应注意避免薄片破碎，否则重新制作，再穿入细线3，挂在电子数显测力计上(悬挂前先将测力计的数值置零，电子数显测力计可采用艾普牌NK/SF型数显推拉力计)，保证吊起细线3时，细线3下部成三角状，且待测固体吊片1底面水平，侧面竖直，再记录此时拉力G；

2.打开水浴箱16顶部进液孔，加水至激光雷达测距扫描仪8所在凹槽的底部，再加待测液体4至待测液体盛放箱14内部距离内侧底面100mm处所作的标记处，在加入待测液体4接近标记时，应用胶头滴管，进行滴定；

3.调试电机5(正科牌ZGB37RG型号直流微型低速正反转可调速电机)的运行状况，电机控制器6的工作状况，保证电机控制器6按钮的准确控制，若均运行良好，将待测固体吊片1底面悬离待测液体4液面2mm处，并使电机5处于通电状态，否则应进行检查，解决存在的问题，确保满足要求，再进行测试；

4.调试计算机7和待测固体吊片1两侧激光雷达测距扫描仪8(思岚牌LIDAR激光A1型雷达360°扫描测距ROS机器人slam，附带控制绘图功能)工作状况，待其绘制出相同的测距曲线，证明其运行良好，否则应找出原因，解决问题，直至满足要求，再使两者处于通电待测控状态；

5.调试加热器12、温度控制器11(科宇牌KEYU-QIAN型号控温型304不锈钢加热棒)和交流电源10，确保加热器12能正常工作，温度控制器11能良好的设置温度，自动开启加热或保温系统，交流电源10采用220V交流电，带有控制通电状况开关，否则找出原因，解决问题，直至满足要求，再设置到测试温度，开启加热器12加热；

6.用红外测温枪(希玛牌AS型号红外手持测温枪)测量待测液体4温度，待达到标准温度后，开动电机5，下降待测固体吊片1，在待测液体4液面到达待测固体吊片1的3条标记线处时，开启激光雷达测距扫描仪8进行扫描，并在计算机上绘出浸润曲线，同时，读取、记录电子数显测力计2的读数，当3条标记线均测量结束后，按下电机控制器6的反转按钮，可再次测量退出时，3条标记线处的浸润曲线和拉力值，然后关闭电机电源，停止加热；

7.对两台激光雷达测距扫描仪8所绘浸润曲线进行非线性拟合，得到拟合方程y＝f(x)，对其求一次导数y′＝f′(x)，计算x＝0时的y′得到y′＝f′(0)＝tanθ，若两台激光雷达测距扫描仪所得的f′(0)误差在1％以内，且在3处标记线时测绘的f′(0)参数误差应在0.1％以内，则取这些f′(0)的均值作为最终液体-固体的接触角θ，否则，查找并解决原因，重新测量；例如，在一次测量和拟合时，得到如下方程：

y＝-2.963x³+41.758x²-193.7x+301.25

则对其求一次导数可得，

y′＝-2.963x³+41.758x²-193.7

当x＝0时，y′＝-193.7＝arctanθ，则液体-固体间接触角θ＝89.7°；

8.在测试液体表面张力时，首先读取吊片的重力值，记为G，其次读取液体表面距离吊片底面分别为1mm、3mm和5mm时电子数显测力计的拉力值，分别为F₁、F₂、F₃，对应的浸入面积分别为A₁、A₂、A₃。拉力值F是由液体表面张力γ、浸入面积A与吊片受到的浮力F_f共同决定，即有：

F＝G+γ*A-F_f

不同的待测液体具有不同的密度ρ，对于同一种液体，不同浸入深度的吊片具有不同的浸入体积，对应为V₁、V₂、V₃，根据如下公式

F_f＝ρgV

可知，受到的对应浮力为F_f1、F_f2、F_f3，则可得液体表面距离吊片底面分别为1mm、3mm和5mm时所计算的对应表面张力值分别为，即：

由于γ₁、γ₂、γ₃均为液体的表面张力值，则液体的表面张力应为三者的均值，即：

本发明具有如下优势：

1.能够控制测量时的温度。不同温度下，液体的表面张力有差别，对液体-固体间的接触角也会有所影响，能够控制在不同温度下测量表面张力和接触角具有很大的工程意义和现实意义；

2.能够同步测试液体的表面张力和液体-固体间接触角。目前很少仪器能做到将表面张力和接触角进行同步测试，少部分可以对两者同步测试的仪器较昂贵；

3.依托了具备多种优势的吊片法设计装置。吊片法具有原理简单、操作较为简便、温度可控、适用于多种溶液、便于计算表面张力γ和对外界条件要求低等优点，目前大多测试仪器依托液滴外形法，依托吊片法的仪器较少；

4.应用范围较广。能够准确地测量多种液体的表面张力大小，如乳化沥青、颜色涂料、墨水等液体，且能精确测量多种液体与多种固体间的接触角，其能测固体的种类包括岩石、金属和橡胶等物质；

5.测量精度较高。电子数显测力计应具备显示的拉力值精度至少为0.01N，计算得到的表面张力精度为0.01N/m，激光雷达测距扫描仪测距分辨率在0.5mm以内，计算得到的接触角误差小，精度为0.1°。

6.测量的稳定性高，可重复性好，测量速度快，原理和结构较为简单，易于掌握，成本低，造价基本可控制在2000元以内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。