Рефрактометри: принцип дії та сфери застосування
Рефрактометр — це вимірювальний прилад, який використовує явище рефракції (заломлення) світла для визначення концентрації речовин у рідинах, газах чи твердих тілах. Коли промінь світла проходить з одного оптичного середовища в інше, (наприклад, з повітря в воду) він змінює напрямок поширення, тобто заломлюється.
Кут заломлення залежить від швидкості поширення світла в середовищі. А швидкість світла, в свою чергу, пов’язана з концентрацією речовини та її фізичними властивостями. Отож, вимірявши показник заломлення, ми можемо розрахувати параметри речовини, наприклад, вміст цукру чи спирту.
Рефрактометри застосовують у багатьох галузях:
- природоохоронній;
- харчовій промисловості;
- сільському господарстві;
- медицині;
- фармацевтиці.
Як працює рефрактометр
Принцип дії приладу базується на вимірюванні кута заломлення світла при переході променя з досліджуваного зразка в оптично щільніше середовище, наприклад, у призму зі скла чи іншого матеріалу з високим показником заломлення.
Існують різноманітні способи визначення кута рефракції:
- За допомогою вимірювання кутів між падаючим та заломленим променем.
- Метод повного внутрішнього відбиття, коли світло «ковзає» вздовж межі розділу двох середовищ.
- Аналіз інтерференційної картини при проходженні світла.
Більш поширеним варіантом є повне внутрішнє відбиття, яке реалізований в ручних рефрактометрах.
Ручні рефрактометри та їх принцип роботи
Це найпростіші та найкомпактніші пристрої. Вони працюють наступним чином:
- На вимірювальну призму наноситься крапля досліджуваної речовини.
- Призма освітлюється зовнішнім джерелом світла.
- При певному куті падіння світло повністю відбивається всередину призми, оскільки показник заломлення призми вищий ніж у рідини.
Це явище і називається повним внутрішнім відбиттям.
Користувач спостерігає в окуляр рефрактометра межу між освітленою і неосвітленою зонами. За шкалою приладу визначається значення кута заломлення і відповідна концентрація речовини у зразку.
Шкали рефрактометрів мають різні одиниці виміру — градуси, відсотки вмісту цукру, спирту тощо. Бувають як одно-, так і багатошкальні моделі.
Типи та модифікації
Існує кілька різновидів рефрактометрів, що відрізняються за призначенням та особливостями конструкції:
- Ручні — найпростіші та надійні прилади для експрес-аналізу рідин.
- Цифрові з дисплеєм — дають високу точність вимірювань, автоматично перераховують показники.
- Лабораторні — високоточне обладнання для наукових досліджень.
- Абе-рефрактометри — вимірюють різницю показників заломлення двох рідин, застосовуються у медицині.
- Промислові — призначені для безперервного контролю технологічних процесів на виробництві.
Крім того, існують спеціальні апарати для вимірювання показника заломлення газів та твердих тіл.
Рефрактометр — надзвичайно корисний прилад для експрес-аналізу речовин у різних галузях. За допомогою рефракції світла можна швидко визначити концентрацію, склад і якість продуктів, сировини, хімічних речовин.
Щоб проводити точні вимірювання. рекомендується придбати якісний рефрактометр з гарантією у від перевіреного постачальника, яким є український інтернет-магазин вимірювальних приладівSIMVOLT. Тут представлено широкий асортимент лабораторного обладнання провідних світових брендів. Грамотні консультанти компанії завжди допоможуть обрати оптимальну модель саме для ваших потреб.