OSA™ Optical Surface Analyzer - SKX系列
從輕巧的手持式到機械手輔助下的全自動測量 - 一個“變形金剛”
SKX是OSA™系列光學(xué)表面分析儀中的一位的成員：
它運用俯視法（Top-View）來測量液體與固體表面形成的接觸角
它擁有OSA™系列中一款可以手持移動（handheld mobile）的測量儀
俯視法是通過從正上方觀測在固體表面形成的液滴的形狀來獲得液滴的接觸角以及與液/固-潤濕現(xiàn)象相關(guān)的參數(shù)。正是這種非常的作法賦予了SKX許多、顯著的功能和性能：
接觸角的測量范圍可以相當(dāng)可靠地擴展到低至0°，而采用普通的側(cè)面觀測法一般當(dāng)接觸角值低于15°時就會越來越困難，當(dāng)?shù)陀?°時需要依賴特殊的方法（比如我們新近引入的超低接觸角測量法）才能夠得到有意義的結(jié)果；
實際中遇到的多數(shù)樣品表面其實是不均勻或粗糙的，而且包含缺陷。液體在這樣的表面上形成的液滴往往呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，循著這樣一個液滴的三相接觸邊界，接觸角的數(shù)值是變化的（見下圖）。采用傳統(tǒng)的側(cè)面液滴觀察法，獲得的圖像僅僅是液滴的一個橫截面，其左右二個接觸角的值也不過只是代表整個三相接觸邊界線上的二個點，所以其代表性是相當(dāng)有限的。采用俯視法可以獲得整個液滴周邊的平均或有效接觸角值，能更好地表征真實的潤濕性；
上圖：水滴在玻璃表面的俯視圖，接觸角約33°；下圖：水滴在一塑料表面的俯視圖，接觸角約65°。
圖中綠色圓圈包括的面積相當(dāng)于不規(guī)則潤濕區(qū)域的總面積。經(jīng)常需要測量凹曲面（如鏡片的凹面）或周圍凸起處（如的芯片粘結(jié)處, 不粘鍋的內(nèi)底面）的接觸角值，傳統(tǒng)的側(cè)面法根本無法勝任這樣的測量，而采用俯視法的SKX能夠毫無困難地完成這一任務(wù)；
為了進行在大面積樣品表面的測量，基于傳統(tǒng)側(cè)面法的臺式裝置必須將樣品置于光學(xué)系統(tǒng)前方：多大尺寸的樣品就需要至少多大尺寸的樣品移動臺和相應(yīng)的鏡頭工作距離，而且前面測量時在樣品表面形成的液滴將可能阻止或影響后面的測量，使得樣品表面的可測量點數(shù)相當(dāng)有限。而這樣的限制對SKX都不存在；
為了進行在大面積樣品表面的測量，基于傳統(tǒng)側(cè)面法的移動式裝置必須直接接觸或非?？拷◣缀踅佑|）待測表面（距離<～1mm?。@對多數(shù)敏感的樣品表面往往是不希望的，而且這也同樣決定了每個測量點的至少面積范圍不能小于儀器本身的“腳印”（footprint：≥>
俯視法可以同時測量和表征液體在多孔膜（或石料）表面的滲透（或吸收）和擴展過程：液體在多孔膜（porous membrane）上的潤濕性很難通過傳統(tǒng)的接觸角測量來表征，因為滲透或吸收（permeation/absorption）以及擴展（spreading）過程同時進行，而且相當(dāng)快速。通過俯視法可同時觀察、測量這二個過程的動態(tài)進展。
SKX采用的測量方法雖然在市場上既非出現(xiàn)、也不是的，其特出性表現(xiàn)在方法實現(xiàn)的程度和所能達到的性能上：它適用于幾乎所有屬性的表面，適用于整個接觸角值范圍，可采用各種體積尺寸的液滴和不同的測量液體，并且擁有的自動化程度。
一個“變形金剛”，適合不同的應(yīng)用領(lǐng)域 a Transformer for a Wide Range of Applications
SKX系列的另一特點是它所表現(xiàn)出的多變性: 它著實是一個“變形金剛”，可以
作為手持移動測量儀（SKX-M）；
與傳統(tǒng)的側(cè)面法相結(jié)合，實現(xiàn)對同一個液滴同時從不同的角度進行觀察、測量（SKX-C）；
裝配在一懸浮測試框架上，讓它轉(zhuǎn)變成一臺式接觸角/潤濕分析測量儀（SKX-D）。當(dāng)配備自動樣品移動臺和自動加液裝置后，它就是一款全自動（通過移動樣品）的懸浮式接觸角/潤濕分析測量儀；
掛載在配置有自動加液系統(tǒng)的機械手（robotic arm）上: 它就可在樣品表面自由地懸浮移動，可以對樣品的任一位置進行測量，不受樣品的尺寸、重量和形貌（凹/凸，起/伏）、以及先前測量時放置在樣品表面上的液滴，所限制（SKX-L）；
被整合到在線（in-process）測量系統(tǒng)，成為在線質(zhì)量監(jiān)視/控制的一部分（SKX-P）。
SKX系列對于不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以以不同的面目出現(xiàn)，相互間的轉(zhuǎn)變相當(dāng)靈活、簡單，可以一機多用。
特征和優(yōu)勢 Features & Benefits
基于俯視法（Top-Viewing based）；
適合于測量軸對稱性和不規(guī)則形狀液滴的接觸角；
測定平均/有效接觸角值，評估/最小接觸角值和接觸角值沿周邊線的分布；
可以準(zhǔn)確、可靠地測量低至0度的接觸角；
不受樣品的尺寸、形貌限制；
即可直接站在樣品表面（contact mode）、也可懸浮在其上方（levitation mode：可保持高達25mm的距離）實施測量；
因為考慮了重力的影響，可采用任意體積的液滴和不同（密度和表面張力）的液體進行測量；
從手持移動式到機械手輔助的全自動測量再到在線測量：可以靈活地適合不同的應(yīng)用領(lǐng)域；
SurfaceMeter Elements™軟件：操作簡易，性能杰出。
任務(wù)和應(yīng)用舉例 Tasks and Applications
固體表面接觸角測量；
固體表面表面能測量和評估；
表面潔凈度（如經(jīng)過清洗工序后）（cleanliness test），或表面經(jīng)過處理效果評估；
樣品表面的親水/疏水性評估；
現(xiàn)場（on-site）測量；
液體在固體表面的鋪展/滲透、可印刷性、粘附/粘結(jié)性測量分析；
凹曲面的接觸角或潤濕性測量、評估；
大面積樣品的接觸角測量；
在線全自動測量/質(zhì)量監(jiān)視和控制。
測量方法 Measuring Methods
接觸角測量：
座滴（Sessile Drop）俯視（Top-View）法，Laplace-Young/Sphere模型。
可選配件和擴展功能 Accessories & Extensions
臺式懸浮測試框架（包括樣品移動臺）：用于將SKX懸浮在樣品表面上方實行測量；
OSA100和200系列適配件：用于將SKX直接掛載到OSA100或200儀器上，實行單獨或同時俯視法測量；
基于機械手的全自動測量系統(tǒng)，包括自動加液系統(tǒng)；
在線測量系統(tǒng)或匹配模塊；
各種規(guī)格的手動移液器（pipette），集成手動精密數(shù)顯注射器（i-skxMDU）和電動液體分配器（electronic pipette/liquid dispenser），以及非接觸式自動液體分配系統(tǒng)。
主要技術(shù)參數(shù) Technical Data
接觸角測量：
范圍：0 – 180°
精度：ca. 0.1°（0°＜θ＜90°) 或 0.5° （90°＜θ＜180°)（對于符合Laplace-Young方程的軸對稱液滴）
可測樣品尺寸：
不受限制
儀器尺寸和重量：
77mm (L) x 60mm (W) x 150mm (H), ca. 1000g
