接觸角測量儀校準方法（依據 JJF 2099?2024《光學接觸角測量儀校準規范》）

分為日常內部點檢校準（實驗室自查）與計量正式校準（有證標準片，出具校準證書）兩類；校準核心：水平校正 → 光學倍率標定 → 角度示值校準 → 重復性驗證。

一、校準環境要求

• 溫度：10～35℃，推薦 20±3℃；溫度波動小，無氣流、振動、強光直射

• 相對濕度 ≤80%，無腐蝕性氣體；儀器、標準件提前等溫放置≥2h

• 臺面穩固，遠離空壓機、泵等振動源

二、所需標準器具

1. 高精度水平儀（電子水平儀優先）

2. 接觸角有證標準片（GBW (E) 136729~136731，30°、60°、120°），溯源標準，用于角度示值校準國家標準物...

3. 標定球 / 標定棒（已知直徑，用于像素倍率標定，把像素換算成長度 mm）

4. 可選：PTFE 標準參考片、超親水硅片（日常比對驗證，不能作為計量標準）

5. 無塵擦紙、異丙醇，清潔標準片

區分：標準角度片（圖形模擬液滴）用于儀器角度計量校準；PTFE + 純水僅做日常性能核查，不可用于正式計量

三、完整校準步驟

1. 外觀與機械預檢查

• 檢查樣品臺、注射泵、針頭、相機、光源接線正常；鏡頭、樣品臺無油污劃痕

• 清理樣品臺，確認注射泵進退順暢，針頭無堵塞、毛刺

2. 樣品臺水平校準（最重要，每次開機必做）

1. 高精度水平儀放置樣品臺中心

2. 調節儀器底部調平螺絲，X、Y 兩個方向氣泡居中

3. 確認樣品臺平面與相機光軸垂直；臺面傾斜會直接造成液滴形變、接觸角偏大 / 偏小

3. 光學倍率標定（像素標定，改變鏡頭焦距 / 物距后必須重標）

作用：建立【像素 ? 實際長度】換算關系，軟件才能計算輪廓、角度、液滴體積。

1. 將已知直徑標定球 / 標定棒放在樣品臺視場中心

2. 調焦，使球體邊緣清晰、光源均勻，無過曝、陰影

3. 軟件進入標定功能，輸入標定球真實直徑；框選球體圖像，執行標定

4. 軟件得到 μm / 像素；保存標定參數；倍率標定失效時，所有角度測量不可信ramé-hart

4. 接觸角示值誤差校準（JJF2099?2024 核心項目）

1. 將有證接觸角標準片平穩固定在樣品臺，標準圖形正對相機光軸

2. 升降樣品臺對焦，調整光源，使圓弧輪廓銳利，邊緣識別穩定

3. 在測量范圍均勻選取≥3 個角度點（如 30°、60°、120°）；每個角度重復測量 6 次，分別記錄左右接觸角

4. 計算平均值：

\(\Delta\theta=\bar-\theta_r\)\(\Delta\theta\)：示值誤差；\(\bar\)：儀器測量平均值；\(\theta_r\)：標準片證書標稱值5. 判定：示值誤差在儀器允許技術指標內為合格；超差需排查光學、水平、標定，必要時返廠。

5. 測量重復性校準（同一樣品多次測量）

使用同一標準片同一位置，連續 6 次測量，計算實驗標準差 s，評估隨機波動。

6. 可選：液體參考樣品日常核查（內部質控，不是計量校準）

僅用于日常點檢，不能作為計量溯源

1. 潔凈 PTFE 標準片，滴 5μL 去離子水，靜態接觸角參考值約 110°±2°

2. 超親水清潔硅片，水接觸角接近 0～10°

3. 每個位置測 5 滴，取平均；偏差過大先復查水平 + 光學標定，再排查樣品污染、針頭問題

7. 注射系統核查（針對滴液法）

• 微量進樣泵：檢查液滴體積重復性；針頭清潔，無掛液；滴液速度控制 < 1μL/s，減少動態潤濕效應。

四、校準周期建議

• 水平、光學倍率：每次更換焦距、鏡頭、樣品臺高度，必須重標定

• 內部日常核查：每周 / 每次開機前水平檢查；每月用標準片做一次角度點檢

• 計量機構正式校準：每年一次（實驗室 CNAS 體系要求）；儀器搬遷、大修、鏡頭更換后立即送校。

五、常見失效原因

1. 樣品臺未水平 → 角度系統性偏移

2. 鏡頭臟污、光源不均、邊緣模糊 → 自動識別輪廓出錯

3. 倍率標定失效（移動焦距后忘記重標）

4. 標準片表面被手觸摸污染、劃傷

5. 液滴體積不合適、針頭掛液、氣流擾動

六、校準記錄內容（可直接寫進 SOP）

校準日期、環境溫濕度、儀器編號、標準片編號 / 證書號、水平結果、倍率標定值、各角度測量原始數據、示值誤差、重復性、判定結果、校準人。