Принцип роботи рефрактометра

Такий портативний оптико-механічний прилад, як ручний рефрактометр, без джерел живлення, з мінімальною кількістю проби, за кілька секунд, вимірює концентрацію розчинених в рідині речовин за допомогою світлового променя.
Назва складена "рефракто" і "метр", що в першому наближенні пояснює принцип роботи, якщо згадаємо про рефракцію або викривлення світла зі шкільного курсу фізики, причому цей пристрій, незважаючи на сувору і звучну назву, дуже простий у використанні і важливо, що безпечний, а значить з ним працювати зможе навіть школяр.
Але спочатку кілька слів, де ж затребувані ці пристрої, що не потребують батарейок, і взагалі живлення, а все, що їм потрібно це світло і крапелька продукту для експрес аналізу.

Рефрактометр це альтернатива складному лабораторному аналізу

Корисний і затребуваний протягом всіх 4-х сезонів року інструмент, задіяний в лабораторії, на пасіці, в саду, гаражі, на складі, на всіх етапах, від виробництва до реалізації готової продукції.
Пояснимо на прикладі.
Припустимо, потрібно виміряти вміст цукру у фруктовому соку. Всі хочуть ласувати солодкими яблуками, сливами і грушами! Залежно від ступеня зрілості плоду, концентрація сахарози буде збільшуватися, а від цього залежить час збору врожаю, витрати на консервацію, і безумовно смакові переваги покупців - а значить попит, ціна і кінцевий фінансовий результат.
Садовод звичайно може періодично з'їдати один фрукт для аналізу, але покладатися на суб'єктивність смакових рецепторів щонайменше несерйозно.
Лабораторні дослідження ніхто не відміняв.
Підготуйте спеціальний посуд, реактиви, запросіть кваліфікований персонал, купіть меблі, обладнання, підведіть електрику і найголовніше витратьте час.
До того ж звернемо увагу ще на 3 фактора.

  • по-перше, на необхідність постійної закупівлі витратних матеріалів;
  • по-друге, частина з використовуваних хімікатів небезпечні для здоров'я;
  • по-третє, додайте зарплату, податки, рахунки за електрику, витрати на логістику - доставку зразків в лабораторію....

Хімічні дослідження явно не найшвидший метод аналізу.

Є альтернативний варіант значно швидший і дешевший – купити рефрактометр, ціна якого в кілька разів менше середньої місячної заробітної плати по Україні.
Це легкий, компактний і швидкісний вимірювач, що дозволяє уникнути помилок, своєчасно виявити небезпечні тренди, зберегти в бюджеті компанії або сім'ї фінансові ресурси, заробити на продажу, зберегти в цілісності промислове обладнання і підтримати на високому рівні ділову репутацію в бізнесі.

  1. Показання при замірах концентрації гальмівної і охолоджуючих рідин (тосолов, антифризів) гарантує, що радіатор автомобіля не «розірве» в лютий мороз, а гальма врятують при різкому уповільненні.
  2. Садівникові необхідно знати концентрацію цукру у фруктах і овочах і отримати свідчення за шкалою Brix *, а виноробу перевірити чи дозрів виноград – від цього залежить букет (аромат) вина, а виноробні компанії відчують себе впевнено на висококонкурентному ринку і зможуть гідно «тримати свою марку» в прямому сенсі.
  3. Можна виміряти цукристість і вологість меду і не тільки забезпечити на зиму членів своєї сім'ї корисними, смачними і лікувальними солодощами, а й реалізувати надлишки, отримавши дзвінку монету в сімейний бюджет.
* Шкала Brix – загальновизнана в світі міра вимірювання концентрації вмісту речовин, розчинених в рідині (в процентному відношенні)

Принцип роботи

Метод заснований на використання явища заломлення світла для вимірювання концентрації розчину.

Спосіб базується на синергії двох наук, квінтесенції 4-х слів: "фізика світла + хімія розчину".
Аналізовані розчини, складаються як мінімум з двох компонентів – розчинника і розчиненої речовини. У міру насичення рідини, щільність і оптична проникність для світлових променів змінюються.

Сонячне світло або потік штучного освітлення пронизують як навколишнє нас повітряне середовище, так і оптично прозорі предмети, включаючи скло і воду. Луч послідовно переходить з одного середовища в інше і на межі спостерігається практично важливий фізичний ефект рефракції – викривлення напрямку руху світла.
На малюнку представлена лінза - тверда речовина, але аналогічне явище спостерігається в рідини і навіть в атмосфері. Важливий не агрегатний стан, а оптична щільність.

В шарі аналізованого розчину, відбуваються абсолютно такі самі процеси рефракції.

Ретельно оброблена лінза рефрактометра - на малюнку темно-синього кольору, як безмежне море, оптично однорідна, а коефіцієнт заломлення її незмінний. Це гарантується якістю виготовлення заводом-виробником.
Якщо щільність захисного скла і призми залишаються незмінними протягом всього терміну служби, значить єдине середовище, яка може змінити свідчення – це найтонша плівка розчину між склом і призмою.

З ростом щільності крапельки розчину, рівномірно розміщеної між лінзою і захисним склом, лінія світла рухається вгору або вниз за шкалою Brix – своєрідному дисплеї і візуально спостерігається через монокулярний об'єктив. Іншими словами, промінь відхиляється при збільшенні (зменшенні) концентрації досліджуваної рідини.
Відзначимо важливу функцію індивідуального підстроювання – варто лише круговими рухами окуляра налаштувати різкість і показання знову стануть яскравими і чіткими.
До початку серійного виробництва, маркетологи узгодять номенклатуру рефрактометрів на основі ринкових очікувань і потреб покупців. Інженери проектують лінійку в залежності від сфери застосування – в першу чергу розробляють моделі для кожної ніші в залежності від передбачуваної концентрації аналізованих хімічних сполук. Якщо мова йде про розчини цукру, соках, компотах, консервації, джемах:

До 18% розчини низької концентрації
До 32% середня серія - найбільш затребувана
До 62% для патоки і сиропів

Виходячи з технологічного процесу, необхідно заздалегідь визначити максимальний верхню межу і рефрактометр купити, для якого ступінь насичення розчину і оптична щільність досліджуваного середовища ніколи не досягнуть значень, коли промінь відхилиться за межі шкали і свідчення зашкалять.