Прибор нельзя погружать в воду и мочить. Также запрещено использовать агрессивные или коррозийные вещества или химикаты, которые могут повредить призму.
Как пользоваться рефрактометром?
Крайне важно знать, как пользоваться рефрактометром для любого вида работы с жидкостями. Только понимая, как использовать рефрактометр и другие рефрактометры для измерения концентрации растворов, можно избежать ошибок. Также стоит понять, как работает прибор и как его калибровать.
Принцип работы
Рефрактометр, также известный как интерферометр, является довольно широко используемым оптическим прибором. Эти устройства могут быть разработаны для работы с электричеством или без него. В основном, рефрактометр используется для определения концентрации растворенных частиц. Жидкость исследуется путем направления луча света. Измеряемое вещество помещается в призму — сердце системы.
Призма изготовлена из материалов, обладающих высоким светопреломлением.
Кроме того, устройство включает в себя:
- защитное стекло, устанавливаемое на шарнире;
- винт для калибровки и отвертка для манипуляций с этим винтом;
- комплекс линз, как раз обеспечивающих преломление светового потока;
- пластина из пары металлов;
- шкала (окружность, которую размечают) — иногда используют сразу несколько шкал для установления влажности, концентрации сахара, плотности самой жидкости.
Когда вещество, нанесенное на призму, попадает на поверхность, луч отклоняется на тот или иной угол. Чем выше плотность, тем больше замедляется свет. Однако угол определяется химическим составом тестируемого раствора и степенью его плотности. Внутри устройства световой луч проходит через пучок оптических линз, прежде чем попасть на измерительную шкалу. Благодаря тому, как внутри разделяются свет и тень, можно легко определить оптическую плотность и коэффициент преломления.
Калибровка
Эта процедура всегда должна выполняться перед началом работы. Для калибровки сначала следует использовать жидкость из комплекта поставки. Однако если такой возможности нет, можно использовать и обычную дистиллированную воду. Она поставляется в виде готовой к использованию калибровочной жидкости или вы можете приготовить ее самостоятельно. Первый шаг — поднять крышку.
Затем налейте 2 или 3 капли жидкости в призму. Тогда вы должны сделать следующее:
- прикрыть защитную пластину так, чтобы жидкость распределялась равномерно;
- выждать 30 секунд для распределения и приспособления к внешней температуре;
- ориентировать рефрактометр так, чтобы он разместился точно по ходу дневного света;
- заглянуть в монокуляр;
- регулировать прибор винтом, добиваясь совпадения рубежа белого и синего участков с нулевой отметкой;
- открыть защищающее стекло;
- оттереть мягкой тканью призму и стекло;
- закрыть прибор;
- проводить калибровку в соответствии с инструкцией либо не реже 1 раза за 30 дней.
Что это за прибор?
Рефрактометр — это оптический прибор с источником питания или без него, который измеряет концентрацию растворенных частиц в жидкой среде с помощью светового луча. В пчеловодстве используется для определения массовой доли влаги в меде.
Согласно требованиям ГОСТа, этот процент должен находиться в диапазоне 18,5-21 %, что также считается диапазоном качества меда. Эти цифры установлены не произвольно, а на основе характеристик этих продуктов пчеловодства:
- При влажности менее 18% мед становится излишне вязким.
- При влажности более 21% активизируются присутствующие в меде дрожжевые микроорганизмы, которые перерабатывают сахар и влияют на сахаристость продукта. Более того, они запускают процессы брожения, поэтому продукт становится непригодным для употребления.
Чтобы содержание воды в меде не превышало 21 %, соты, 2/3 которых запечатаны восковыми крышками, должны быть вытряхнуты из гнезд пчелиных семей во время откачки. Кроме того, необходимо проверить содержание воды с помощью рефрактометра.
Вязкость различных видов меда меняется при сенсорной оценке, поэтому не всегда можно визуально оценить содержание воды в них.
Устройство прибора
Основными компонентами рефрактометра являются:
- Призма. Это ключевой оптический элемент в виде «предметного столика», куда наносится исследуемое вещество. Сделан из материала с высоким коэффициентом преломления.
- Защитное стекло на шарнире. Гладкой поверхностью стекло опускается на призму и сжимает исследуемый слой.
- Калибровочный винт. Располагается на наклонном срезе. Задействуется при калибровке прибора. В комплект поставки входит специальная миниатюрная отвертка для вращения винта до установки разделительной линии на нужной отметке.
- Система оптических линз. Находится внутри корпуса, а именно – в области наклонного среза. Линзы окрашены в синий цвет и имеют оптически однородную структуру. Они выполняют функцию преломления света – искусственного (от лампы) или естественного (от солнца).
Конструкция портативного рефрактометра показана на следующем рисунке:
Принцип работы
Работа рефрактометра основана на методе рефрактометрии, при котором исследуемое вещество анализируется на основе показателя преломления падающего на него солнечного света. На практике этот принцип применяется следующим образом:
- На поверхность призмы наносится мед и накрывается сверху защитным стеклом для создания равномерного слоя строго определенной толщины.
- Попадая на мед, луч падающего света переходит из одной среды в другую, а на их границе отклоняется от прямолинейного направления на некоторый угол, то есть преломляется. Чем плотнее среда, тем сильнее замедляется скорость луча.
Значение угла преломления света зависит от состава раствора и его плотности (концентрации).
Сферы применения
Показатель преломления света необходим для различных исследований. Он используется для определения физических и химических свойств веществ и проверки качества продукции. Поэтому широко используются рефрактометры:
- В пищевой промышленности: контроль крепости алкогольных напитков, расчёт массовой доли растворимых веществ и концентрации сахара, измерение содержания жира, белков, влажности мёда.
- В медицине: определение белка в сыворотке крови, плотности мочи, концентрации лекарств.
- В химии: измерение количества кислот, солей, металлов и пр. веществ, контроль степени полимеризации синтетических смол, пластмасс.
- В фармацевтической промышленности: изучение концентрации кислот, растворов лекарственных препаратов.
- В нефтегазовой промышленности: определение качества топлива, охлаждающих жидкостей для автомобилей, сельскохозяйственной техники, судов, анализ состава воздуха, влажности метана.
Конструкция
Типичный рефрактометр состоит из нескольких основных компонентов. Типичный стандартный рефрактометр состоит из нескольких основных компонентов:
- Призма. Главный оптический элемент, на который наносят изучаемое вещество. Выполняется из материала, обладающего высоким коэффициентом преломления света. Поэтому луч, проходящий через неё, попадает на шкалу под большим углом отклонения.
- Шкала. Градуированная окружность, на которую попадает луч, образуя две области: освещённую и неосвещённую. Коэффициент преломления высчитывается в зависимости от положения границы раздела. У большинства моделей есть сразу несколько шкал, а именно:
— Вода — спиртовой уровень, значения которого варьируются в пределах 12-27%. — Брикс — для определения содержания влаги в веществе; — Брикс — для определения содержания сахара в меде, со значениями между 58-90%; — Бауме — для измерения плотности жидкости в градусах Боме.
Принцип работы
Рефрактометр работает по принципу полного внутреннего отражения. Луч света, проходящий от одного вещества к другому, меняет направление и образует угол, величина которого зависит от состава и концентрации исследуемого раствора.
Отношение между углом входа и углом преломления на границе раздела двух сред является показателем преломления. Он используется для определения оптической плотности вещества.
Калибровка рефрактометров
Принцип работы напоминает телескоп, который мы любили в детстве. Сначала мы должны настроить прибор с дистиллированной водой:
| 1. | Поднимаем защитную пластину, капаем 2-3 капли воды; |
| 2. | Аккуратно закрываем защитную пластину, избегая пузырьков или сухих мест (жидкость должна быть распределена равномерно); |
| 3. | Ждем 30 секунд. Данная пауза необходима, чтобы жидкость адаптировалась под температуру окружающей среды. |
| 4. | Направляем рефрактометр призмой к направлению дневного освещения и смотрим в окуляр. |
| 5. | Подкручиваем калибровочный винт, пока разница между синей и белой областями не будет на показателе «0». |
| 5. | Получаем результат, открываем защитное стекло, протираем салфеткой (есть в комплекте). |
Инструкция по использованию рефрактометра для измерения напитков
Рефрактометр для измерения сахара — единственный способ решить этот вопрос (шкала для алкоголя дает искаженные значения). Измерьте содержание сахара до и после брожения и произведите расчеты с помощью специального алкогольного калькулятора.
Вы можете использовать калькулятор плотности спирта до и после брожения, чтобы определить эффективность рефрактометра в процессе брожения и сравнить показания вашего сусла во время и после брожения с готовым напитком.
В целом, рефрактометр необходим дистиллятору. Для сравнения значений и для более значимых выводов о точности измерений мы рекомендуем использовать
