Рефрактометър

Интересни статии:

Какво е рефрактометър и за какво служи той?

Рефрактометър е оптично устройство, използвано за измерване степента, в която светлината се огъва или пречупва, когато се движи през вещество. Рефрактометрите са предназначени за специфични операции, като измерване на течности като антифриз, масла или водни течности, газове и прозрачни или полупрозрачни твърди вещества, като скъпоценни камъни. В земеделието например, рефрактометър  използва рефрактивната светлина, преминаваща през растителния сок,плодов или зеленчуков, за да се получат нивата на хранителните вещества.

От естеството на измерването можем да разграничим рефрактометрите на няколко модела: Рефрактометър за захар, рефрактометър за алкохол, рефрактометър за антифриз и др.

Калибриране на рефрактометър

Като всеки един измервателен уред така и този има възможност за калибриране или зануляване на стойносттите. Това е важна процедура която е необходима да бъде изпълнена преди реалното замерване.  Всички наши модели рефрактометри се предлагат с инструкция и течност за калибриране. 

Калибрирането на всички модели рефрактометри (освен рефрактометър за мед) се извършва с дестилирана вода. Поставяте няколко капки дестилирана вода на плазмата, затваряте капачето и с помоща на металната отверка в комплекта, завъртате винта за настройки леко в двете посоки докато горната част на синята зона съвпадне с нулата на графиката.

Калибрирането на рефрактометър за мед се извършва със специални течности с определено захарно съдържание.

Исторически факти за създаването на рефрактометър

Кой и къде създаде първия рефрактометър?

Ернст Абе проектира своя рефрактометър през 1869 г., но той не е станал търговски достъпен от Carl Zeiss преди 1881 г. През следващите почти 40 години Carl Zeiss е единственият производител на рефрактометри на Abbé. Устройството бавно се променяше - докато общият принцип беше (и е до днес) все същият, новите модели бяха фино настроени, за да се повиши точността на измерванията. Една от важните промени беше въвеждането на призми с температурна обвивка, което се случи около 1893 г.

Ситуацията се промени с края на Първата световна война, когато други производители започнаха да предлагат на пазара рефрактометри на Abbé. Имаше няколко причини за това. Единият беше прехвърлянето на патенти на нови собственици като част от германските репарации. Друг е икономичен - фирми, които по време на войната се занимаваха с производство на оптични инструменти за армията, търсеха нови пазари и рефрактометрите отговаряха на техния производствен профил.

От края на деветнадесети век рефрактометрията е една от основните техники, използвани в химичния анализ за определяне на концентрациите на разтвори и като помощ при идентифицирането на неизвестни вещества. На практика не е възможно да се определи коефициентът на пречупване с достатъчна точност за уникалната идентификация на веществото - това не се различава от точките на кипене и топене - но подобно на температурите на фазов преход индексът на пречупване е важно свойство на веществото, което улеснява окончателната идентификация.

Най-универсалният рефрактометър за лабораторна употреба е рефрактометърът Abbé и неговите вариации. Abbé Refractometer предоставя бърз и лесен начин за определяне на индекса на пречупване и дисперсията на течности и твърди вещества. Рефрактометрите Abbé се използват в химическата и хранително-вкусовата промишленост, както и в медицинските лаборатории. Принципите на работа на устройството - базирани на измерване на критичния ъгъл - са описани на страницата на рефрактометъра на Abbé.

Кой е първия промишлен производител на рефрактометри?

Carl Zeiss е първият и в продължение на много години единствен производител на рефрактометър Abbé. През 1874 г. Ернст Абе публикува брошура Neue Apparate zur Bestimmung des Brechungs - Zerstreuungsvermögens und fester Körper und flüssiger, която описва конструкцията и принципа на действие на рефрактометъра, който той е проектирал пет години по-рано. Основната конструкция на оригиналния апарат беше идентична със съвременните версии на рефрактометри Abbé, единствената основна разлика - тази, която няма връзка с оптиката на инструмента - беше липсата на водна риза, позволяваща измервания при постоянна температура. Първоначално рефрактометърът се произвежда само по заявка, за специални клиенти и продуктът не се появява в каталозите на Carl Zeiss преди 1881 г. (но дори тогава попада между микроскопите).

През 1888 г. Карл Пулфрих проектира и описва друго устройство, което също използва критичния ъгъл, но неговият дизайн е значително различен от рефрактометъра на Abbé. Първоначално рефрактометърът, проектиран от Pulfrich, е направен от Max Wolz в Бон, но след като Pulfrich се присъединява към Carl Zeiss, неговият рефрактометър става един от продуктите на Zeiss. Оттогава устройството е известно като рефрактометър Pulfrich.

Въпреки че двата основни рефрактометъра - Abbé и Pulfrich - бяха в състояние да задоволят нуждите на повечето аналитични лаборатории, работата върху по-добри устройства никога не спираше. Новите проекти включват устройства, подходящи за използване извън лабораторията (като рефрактометри с потапяне, предлагани от Zeiss от около 1900 г.) и устройства, осигуряващи по-добра прецизност от типичната стойност от 0,0001, постижима с рефрактометри на Abbé.

В резултат на Първата световна война германците са принудени да плащат военни репарации. Някои от тях са били платени чрез прехвърляне на патенти и проекти на оборудване, произведени от немската индустрия, на фирми от САЩ и Обединеното кралство. Това се случи с оптичните устройства, произведени във фабриките на Carl Zeiss Jena, на практика рефрактометрите Abbé и Pulfrich станаха достъпни от Bausch & Lomb (САЩ) и Adam Hilger (Великобритания). В същото време много фирми, които по време на войната се занимаваха с производството на оптични инструменти за армията, търсеха нови пазари и рефрактометрите отговаряха на техния производствен профил. Това доведе до производството на много нови рефрактометри, предимно базирани на подобни дизайни.

Фабриката на Zeiss в Йена произвеждала рефрактометри до унищожаването от бомбардировките на съюзниците по време на Втората световна война. До този момент рефрактометърът Abbé е модифициран многократно, малки промени бавно подобряват потребителското изживяване с устройството, неговата устойчивост към лабораторната среда и точността на измерванията.

В края на Втората световна война Германия беше разделена, същото се случи и с Карл Цайс. Фабриката в Йена беше в руската зона, руснаците-окупатори преместиха повечето от съществуващите фабрики на Zeiss и инструменти в Съветския съюз, заедно с документи и проекти. Затова западната част на компанията започна работа по ново устройство. Новият рефрактометър използва единичен телескоп както за позициониране на границата между светли и тъмни зони, така и за отчитане на индекса на пречупване, което го направи много по-лесен за използване.

Често задава въпроси!

Как да изберем захаромер? За съжаление при избора на захаромер в маркетплейси като ОЛХ, Базар, Ало и други сайтове никога не можем да бъдем сигурни в качеството на продукта, тъй като масово се излагат снимки които не отговарят на продукта. Всъщност наистина е трудно да се разграничи качествения захаромер от всички останали, защото на пръв поглед те всички са еднакви.

Тогава каква е всъщност разликата и струва ли си да заплащаме повече?   Да! Качествените рефрактометри са изработени от високоустойчива алуминиева сплав и меко гумирано покритие на ръкохватката. Качествено подбраната оптика и ясната скала ви дават усещане за лесно разчитане на резултатите дори при по-слаба светлина без да натоварват очите. Вие придобивате инструмент който практически няма какво да му се случи. Необходимо е само да измиете и приберете захаромера в кутията след работа.

Влияе ли температурата на отчетените резултати? Повечето захаромери имат стикер АТС което означава че те притежават система за автоматична компенсация на температурата. Казано по друг начин, това което измерите е реалния резултат от измерването и не е необходимо да правите корекции спрямо температурата. Както може да се предположи на по-евтините модели АТС системата не работи за съжаление така добре.

Как да съм сигурен че уреда работи добре? Всеки един измервателен уред е конструиран така че да може да се калибрира. Рефрактометрите също позволяват това. Процеса не е толкова сложен, необходимо ви е единствено консуматив за калибрация, който е дистилирана вода или друга течност в зависимост от модела рефрактометър. Но това не трябва да ви притеснява! Ние сме се погрижили и добавили необходимите консумативи и описание как да калибрирате уреда.

Колко често е нужно да калибрирам захаромера? Всички модели които предлагаме идват заводски калибрирани. Според нас веднъж годишно или след изтърване на захаромера е абсолютно достатъчно като периодичност на калибрация.

Мога ли да ползвам захаромера, за измерване на алкохол, антифриз, мед, урина и др.? Категорично НЕ! Всеки един тип рефрактометър е настроен и притежава разграфена скала строго спрецифично за измерване за което е предназначен.

Прочетох че има комбиниран рефрактометър за захар и алкохол, така ли е? За съжаление отговора е НЕ и се подразбира от отговора на предходния въпрос. Да, има комбинират рефрактометър за измерване на захар, на базата на която ви дава предполагаем алкохолен градус. Моля, не го бъркайте с реалния градус на вашата спиртна напитка която искате да измерите. Предполагаемия алкохолен градус може единствено да предположи колко градуса би станало вашето вино на базата на захарността на гроздето. Тези комбинирани уреди не могат да измерват алкохола на вече готови алкохолни напитки: ракия, вино, уиски и други. За тази цел ще ви трябва рефрактометър за алкохол известен още като спиртомер.

Имат ли сертификати за качество? Да, всички наши модели имат сертификати СЕ и при необходимост можем да ви изпратим.

Какво представляват и как работят?

За винопроизводителите е от огромно значение да имат под ръка надежден рефрактометър за вино, който да помогне за отчитане процесите на ферментиране. Този вид уреди измерват количеството на захарта (процента Brix) в гроздовия или друг плодов сок. И професионалисти, и любители винари знаят, че има пряка зависимост между количеството на наличната захар и качеството на крайния продукт.

Когато светлинен лъч се движи в течност под ъгъл, той се огъва или пречупва, забавяйки се и променяйки посоката, докато пътува през нова среда. Въпросното явление може да се използва за проверка на концентрацията на течен разтвор, понеже светлината се пречупва повече, движейки се в суспендирани твърди вещества, основно соли и захари.

С помощта на специален инструмент, наречен рефрактометър за захари, може да се измери индекса на пречупване за течността и да му се присвои стойност по скалата на Brix. Тази измервателна скала също се нуждае от обяснение. Накратко, полученият от рефрактометъра резултат представлява стойността по скала BX, което улеснява сравняването на различни концентрации в разтвора.

Чистата вода без суспендирани твърди вещества има стойност Брикс нула, докато водата със захари, минерали и други твърди вещества в разтвора пречупва светлината, произвеждайки по-високи стойности по въпросния показател. Макар и на пръв поглед архаична, скалата на Брикс е полезна в кулинарния свят и конкретно във винопроизводството. В зависимост от аромата и специфичните характеристики на дадено вино, стойности от около 18 - 24 ° Bx са идеални.

Рефрактометрите се предлагат под формата на различни разработки, затова при избора на захаромер е важна не толкова неговата цена, колкото начинът, по който ще бъдат отчитани стойностите. Изборът ви се простира между аналогови и дигитални ръчни устройства. И двата вида се базират на свойството на светлинния лъч да забавя и изменя посоката на своето движение, преминавайки през концентрирани разтвори.

Аналоговият захаромер не изисква външен източник на енергия, за да функционира. За да се получи отчитане на Brix за разтвор, няколко капки се поставят върху призмата, която се покрива с капак. След това рефрактометърът се доближава до окото, като се държи перпендикулярно на източник на светлина, която се пречупва, движейки се в течността, позволявайки да се направи отчитане на Брикс там, където светлите и тъмните области се срещат по скалата.

Цифровият рефрактометър за захар произвежда свой собствен лъч светлина, използвайки светодиод, вместо дневна светлина или друг външен светлинен източник. След като течността се постави в съда за измерване на захарност на виното , светлината се променя през пробата и компютърът присвоява на получената рефракция числова стойност въз основа на скалата Bx. Последната измерена стойност се показва на цифров екран.

Калибрирането и отчитане на резултатите

Рефрактометър измерва „огъването” на светлината при преминаването ѝ през някакъв материал. Това явление е известно като пречупване, а измерените му стойности се наричат рефракционен индекс. Индексът на пречупване на разтвор на известно вещество може да се използва за изчисляване на концентрацията на този разтвор.

Например, винопроизводителите използват специален вид рефрактометри за захарност на гроздето, за да определят количеството захар в гроздовия сок. Отчитането може да бъде повлияно от различни фактори, поради което захаромерът трябва да бъде редовно калибриран. За целта някои модели използват специална калибрираща течност, докато други работят с дестилирана вода.

За да се отчете захарност на гроздето за вино например, са нужни известни познания и умения. Рефрактометърът е научен инструмент, използван за измерване индекса на пречупване на течността. Коефициентът на пречупването се определя чрез поставяне на течна проба върху призмата и пропускане на светлина през нея, за да се създаде видима линия в индекс или скала.

Всяка течност има различен показател на пречупване. Индексът на дестилирана вода служи като установена базова линия и точка за сравнение. Рефрактометрите не са единствено и само уред за измерване на захарност. Те използват вътрешни показатели, които варират в зависимост от предназначението на измерващото устройство.

Следователно рефрактометъра, използван за определяне нивото на солената морска вода, ще има различен индекс в сравнение с един уред за измерване захарност на грозде (захарното тегло на гроздовия сок). Въпреки това, независимо от индекса вътре в рефрактометъра, стъпките, които се предприемат, за да се отчетат данните, не варират.