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Messgerät für Kontaktwinkel,
Oberflächenspannung und freie Oberflächenenergie nach
DIN 55660-2:2009-07 (Entwurf)
Das Kontaktwinkelmessgerät SURFTENS UNIVERSAL
ist ein universelles Messgerät für den Einsatz im
Messlabor und in der Produktionskontrolle. Es zeichnet sich durch
folgenden Eigenschaften aus:
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schnelle und einfache Messung des
Kontaktwinkels
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intuitiv zu bedienende Software mit
verschiedenen Messmethoden
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komfortable Dokumentation der
Messergebnisse im Protokoll und im Bild
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Berechnung der freien
Oberflächenenergie nach Wu
und OWRK (Owens,
Wendt, Rabel, Kaelble)
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SURFTENSUNIVERSAL erfüllt die Forderungen zur Bestimmung der freien Oberflächenenergie nach DIN 55660-2:2009-07 (Entwurf)
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wahlweise Ausstattung mit PC oder Laptop
(unabhängig von der eingesetzten Kamera)
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Ausstattung je nach Bedarf mit
Standard-Video- oder USB-Kamera
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sehr gute Bildqualität dank
hochwertiger Optik
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preiswerte Lösung mit allen
notwendigen Funktionen für den Routinebetrieb im Labor und in
der Fertigung
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Software-Erweiterung zur Messung der
Oberflächenspannung an hängenden Tropfen (Pendant
Drop) verfügbar
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Zusatzbaugruppen wie Thermokammer oder
automatisches Dispenssystem sind verfügbar
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Oberflächenmodifikationen zur Beeinflussung des
Benetzungsverhaltens finden in Industrie und Forschung immer
häufiger Anwendung. Die objektive Messung der
Oberflächenenergie vor und nach der Behandlung der
Oberfläche ist deshalb unbedingt notwendig, um Prozesse zu
charakterisieren, technologische Parameter einzustellen und in der
Produktion zu garantieren.
Hierfür wird ein robustes, einfach
zu bedienendes Kontaktwinkelmessgerät benötigt, das
den Anforderungen unter Fertigungsbedingen und bei der
Produktionskontrolle gerecht wird. SURFTENS UNIVERSAL
wurde genau für diese Aufgabenstellungen entwickelt. Die
Bedienung ist für jedermann in kurzer Zeit erlernbar. Dadurch
findet das Gerät sowohl bei der Routinekontrolle in der
Qualitätssicherung als auch im Forschungslabor Anwendung. Die
manuellen Bedienelemente gewährleisten einen
günstigen Preis.
In Verbindung mit der Software SURFTENS
UNIVERSAL können
sowohl der Kontaktwinkel als auch die freie Oberflächenenergie
von Festkörpern gemessen werden. Die Berechnung der freien Oberflächenenergie kann wahlweise nach der Theorie von Wu für niederenergetische Systeme (<20mN/m) oder für hochenergetische Systeme nach OWRK durchgeführt werden. Komfortable
Dokumentationsfunktionen machen die Software zu einem wertvollen
Hilfsmittel in der Qualitätssicherung und Entwicklung.
Grundsätzlich ermöglicht die Messsoftware SURFTENS
die vollautomatische Messung des Kontaktwinkels am liegenden Tropfen
nach verschiedenen Fitmethoden (Sphäre, Polynom). Dabei wird
der Tropfen automatisch erkannt.
Für probenabhängig
auftretende kritische Kontrastverhältnisse kann die Basislinie
manuell durch den Operator definiert werden. Auch die rein manuelle
Messung des Kontaktwinkels durch Setzen von Messpunkten ist
möglich.
Der Leistungsumfang wird durch
zusätzliche Mess- und Servicefunktionen erweitert.
Dazu gehören:
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Echtzeitanzeige des aktuellen
Kontaktwinkels am Livebild
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automatische Messung der
zeitabhängigen Kontaktwinkeländerung und Darstellung
in frei skalierbaren Diagrammen (Taktzeit völlig frei
wählbar, minimale Taktzeit ca.50ms)
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Messung des Fortschreit- und
Rückzugwinkels am Livebild
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gleichzeitige Messung des rechts- und
linksseitigen Kontaktwinkels oder Messung des Mittelwertes
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Messung an gekrümmten
Oberflächen mit schräger Basislinie
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Die Software besitzt ein Auswertemodul zur Berechnung
der freien Oberflächenenergie (Theorie nach Wu und/oder OWRK) von Festkörpern aus den
gemessenen Kontaktwinkeln von zwei bekannten Messflüssigkeiten DIN 55660-2:2009-07 (Entwurf).
Durch spezielle Hilfsfunktionen der Software
ist auch mit dem manuellen Dispenssystem das Tropfenvolumen auf
0,1µl reproduzierbar. Zusätzlich kann durch die
Software das Tropfenvolumen mit der gleichen Genauigkeit gemessen
werden.
Ein weiteres nützliches Feature
besteht darin, dass die Software das Livebild der Kamera als Film
speichern kann. Alle Mess- und Auswertefunktionen sind dann
nachträglich auf den Film oder jedes einzelne Bild des Films
anwendbar.
Die Messergebnisse können sehr
komfortabel im Bild und in Protokollen dokumentiert werden.
Die Angaben zur Messgenauigkeit beziehen sich auf die Messung am
Live-Videobild. Da sich ein gesetzter Tropfen durch
Umwelteinflüsse ständig ändert, kann der
Nachweis der Parameter nur am Kontaktwinkelstandard erfolgen. Folgende
Werte sind erreichbar:
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Auflösung der
Kontaktwinkelmessung: 0,05°
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Reproduzierbarkeit der
Kontaktwinkelmessung: ±0,1°
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Optional steht als Erweiterung die Zusatzsoftware SURFTENS PD
zur Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten
nach der Pendant Drop Methode (hängender Tropfen) zur
Verfügung. Die Ausstattung des
SURFTENS UNIVERSAL muss
hierfür nicht erweitert werden. Der hängende Tropfen
wird mit exzellenter Qualität durch die Optik abgebildet. Es
ist lediglich das Softwarezusatzmodul SURFTENS PD
notwendig, welches bei vorhandenem Gerät als preiswertes
Bundle verfügbar ist.
Die Grundausstattung kann durch verschiedene Baugruppen erweitert
werden. Zusatzbaugruppen können auf Anfrage auch
kundenspezifisch entwickelt werden. Derzeit stehen folgende
Erweiterungen zur Verfügung:
1)
Doppeldispenser
Der Doppeldispenser besteht aus zwei Dispenssystemen, und ist vor allem
dann hilfreich, wenn häufig zwei Messflüssigkeiten
eingesetzt werden.
2)
Automatisches Dispenssystem
Das automatische Dispenssystem erzeugt und setzt einen Tropfen
automatisch und softwaregesteuert. Die Dispensbewegung und das
Aufsetzen des Tropfens erfolgen motorisiert.
3)
Neigevorrichtung
In Kombination mit dem SURFTENS UNIVERSAL
besteht die Möglichkeit, die Probe mitsamt aufliegendem
Flüssigkeitstropfen (Sessile Drop) zu neigen. Nicht nur die
Probe wird gekippt, sondern das gesamte Messgerät. Dadurch ist
am Videobild lediglich die Änderung des links- und
rechtsseitigen Kontaktwinkels in Abhängigkeit des
Neigungswinkels zu sehen. Ausgehend vom horizontal aufliegenden Tropfen
mit symmetrischer Kontur verschiebt sich die Tropfenkontur mit
zunehmendem Neigewinkel. Der Tropfen ändert auf Grund der
Schwerkraft seine Form proportional zur Neigung des Gerätes.
In Verbindung mit der Messsoftware kann dieser Effekt aufgezeichnet und
in einem Messprotokoll oder einer Grafik dargestellt werden.
Die Neigung erfolgt manuell mit einer
Reproduzierbarkeit von 1°. Die Eingabe des Neigungswinkels in
die Software erfolgt manuell. Die Neigevorrichtung kann auch zur
Messung des Abrollwinkels eingesetzt werden.
4)
Kontaktwinkelstandard
Der Kontaktwinkelstandard ist ein Glassubstrat, auf dem mit einem
fotolithografischen Verfahren Kontaktwinkelbilder erzeugt werden. Aus
den Designdaten ist der Soll-Kontaktwinkel bekannt und durch das sehr
genaue Herstellungsverfahren praktisch fehlerfrei. Dadurch ist der
Kontaktwinkelstandard sehr gut zur Überprüfung der
Messgenauigkeit geeignet.
5)
Thermokammer
Die Thermokammer ermöglicht temperaturabhängige
Messungen bis 80°C. Die Temperatur wird mittels Software
geregelt. Temperaturwerte können in die Messergebnisse
übernommen werden.
Parameter
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SURFTENS UNIVERSAL
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Probentisch
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Standardmäßig
(100 x 100) mm
Andere Tischgrößen auf Anfrage
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Probendicke
(Höhenverstellbereich des Tisches)
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bis 50 mm
(entspricht Verfahrbereich des Höhentriebs)
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Messbereich Kontaktwinkel
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1°—180°
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Auflösung/Genauigkeit der
Kontaktwinkelmessung
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±0,05°/±0,5°
am Livebild
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Optik (Standardausstattung)
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Mikroobjektiv 0,8x mit großem
Arbeitsabstand
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Alternative Messoptiken
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Mikroobjektive 1,6x, 3,2x
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Tropfenplatzierung
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durch Bewegung des Messtisches nach oben
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Kamera (Standardausstattung)
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s/w USB2.0 CMOS-Kamera 1,3Megapixel
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alternative Kameras
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USB2.0-Kameras bis 5Megapixel und
Analogvideokameras möglich
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Neigungswinkel der Messoptik
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Definiert einstellbar
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Dispenssystem (Standardausstattung)
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Manuelles Einfach-Direktdispenssystem
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Dispenssystem (alternativ)
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gegen Aufpreis manuelles
Doppeldispenssystem und softwaregesteuertes Dispenssystem lieferbar
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Reproduzierbarkeit Tropfenvolumen
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0,1 µl (mittels
Messung am Livebild)
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Lichtquelle
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LED-Beleuchtung mit Kondensor
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Software
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SURFTENS,
lauffähig unter Windows
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Software für Messung am
hängenden Tropfen
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SURFTENS PD als
Zusatzmodul/Bundle lieferbar
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Computer
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Für alle Kameratypen wahlweise
Laptop oder Standard-PC
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Neigevorrichtung
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Manuell, Auflösung 1°
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Diese Ausstattungsmerkmale können im
Sinne der technischen Verbesserung geändert werden. Bindend
ist die im Angebot spezifizierte Ausstattung.
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+49 335 5213894
+49 335
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