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:

1. На вимірювальну призму наноситься крапля досліджуваної речовини.
2. Призма освітлюється зовнішнім джерелом світла.
3. 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 приладів SIMVOLT. Тут представлено широкий асортимент лабораторного обладнання провідних світових брендів. Грамотні консультанти компанії завжди допоможуть обрати оптимальну модель саме для ваших потреб.