接触角测量仪接触角计算方法分类与对比

1. θ/2法（圆弧近似）

假设液滴为球形，轮廓为圆弧。公式：��=2arctan⁡(ℎ��)θ=2arctan(rh)。

小液滴（Bo<0.1）、超疏水表面

计算快速，无需复杂设备

忽略重力与液滴变形，精度低

Adamson《Physical Chemistry of Surfaces》

2. 椭圆拟合法

通过椭圆方程拟合变形液滴（如接触角接近0°或180°），计算长短轴或偏心率。

亲水/疏水润湿表面

处理大变形

依赖理想椭圆假设，精度受限

Butt & Kappl Adv. Colloid Interface Sci.

3. 切线法

在三相接触点手动或图像法绘制切线直接测量。

实验室静态液滴，高分辨率图像

直观简单

主观误差大，动态场景不适用

Drelich Langmuir

4. 多项式/样条拟合法

高阶函数拟合液滴轮廓，求导得切线斜率。公式：��=arctan⁡(��������)θ=arctan(dxdy)。

非理想轮廓液滴

灵活性强，适用非球形液滴

过拟合风险，需优化参数

Stalder Rev. Sci. Instrum.

5. TrueDrop®技术

分段计算非对称液滴轮廓，迭代优化高拟合因子模型，支持前进/后退角与滚动角测量。

工业检测、动态润湿过程（如滚动角）

非轴对称建模，支持复杂参数

依赖算法收敛性，需校准

上海梭伦技术（2006）

Select Plane法

Bond数（����=Δ������2��）

静态液滴、统一尺度建模

避免量纲干扰，简化多尺度模拟

依赖经验参数，动态场景不适用

Rotenberg J. Colloid Interface Sci.（1983）

Sessile Drop迭代法

液滴高度/直径比 或倾斜角度度

平缓重力场（Bo<1）

物理意义明确，中等精度

迭代耗时长，所选点比较少，精度低，灵敏度低

Hansen Colloids Surf. A（1999）
BIHAI SONG AND JURGEN SPRINGER, Colloids Surf. A（1996）

ADSA®-P

轴对称液滴、高精度静态测量

无需经验参数，直接物理建模

仅支持轴对称

Neumann Adv. Colloid Interface Sci.（2002）

ADSA®-RealDrop®

倾斜/非轴对称液滴、多物理场

消除对称假设，支持动态润湿

计算复杂度高，需高性能硬件

灵敏度高，测试精度高

上海梭伦技术（2010）

TrueDrop®

几何分段优化

工业在线检测（滚动角、动态润湿）

非对称建模，高效算法

上海梭伦科技（2006）

ADSA®-RealDrop®

有量纲Young-Laplace方程

科研高精度测量（非轴对称液滴）

物理严格，支持复杂场耦合

上海梭伦科技（2010）