روشي جديد جهت محاسبه زاويه تماس قطره با سطوح

Method for Measuring Contact Angle of Impacting Drop

در اين تحقيق، با استفاده از روش پردازش تصوير زاويه تماس قطره با سطح در حالت متقارن و نامتقارن بررسي و اندازه­گيري شد. در اين روش زاويه تماس توسط آناليز تصوير بدست مي­آيد و هيچ نيازي به مشخصات سيال و يا سطح جامد نيست. اساس فرايند اندازه­گيري، برطبق روش تقاطع همراه با تابع وزن گوسي است، به اين صورت كه در ابتدا نقطه تماس به صورت دقيق توسط اپراتور هريس مشخص و سپس يكسري از نقاط روي مرز قطره در نزديكي نقطه تماس انتخاب شد. در مرحله بعد زاويه بين اين جفت نقاط توسط خط مرتبط و مستقيم بين آنها بدست آمد. و در نهايت ميانگين زوايا براساس يك تابع وزني گوسي محاسبه شد. جهت اعتبارسنجي الگوريتم پيشنهادي نتايج حاصل با نتايج بدست آمده از روش استانداردي كه اخيراً مطرح شده مقايسه شد و اختلاف نتايج كمتر از 1 درجه بدست آمد. مزاياي اين روش شامل دقت بالا، قابليت انجام براي گستره وسيعي از زواياي تماس، قابليت استفاده براي قطره­هاي متقارن و نامتقارن و نيز كاملا خودكار بودن اين روش است.

In this paper, a new image processing technique has been proposed to measure the contact angle of symmetric and asymmetric drops. In our proposed method, the contact angle is calculated by analyzing the side view image of the drop without needing any liquid parameters. The procedure of the technique is according to the secant technique coupled with a Gaussian weighted function, as follows: at the beginning the exact location of the contact points is obtained by Harris corner detector function, then a series of points are selected on the drop boundary near the contact points. In the third step, a set of contact angles are estimated by passing secant lines through the contact point and each of the boundary points. In the final step, a gaussian weighted average function is applied to the calculated angles to estimate the main contact angle. The contact angle measurement algorithm is verified by comparing its results with the obtained measurements of a recent standard study. High accuracy, usability for all ranges of contact angles, applicability to both symmetric and asymmetric drops and being fully automatic are other advantages of the presented method.