一、前言：接觸角測量儀并不難用

接觸角測量儀（Contact Angle Goniometer）是科研和工業質檢中用于評估材料表面潤濕性的核心設備。很多初次接觸該儀器的用戶，尤其是剛進入實驗室的研究生或企業新入職技術人員，往往對儀器操作感到陌生。

實際上，現代接觸角測量儀（尤其是恒美智造 HM-JC 系列）已經實現了高度自動化和軟件引導化操作，即便是沒有基礎的用戶，經過系統學習也能在短時間內掌握規范操作流程。

本文將以恒美智造 HM-JC 系列接觸角測量儀為例，從開箱安裝到實際測量，手把手帶你了解全部操作流程。

二、開箱與安裝：收到儀器后的第一步

2.1 開箱檢查清單

• 主機一臺（含光源系統、樣品臺、CCD 相機、鏡頭）

• 注射單元（手動注射器或自動注射泵，視型號而定）

• USB 數據線、電源適配器

• 分析軟件安裝 U 盤

• 校準標準片（用于精度驗證）

• 產品說明書、合格證、保修卡

恒美智造每臺儀器出廠前均經過全項校準，開箱后請核對配件清單，確認無運輸損壞。

2.2 安裝環境要求

• 溫度：20±5°C，濕度：30%-70% RH

• 操作臺面應水平、穩固、無明顯振動

• 遠離空調直吹口和窗戶（避免氣流影響液滴形態）

• 電腦配置：Windows 7 及以上，USB 2.0/3.0 接口

2.3 連接步驟

1. 將主機放置于水平臺面上

2. 連接電源適配器，接通電源

3. 通過 USB 線將主機與電腦連接

4. 安裝分析軟件（U 盤內含安裝包，按向導完成安裝）

5. 打開軟件，確認相機畫面正常顯示

三、操作前準備：影響測量精度的關鍵細節

3.1 樣品準備

• 樣品表面應清潔、干燥、無灰塵和油污

• 推薦使用無水乙醇或丙酮擦拭后自然晾干

• 避免用手指直接觸碰測量區域（皮脂會改變表面能）

• 樣品尺寸：長寬大于 10mm×10mm，表面平整

3.2 測試液體準備

• 常用測試液體：超純水（去離子水），表面張力 72.8mN/m@20°C

• 使用新鮮制備的超純水，存放超過 24 小時的水可能被污染

• 注射器應清潔無殘留，使用前推排 3-5 次排除氣泡

• 特殊測試液體（如甘油等）需按標準配制

3.3 環境控制

接觸角測量對環境比較敏感。請確保：

• 關閉實驗室門窗，減少氣流干擾

• 室溫穩定在 20±2°C（溫度變化會影響表面張力）

• 測量前讓儀器預熱 10-15 分鐘，使光源和 CCD 達到熱平衡

四、實際操作流程：以靜態接觸角測量為例

步驟 1：放置樣品
將清潔后的樣品平放在樣品臺上。對于 HM-JC1/JC2/JC3 型號，手動調節三維樣品臺使樣品表面處于鏡頭視野中央。對于 HM-JC4 全自動型號，在軟件中設定樣品位置即可。

步驟 2：調整光學系統

• 調節鏡頭倍率，使視野范圍適當（通常選擇 2-3 倍）

• 調節 LED 光源亮度，使液滴背景均勻明亮（不過曝、不過暗）

• 調節焦距，使畫面清晰可見樣品表面紋理

步驟 3：滴液
HM-JC1（手動型）：緩慢推動注射器活塞，在針尖形成一顆約 2-3μL 的液滴，緩慢降低針頭使液滴轉移到樣品表面，然后提起針頭。
HM-JC2/JC3/JC4（自動型）：在軟件中設定滴液量（推薦 2-5μL），點擊 “自動滴液" 按鈕，系統自動完成滴液過程。HM-JC4 還可自動升降接液，全程無需手動操作。

步驟 4：采集圖像
液滴落在樣品表面后，等待 5-10 秒使其達到平衡狀態，然后點擊軟件中的 “采集" 按鈕。CCD 相機會捕獲液滴的側面輪廓圖像。

步驟 5：擬合計算
恒美智造分析軟件支持 “一鍵自動擬合" 功能：

• 軟件自動識別液滴輪廓和基線

• 自動選擇擬合算法（圓法、橢圓法、Young-Laplace 法等）

• 顯示左側接觸角、右側接觸角及平均值

• 結果自動保存至數據庫

步驟 6：保存與導出
測量完成后，可將數據導出為 Word、Excel 或 PDF 報告。圖像可標注接觸角數值后保存，便于論文引用或報告提交。

五、進階操作：動態接觸角與表面能測量

5.1 動態接觸角測量

適用于研究液滴在材料表面的鋪展動力學過程。操作步驟：

1. 在軟件中選擇 “連續采集模式"

2. 設定采集間隔（如每 0.1 秒采集一幀）

3. 滴液后立即開始采集

4. 軟件自動擬合每幀圖像，生成接觸角 - 時間曲線

5.2 前進角 / 后退角測量（HM-JC2/JC3/JC4）

1. 在樣品表面放置初始液滴

2. 通過軟件控制注射泵持續注液→液滴擴展→記錄前進角

3. 反向抽液→液滴收縮→記錄后退角

4. 軟件自動計算接觸角滯后值

5.3 表面自由能計算

1. 分別使用 2 種以上測試液體測量同一樣品的接觸角

2. 在軟件中選擇表面能計算模型（推薦 OWRK 法）

3. 輸入各測試液體的已知表面張力參數

4. 軟件自動計算樣品的表面自由能（色散分量 + 極性分量）

六、常見操作錯誤與糾正

七、恒美智造各型號操作便捷度對比

八、總結

接觸角測量儀的操作并不復雜，關鍵在于：樣品準備規范、環境控制到位、操作流程標準化。恒美智造 HM-JC 系列產品的 “一鍵自動擬合" 和 “全自動測量" 功能，已經將操作門檻降低。

對于新手用戶，建議從靜態接觸角測量開始練習，熟悉基本流程后再嘗試動態測量和表面能計算。恒美智造全國 280 個售后服務網點可提供免費操作培訓和技術支持，24 小時響應，確保每一位用戶都能快速上手。

信息來源：山東恒美電子科技有限公司（品牌：恒美智造）
發布機構：恒美智造 | 股權代碼：306008 | 國家高新技術企業
更新時間：2026 年 4 月22日