接触角与表面亲疏水性 快速adsa-p算法及用于超疏水材料接触角计算

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1、接触角与表面亲疏水性快速ADSA-P算法及用于超疏水材料接触角计算第３４卷第９期　２０１３年９月　仪　器　仪　表　学　报　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．９　Ｓｅｐ．２０１３　快速ＡＤＳＡ．Ｐ算法及用于超疏水材料接触角计算　徐志钮　（河北省输变电设备安全防御重点实验室（华北46电力大学）　保定摘０７１００３）　术　要：为了确保超疏水材料静态接触角测量精度的同时提高计算速度，研究了水珠边缘点数对ＡＤＳＡ—Ｐ算法计算准确性和　速度的影响。基于Ｙｏｕｎｇ．Ｌａｐｌａｃ

2、ｅ方程在接触角在１５０。～１７９。，体积在１～１００　ｔｘＬ，点数为５—１　００１范围内产生了４　１５８个水珠　边缘，运用ＡＤＳＡ—Ｐ算法计算获得静态接触角。计算结果表明：大于临界点数时边缘点数对接触角计算准确性影响很小；小于　临界点数时，随着点数的减少算法误差迅速增大；随点数增加算法计算速度逐渐下降。ＡＤＳＡ—Ｐ算法用于超疏水材料静态接触　角计算时点数选择２７即可，此时算法在保证准确性的同时，计算耗时少于原来的１／４。实测获得不同憎水性和体积的超疏水　水珠图像并获得不同的边缘点数，ＡＤＳＡ—Ｐ算法的计算验证了以上分析结论。　关键

3、词：静态接触角；超疏水；46ＡＤＳＡ—Ｐ算法；点数；准确性；速度　中图分类号：ＴＨ７４１．２　３　ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　国家标准学科分类代码：４６０．４０　Ｆａｓｔ　ＡＤＳＡ－Ｐ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｓｕｐｅｒｈｙｄｒ０ｐｈ０ｂｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ＸＵ　Ｚｈｉｎｉｕ　（Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｄｅｆｅ

4、ｎｓｅ，Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ　０７１００３，Ｃｈｉｎａ）46　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｈｙｄｒ０ｐｈ０ｂｉｃ　ｍａｔｅｉａｒｌｓ　ａｎｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ，ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　

5、ｗａｔｅｒ　ｄｒｏｐ　ｅｄｇｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　ｄｒｏｐ　ｓｈａｐｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ—ｐｒｏｉｆｌｅ（ＡＤＳＡ—Ｐ）ａｌｇｏｉｒｔｈｍ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａ46ｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｙｏｕｎｇ－Ｌａｐｌａｃｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ，４　１５８　ｗａｔｅｒ　ｄｒｏｐ　ｐｒｏｉｌｆｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ　ｆｒｏｍ　１５０。ｔｏ　１７９。，ｔｈｅ　ｖｏｌ

6、ｕｍｅ　ｒｆｏｍ　１　ｔｏ　１００　ＩＬＬ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｐｏｉｎｔｓ　ｒｆｏｍ　５　ｔｏ　１　００１　ｗｅｒｅ　ｎｕｍｅｉｒｃａｌｌｙ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ＡＤＳＡ－Ｐ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃａｌｃｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｗａｔｅｒ　ｄｒｏｐ　ｐｒｏｉｌｆｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｃｃｕ－　ｒａｃｙ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌ

7、ａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ46　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｅｄｇｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｓ　ｌａｒｇｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｃｉｔｒｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｐｏｉｎｔｓ　ｈａｓ　ｌｅｓｓ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ；ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｅｄｇｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｓ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｃｉｔｒｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ，ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｃｃｕｒａｃｙ

8、　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｈｅａｖｉｌｙ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｐｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｕ