Рефрактометр - это оптический прибор, который измеряет показатель преломления света в веществе. Данный показатель отражает способность среды изменять направление светового луча при переходе из одной среды в другую и зависит от ее химического состава, плотности и температуры. С помощью рефрактометра определяют состав и качество веществ, контролируют технологические процессы, анализируют химические и физические свойства материалов.
Виды рефрактометров
Рефрактометры различают по нескольким признакам: по конструкции и назначению, по методу измерения и по типу исследуемого образца.
По конструкции и назначению
- Портативные - компактные и легкие приборы для полевых условий. Просты в использовании: достаточно нанести каплю жидкости на призму, посмотреть через окуляр и считать показания по шкале.
- Цифровые лабораторные. Оснащены дисплеем, который автоматически отображает результат измерения. Часто оснащены встроенной температурной компенсацией (ATC), что повышает точность в изменяющихся условиях.
- Ручные (Аббе). Предназначены для сложных исследований, обеспечивающих высокую точность. Применяются в научных лабораториях для анализа химических соединений или биологических жидкостей.
- Промышленные. Стационарные приборы с автоматическим принципом работы. Такие приборы встраиваются в технологические установки для контроля в режиме реального времени. Они могут подключаться к ПК.
По методу измерения
- Рефрактометры ПВО (полного внутреннего отражения). Их работа основана на определении критического угла полного внутреннего отражения.
- Рефрактометры НПВО (нарушенного полного внутреннего отражения) используют энергетические или поляризационные характеристики отраженного света.
- Интерференционные основаны на наблюдении смещения интерференционных полос.
- Инфракрасные работают на основе инфракрасного излучения. Используются для непрерывного измерения показателя преломления в промышленных процессах.
По типу исследуемого образца
- для жидкостей;
- для газов;
- для твердых материалов (минералов, пластмасс, кристаллов).
Также существуют специализированные модели, например, для анализа солености (рефрактометры морской воды), концентрации охлаждающей жидкости, белка в плазме крови.
Области применения рефрактометров
- Пищевая промышленность (контроль содержания сахара, жиров, белков, влажности, крепости алкогольных напитков, анализ консистенции продуктов).
- Химия (определение концентрации и состава растворов, идентификация химических соединений, контроль качества сырья и продуктов).
- Фармацевтическая промышленность (контроль качества лекарственных средств, измерение концентрации активных ингредиентов).
- Нефтегазовая отрасль (измерение плотности и концентрации нефтепродуктов, контроль качества топлива и смазочных материалов).
- Сельское хозяйство (анализ содержания влаги и минералов в почвах, контроль качества удобрений, анализ состава кормов).
- Медицина (определение белка в сыворотке крови, плотности мочи, концентрации лекарств).
- Экологический мониторинг (анализ качества воды, определение степени загрязнения).
- Косметика (контроль качества кремов, лосьонов, шампуней).
- Ветеринария (анализ молока и других продуктов животного происхождения).
- Аквариумистика (контроль солености воды для морских обитателей).
- Геммология и производство ювелирных изделий (определение подлинности драгоценных камней).
Принцип работы
Принцип действия основан на явлении рефракции (преломления) света при переходе из одной среды в другую. Когда световой луч проходит через границу раздела двух сред (например, воздуха и исследуемого раствора), он изменяет направление. Угол преломления зависит от показателя преломления среды, который, в свою очередь, связан с концентрацией растворенных веществ.
Конструкция рефрактометра
Рефрактометр состоит из трех основных узлов:
- Источник света (обычно белый или монохроматический).
- Призма или преломляющая пластина.
- Система линз или детектор для измерения угла отклонения луча.
Процесс измерения показателя преломления
Рефрактометр достаточно прост в использовании. Процесс измерения включает несколько этапов:
- Образец наносят на призму.
- Световой луч проходит через образец и преломляется внутри призмы.
- Система линз фокусирует преломленный луч на градуированную шкалу или электронный датчик, где оператор видит значение показателя преломления.
Некоторые модели учитывают влияние температуры с помощью биметаллической пластины или термостата на элементах Пельтье, что позволяет компенсировать ее влияние на результат.
Стандарты для измерения показателя преломления
Существуют нормативные документы, которые устанавливают правила измерения показателя преломления для различных материалов:
- ГОСТ 18995.2 «Продукты химические жидкие. Метод определения показателя преломления». Распространяется на жидкие химические продукты.
- ГОСТ 28869 «Материалы оптические. Методы измерений показателя преломления». Распространяется на оптическое стекло и оптические кристаллы кубической сингонии.
- ГОСТ 32540 «Стекло и изделия из него. Методы определения оптических характеристик. Определение показателя преломления». Распространяется на стекло и изделия из него (листовое бесцветное стекло, закаленное, термоупрочненное, листовое окрашенное в массе и т. д.).
Производители и модели рефрактометров
Atago (Япония). Серия PAL (цифровые карманные рефрактометры); серия Master (оптические ручные модели с разными диапазонами измерений); автоматические рефрактометры RX-5000alpha, RX-5000iPlus, RX-7000alpha, RX-9000alpha с модулем Пельтье для высокой точности и широкого температурного диапазона; рефрактометр NAR-1T Liquid - модель Аббе для измерения показателя преломления и содержания Brix.
HANNA Instruments (Италия). Цифровые рефрактометры HI96800 (измеряет показатель преломления с отображением результатов в режиме с температурной компенсацией и без нее); HI96801 (портативный цифровой рефрактометр для измерения содержания сахара в водных растворах в процентах Brix).
Mettler Toledo (Швейцария). Стационарный рефрактометр RE50 со встроенной температурной компенсацией.
Anton Paar (Австрия). Автоматические цифровые рефрактометры Abbemat 450/650/3000 и другие.
Kyoto Electronics(Япония). Рефрактометры серии RA представлены моделями RA-620 и RA-600, которые предназначены для измерений показателя преломления жидких веществ, растворов и эмульсий.
Выбор рефрактометра зависит от конкретных задач: типа образца, требуемой точности, условий использования и других факторов.
Вы можете купить рефрактометр в компании Лабтех в Москве по наименьшей цене.
