Что такое рефрактометр?

Что такое рефрактометр?

Рефрактометр — это устройство для измерения показателя преломления образца.

Когда длина волны источника света, температура и давление постоянны, показатель преломления уникален для вещества и используется для идентификации и проверки чистоты вещества. Сахаромер Brix, который используется для измерения содержания сахара во фруктовых соках и напитках, — это еще один тип рефрактометра, который использует влияние концентрации сахара в растворе образца на показатель преломления.

Рефрактометр требует точной подготовки образца в стабильных температурных условиях из-за влияния температуры и концентрации образца.

Применение рефрактометров

Рефрактометры могут использоваться для количественного измерения показателя преломления вещества, который является мерой чистоты, поскольку он варьируется от вещества к веществу. В то время как для более детального определения чистоты требуется анализ ВЭЖХ или ГХ, рефрактометр является лучшим выбором для быстрого и простого измерения.

1. Пищевая промышленность

Анализаторы Brix используются для измерения содержания сахара, соли, нектара и других компонентов пищевых продуктов для контроля качества и управления производственным процессом. Гликометр Brix, который измеряет содержание сахара в пищевых продуктах, измеряет рефрактометр, помещая фруктовый сок или напитки на измерительную секцию.

Поскольку показатель преломления коррелирует с концентрацией сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы и т. д.), показатель преломления можно преобразовать в содержание сахара по шкале Брикса (единица: °Bx) и отобразить.

2. Фармацевтическая промышленность

Концентрация, чистота и плотность химических веществ оцениваются и используются при разработке новых лекарственных препаратов и для обеспечения качества.

3. Биологические исследования

Определяет состав биологических образцов (кровь, моча и т. д.) для медицинских исследований и диагностики.

4. Химические исследования

Используется для контроля химических реакций и анализа состава жидкостей.

5. Науки об окружающей среде

Исследования качества воды и океанографии. Используется для исследования свойств веществ в воде.

Принципы рефрактометров

Ниже приводится объяснение принципа «метода критического угла», обычно используемого в рефрактометрах в качестве примера.

1. Источник света испускает D-лучи в спектре натрия по направлению к призме.
2. Когда свет попадает в образец через призму, он преломляется.
3. Преломленный свет улавливается детектором, и показатель преломления раствора образца отображается на основе угла падения и угла преломления.

Когда длина волны источника света, температура и давление постоянны, показатель преломления является значением, зависящим от материала. При контроле качества пищевых и фармацевтических продуктов этот метод иногда используется для контроля чистоты, например, путем установки диапазона контроля для показателя преломления каждого элемента.

Помимо метода критического угла показатель преломления можно также измерить методом минимального отклонения и методом V-блока. Поскольку каждый из этих методов имеет свои особенности, метод измерения следует выбирать в соответствии с применением.

Структура рефрактометров

Рефрактометр состоит из призмы, источника света и детектора. Источник света и детектор расположены внутри прибора, в то время как призма выставлена ​​на поверхность прибора. Показатель преломления можно измерить, поместив раствор образца на призму и преломив вещество.

Типы рефрактометров

1. Жидкостный рефрактометр

Используется для измерения показателя преломления жидкостей. Сахаромер Brix также классифицируется как жидкостный рефрактометр.

Жидкостный образец помещается в ячейку, а ячейка присоединяется к рефрактометру. Жидкостные рефрактометры доступны в трех методах измерения: минимальное склонение, морской угол и V-образный блок.

2. Твердый рефрактометр

Используется для измерения показателя преломления твердых образцов. Он может измерять показатели преломления кристаллов, пленок, мембран и волокон. В основном используется в исследованиях физических свойств и кристаллографии.

Как и жидкостный рефрактометр, его можно использовать для измерения тремя различными способами: методом минимального отклонения, методом критического угла и методом V-блока, но для пленочных образцов его можно использовать только методом критического угла.

3. Ручной рефрактометр

Доступны ручные и настольные рефрактометры, и ручные рефрактометры часто используются, когда рефрактометр приносят на сельскохозяйственное поле или фабрику.

Другая информация о рефрактометрах

1. Стандарты

Стандарты измерений для рефрактометров указаны для каждого объекта. Основными стандартами являются Японские промышленные стандарты (JIS), Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM), стандарты ISO и Японские промышленные стандарты оптического стекла (JOGIS).

2. Показатель преломления

Свет распространяется прямо через однородную среду, но когда он сталкивается со средой с другими свойствами, он отражается или преломляется на границе. В неоднородной среде световые лучи непрерывно изгибаются.

Показатель преломления определяет траекторию световых лучей и является важнейшей материальной константой в оптике. Показатель преломления выражается как «фазовая скорость света в вакууме/фазовая скорость света в веществе».