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當液滴與固體表面接觸時，液滴的最終形狀取決于液滴內部的內聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。接觸角測量儀通過光源照射測量的液體和固體表面，并用攝像頭捕捉液體和固體表面的圖像。隨后數據處理系統對捕捉到的圖像進行處理和剖析，運用圖像處理算法計算出液滴與固體表面之間的夾角，即為接觸角的大小。
接觸角是液體在固體表面形成液滴并達到平衡時，在氣，液，固三相交點處作氣液界面的切線，該切線與固液交界線之間包含液滴的夾角；θ小于90度，是親液狀態，角度越小，親液性越好，θ小于10度是超親液態，θ大于90度，是疏液狀態，角度越大，疏水性越好，θ大于150度，是超疏液態。
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