Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Рефрактометры – это приборы, позволяющие контролировать параметры различных веществ с помощью измерения величины преломления света. С точки зрения точности измерений, простоты и удобства эксплуатации оптимальными вариантами являются портативные ручные рефрактометры.

В различных отраслях промышленности при проведении каких-либо исследований, определении физико-химических параметров веществ или контроле качества готовой продукции необходимо знание показателя преломления света.

Для этих целей существует специальный оптический прибор – рефрактометр.

Название этого прибора произошло от термина «рефракция» (лат. «refractus» – преломленный), веденного в научную сферу Ньютоном в начале 18 века.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Этот показатель возрастает пропорционально увеличению плотности субстанции. Относительный «вес» образца рефрактометр определяет в сравнении с дистиллированной водой (с ее помощью прибор предварительно откалибровывают).

Конструкция ручного рефрактометра

Основным оптическим компонентом рефрактометра, на который наносится исследуемое вещество, является главная призма. Она изготавливается из материала с высоким показателем преломления, поэтому луч света, проходящий через нее, отклоняется под большим углом. Через систему линз он проникает на шкалу, которая представляет собой градуированную окружность.

При разных углах преломления луч оказывается на шкале выше или ниже, оставляя одну из ее частей светлой, а другую темной. Коэффициент преломления определяется по положению границы раздела. Этот показатель напрямую зависит от состава анализируемого раствора и его плотности.

Некоторые модели рефрактометров учитывают также влияние температуры: внутри их корпуса расположена биметаллическая пластина, соединенная с другими компонентами. В разных термических условиях она сжимается или растягивается, плавно передвигая оптическую систему. Таким образом влияние температуры на коэффициент преломления компенсируется.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Функция АТС (Automatic Temperature Compensation System) в рефрактометрах крайне желательна, так как в противном случае полученные значения придется пересчитывать в зависимости от температуры окружающей среды с помощью специальных таблиц.

Типы рефрактометров

Современные приборы для рефракции подразделяются на:

  • Промышленные
  • Лабораторные
  • Портативные (ручные, цифровые)

Промышленные и лабораторные рефрактометры имеют достаточно большие размеры, поэтому устанавливаются, как правило, стационарно. С их помощью проводят исследования различных веществ и контролируют технологические процессы на производствах. Такие приборы характеризуются высокой точностью и сложностью.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Цифровые приборы оснащены жидкокристаллическими экранами, на которые выводятся результаты измерений. Как правило, они обладаю множеством дополнительных функций, в числе которых возможность измерять коэффициент преломления вместе с плотностью вещества, применение различных единиц измерения, учит температуры и пр.

Ручные рефрактометры – наиболее компактные и простые в эксплуатации устройства. Они не содержат электронных схем и элементов питания, могут использоваться как на производстве, так и в домашних условиях. Благодаря точности, удобству и приемлемой цене ручные приборы приобрели широкую популярность.

Калибровка и подготовка рефрактометра к использованию

Перед использованием рефрактометра его необходимо откалибровать. Некоторые модели требуют для этого специальную жидкость, однако основная масса может быть откалибрована с помощью дистиллированной воды.

Рассмотрим последний способ подробнее.

Если посмотреть в окуляр любого рефрактометра без калибровочной жидкости, его шкала будет окрашена только в синий цвет (рис. 1).

Для калибровки прибора на главную призму наносятся 2-3 капли дистиллированной воды (удобно делать это пипеткой). После закрытия защитного стекла вода должна равномерно распределиться по всей поверхности призмы – без пузырьков воздуха и сухих мест.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Через 30 секунд, достаточных для того, чтобы образец адаптировался к температуре окружающей среды, рефрактометр направляется в сторону естественного дневного освещения (флюоресцентное не допускается). В окуляре при этом отображается шкала с участками синего и белого цветов (рис. 2).

Основная задача калибровки состоит в том, чтобы достичь совпадения границ этих двух участков в отметке 0.0 (рис. 3) с помощью регуляции калибровочного винта.

После окончания настройки призма аккуратно протирается мягкой тканью.

Сферы применения рефрактометра

Рефрактометры широко применяются в различных отраслях промышленности для определения концентрации веществ в каких-либо средах.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

  • На предприятиях, производящих текстиль, рефрактометры применяются для определения концентрации прядильных растворов, растворов капролактама, поликарбонатов.
  • В пищевой промышленности ими измеряют сахаристость и качество безалкогольных напитков, крепость и плотность алкогольной продукции, с их помощью анализируют состав соусов, сиропов, джемов, детского питания, молочных продуктов.
  • В газовой и нефтяной промышленности рефрактометры используются для определения концентрации водной смеси моноэтиленгликоля в природном газе, анализа состав масел, смазок и охлаждающих жидкостей.
  • На предприятиях, производящих канцелярские изделия, рефрактометрами измеряется концентрация крахмалов и других сухих веществ в клеящих составах.

В фармацевтике эти приборы применяются при изготовлении витамина С – для определения концентрации аскорбиновой и цетогулоновой кислот. Им же контролируется чистота синтезированных веществ, а также качество лекарственных препаратов.

Газовые интерференционные рефрактометры используются для анализа состава воздуха с целью обнаружения возможных утечек горючих газов.

Ручной рефрактометр является универсальным вспомогательным средством для простого и быстрого определения концентрации водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей.

Кроме того, этот прибор позволяет выявить степень загрязненности эмульсий посторонними маслами, смазками и другими субстанциями. Таким образом предупреждаются возможные нарушения рабочего процесса.

На загрязненность СОЖ указывает размытая световая полоса на шкале рефрактометра.

С точки зрения технологических параметров наиболее удобным для большинства металлообрабатывающих предприятий являются рефрактометры для СОЖ со шкалой 0-20 % Brix. Они имеют компактный размер и могут легко использоваться даже в малых пространствах.  Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Для качественного анализа СОЖ этим прибором достаточно 2-3 капель эмульсии. Простая калибровка призмы и окуляра обеспечивают точность и воспроизводимость измерений.

Благодаря автоматической компенсации температуры в диапазоне 10…30 °C корректировать полученные значения не потребуется.

Скрытый калибровочный винт препятствует непреднамеренной регулировке рефрактометра во время его использования. Двойное соединение на пластине дневного света гарантирует точность ее установки.

Правила пользования рефрактометром

Качество измерений зависит от правильной и аккуратной калибровки прибора. Разница температур окружающей среды и образца негативно влияют на точность показаний, поэтому перед их снятием необходимо подождать около 30 секунд, как это описано выше.

Температура воздуха при калибровке в идеале должна составлять около +20° C. Однако, если устройство оснащено системой ATC, любая температура будет компенсирована.

Рефрактометр нельзя опускать в воду, так как попадание большого количества жидкости внутрь прибора может привести к затуманиванию шкалы.

Не следует измерять жесткие, абразивные и коррозионно-активные вещества (химикаты и т.п.), так как они могут повредить покрытие призмы.

Очищать инструмент необходимо мягкой тканью после каждого использования. Загрязнения на призме могут привести к ошибкам при измерениях.

Как и любой другой оптический прибор, рефрактометр требует осторожного обращения и хранения – только в таком случае он будет исправно работать много лет.

Источник: http://atf.ru/articles/obzory/refraktometr-ustroystvo-naznachenie-sfery-primeneniya/

Рефрактометр. Принцип действия и применение рефрактометров

Рефрактометр – это оптический инструмент, предназначенный для измерения концентрации растворов с помощью явления преломления света. Термин «рефракция» (от лат. refractus — преломленный и греч. metreo — измеряю) был введен в науку Ньютоном в начале 18-го века.

Типы рефрактометров

Среди современных рефрактометров можно выделить промышленные, лабораторные и портативные.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Промышленные и лабораторные рефрактометры предназначены для исследования веществ в научных лабораториях и контроля технологических процессов на производстве. Они имеют высокую точность измерений и сравнительно большие размеры.

Портативные рефрактометры предназначены для оперативного контроля веществ в лаборатории, на производстве или в полевых условиях. В свою очередь, портативные рефрактометры делятся на цифровые и ручные.

Цифровые портативные рефрактометры имеют жидкокристаллический экран, на котором отображается результат измерений. Обычно они также обладают дополнительными функциями, такими как одновременное измерение плотности и коэффициента преломления раствора, преобразование результатов в различные единицы измерения, поддержание температуры образца и прочее.

Ручные портативные рефрактометры имеют компактные размеры и не содержат никаких электронных схем и элементов питания, что позволяет с легкостью использовать их для измерений как на производстве, так и в домашних условиях. Сегодня такие рефрактометры очень популярны, благодаря своей точности, удобству эксплуатации, портативности и приемлемой цены.

Принцип действия ручных рефрактометров

Принцип действия рефрактометра базируется на использовании явления преломления света. При переходе из одного вещества в другое луч света отклоняется от прямолинейного направления на некоторый угол. Соотношение угла вхождения луча света в вещество и угла преломления его на границе раздела двух сред называется коэффициентом (показателем) преломления.

Строение рефрактометра схематически изображено на рисунке ниже. Основным оптическим элементом рефрактометра является главная призма, на которую наносится исследуемое вещество. Главная призма состоит из материала с высоким показателем преломления.

Благодаря этому, падающий свет, проходя через вещество и призму, преломляется под достаточно большим углом. Далее, через систему оптических линз, свет попадает на шкалу рефрактометра (проградуированную окружность). В зависимости от угла преломления луч света оказывается выше или ниже на шкале прибора.

Освещенная часть шкалы при этом будет светлой; та часть, на которую луч света не попадет окажется темной. Величина угла преломления света зависит от состава раствора и его концентрации.

Таким образом, по положению границы раздела между светом и тенью можно однозначно определить коэффициент преломления или оптическую плотность исследуемого раствора.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Нужно, однако, иметь ввиду, что показатель преломления вещества также зависит от температуры. Некоторые модели ручных рефрактометров учитывают влияние температуры с помощью функции ATC (Automatic Temperature Compensation System – система автоматической компенсации температуры).

Внутри их корпуса находится биметаллическая пластина. Она сжимается или растягивается в зависимости от перепадов температуры. Биметаллическая пластина соединена с оптической системой рефрактометра, плавно передвигая ее при изменениях температуры.

Величина сдвигов рассчитана так, что влияние температуры на коэффициент преломления вещества полностью компенсируется. При покупке рефрактометра обязательно обращайте внимание на наличие в нем функции АТС.

В случае ее отсутствия, необходимо пользоваться специальными таблицами для пересчета полученных значений в зависимости от температуры окружающей среды.

Проведение измерений

Перед проведением измерений ручной рефрактометр необходимо откалибровать. Для калибровки большинства рефрактометров используется дистиллированная вода. На главную призму с помощью пипетки наносится несколько капель воды, затем закрывается защитное стекло.

При этом нужно следить, чтобы вода под защитным стеклом равномерно покрыла поверхность призмы, не оставляя пузырьков воздуха. Далее с помощью калибровочного винта на шкале прибора выставляется значение 0,0. После калибровки призму нужно аккуратно протереть мягкой тряпочкой.

Читайте также:  Что такое фоновая ретинопатия и ретинальные сосудистые изменения

Теперь рефрактометр готов к измерениям.

Для проведения измерений производятся те же действия, что и при калибровке, но вместо дистиллированной воды на призму прибора наносится исследуемый раствор. Калибровочный винт при этом остается в своем первоначальном положении.

После нанесения раствора необходимо подождать 30 секунд для того, чтобы температура раствора сравнялась с температурой прибора.

Затем рефрактометр направляют на источник света (дневной свет или лампа накаливания) и снимают показания.

После проведения измерений призму снова нужно протереть мягкой тряпочкой. Ручной рефрактометр нельзя опускать в воду; это может привести к попаданию воды внутрь прибора и затуманиванию шкалы. Не измеряйте рефрактометром жесткие или коррозийные вещества, так как они могут повредить покрытие призмы.

Применение рефрактометров

Рефрактометры широко используются в различных областях человеческой деятельности. Ниже перечислены некоторые из применений рефрактометров:

    В пищевой промышленности:

  • контроль качества пива, вина и других алкогольных напитков;
  • определение массовой доли растворимых сухих веществ в продуктах переработки плодов и овощей;
  • определение концентрации сахара в напитках, сиропах, консервах;
  • измерение процентного содержания жира в твердых продуктах питания;
  • измерение массовой доли белков и сухих обезжиренных веществ в молоке;
  • определение влажности меда.
    В медицине:

  • определение белка в сыворотке крови;
  • определение плотности мочи, субретинальной жидкости глаза;
  • определение концентрации лекарств.
    В фармацевтической промышленности:

  • исследование концентрации растворов различных лекарственных препаратов.
    При обслуживании автомобилей, тракторов, судов:

  • определение сорта моторных топлив, охлаждающих жидкостей.

В следующих статьях про рефрактометры мы будем рассматривать их применение в разных отраслях, для решения конкретных задач.

Публикация данного материала в других источниках и его перепечатка без прямой ссылки на первоисточник (сайт ЭкоЮнит Украина) строго запрещена.

Источник: http://ecounit.com.ua/artikle_94.html

Рефрактометр, использование | selosovetov.ru

Рефрактометр, физика и применение (на основе материалов Брэда Смита, BYO)

Преимущества и недостатки

Покупая свое первое оборудование большинство пивоваров для замера начальной и конечной плотности (НП и КП) выбирают ареометры (в зарубежной литературе известны как гидрометры) — градуированные стеклянные капсулы с навеской, которые для получения показаний погружают в пробирку с отобранным суслом. Позже в их арсенале появляется более дорогой прибор — рефрактометр. Ареометр обеспечивает очень хорошую точность измерений, но в ходе его использования проявляются его недостатки: для каждого замера необходимо брать 100-200 мл сусла, а после затирания его нужно еще и охлаждать. При использовании рефрактометра достаточно нескольких капель сусла, которые к тому же, достаточно быстро остывают до комнатной температуры. В то же время главным недостатком рефрактометра является невозможность точного прямого (т.е. без пересчета) измерения удельной плотности пива после начала его брожения.

Как работает рефрактометр

Рефрактометр — это лабораторный прибор, который измеряет индекс рефракции (коэффициент преломления) образца. Если говорить простым языком, то индекс рефракции — это величина, описывающая способность исследуемого образца «замедлять» (преломлять) свет.

Если же давать определение научным языком, то индекс рефракции — это безразмерная величина, которая показывает отношение скорости распространения света в вакууме («С») к скорости прохождения света в измеряемом образце («V»). Соответственно индекс: N=C/V.

Вы наверняка замечали, что узкий луч света, проходя через прозрачный стакан с чистой водой, определенным образом преломляется. Это явление получило название — рефракция. Скорость распространения света в воде ниже чем в воздухе. Это замедление мы и наблюдаем в виде преломления.

Если в воду добавить сахар, то преломление незначительно усилится. Именно на этом принципе основана работа рефрактометра, только вместо стакана используется призма, а замеряемый образец наносится на одну из ее сторон.

Свет, проходя через образец и призму, преломляется, с другой стороны призмы мы фиксируем эти отклонения. Чем больше сахара в образце, тем больше отклонение света.

В медицине с помощью рефрактометров измеряют белок плазмы крови, в геологии определяют типы минералов, вычисляют количество соли в морской воде, в промышленности — уровень смазочно-охлаждающей эмульсии в машинном масле и т.д.

Ошибки рефрактометра в пивоварении

На самом деле рефрактометры очень хорошо измеряют количество сахара, а точнее сахарозы в дистиллированной воде. К сожалению сахар в пиве имеет несколько иную природу — это по своему химическому строению скорее мальтоза, а она обладает немного иными рефракционными характеристиками.

Поэтому, используя для измерения сахаров в пиве рефрактометры, при снятии прямых показаний мы имеем небольшую ошибку, в том числе при измерении НП сусла. По мере увеличения содержания алкоголя в сусле ошибка увеличивается.

Это происходит из-за того, что спирт обладает меньшей чем вода плотностью, соответственно коэффициент преломления проходящего через него света другой. Поэтому чем выше содержание алкоголя, тем больше ошибка.

Виды рефрактометров

Аналоговые рефрактометры представляют собой наиболее дешевые приборы. Основным элементом в них является призма.

Для проведения измерений на одну сторону призмы, называемой рабочей поверхностью, наносят одну-две капли жидкости, а показания снимают через окуляр к которому обращена вторая сторона призмы.

Чтобы «просветить» образец рефрактометр направляют на любой источник света. Стоимость таких устройств начинается от двадцати долларов.

Цифровые рефрактометры — более дорогие, тут ценник обычно начинается от сотни американских президентов. Они имеют встроенный источник света. Для получения показаний несколько капель заливаются в специальный «колодец» и через несколько секунд на электронном табло вы получаете результат. Эти рефрактометры требуют частой калибровки дистиллированной или неионизированной водой

Лабораторные рефрактометры — немаленькие настольные агрегаты, которые также имеют встроенный источник света. Значения плотности получаются с помощью цифровых датчиков. Самые точные и соответственно самые дорогие рефрактометры.

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Шкалы рефрактометров

В окуляре аналогового рефрактометра обычно вы видите светлый круг с заполненным до определенного значения голубым сегментом. Граница голубого и белого цветов формирует линию. Чем больше содержание сахара в образце тем выше эта линия. Перпендикулярно линии мы видим шкалу, с ее помощью мы и считываем нужные нам значения.

Раньше в старых рефрактометрах это шкала была размечена значениями коэффициента преломления образца. Позже добавилась шкала Брикс. По мере того как рефрактометры стали популярными у винокуров и пивоваров, производители стали наносить сразу несколько шкал: шкалу Брикс (Brix), градусы Плато и значения удельной плотности (specific gravity — SG).

Оптимальным для пивоварения считается прибор с шкалами Брикс и/или удельной плотностью.

Отметим, что в пивоварении шкалы Плато и Брикс считаются практически идентичными и с определенным допущением взаимозаменяемы. Например 10 Брикс эквивалентны 10.001 Плато, а это вряд ли критично для пивовара. Не углубляясь в историю вопроса, «почему так?», просто приведем определения:

  • Плато — это масса сахара в 100 граммах вещества, измеренная при температуре 17,5С.
  • Брикc — это масса сахара, измеренная при температуре вещества 15С.
  • Удельная плотность — это отношение плотности измеряемого вещества (жидкости) к плотности воды.

Для того чтобы перевести удельную плотность в Плато (вплоть до 1.050) пользуются формулой P=SG/4, где P-единицы плато, SG — значение удельной плотности (УП).

Температурная компенсация

Старые рефрактометры не имеют температурной компенсации. При их использовании, чтобы получить наиболее точные показания пивоварам следует производить измерения при 20С.

Более новые рефрактометры имеют встроенный блок АТС (Automatic Temperature Compensation), который сравнивает температуры устройства и образца (поскольку капли измеряемой жидкости относительно малы они быстро остывают или нагреваются до температуры устройства).

Стоит отметить, что температурный диапазон использования даже таких рефрактометров ограничен, т.е. не следует полагать что при снятии показаний на улице при -20С прибор скомпенсирует холод.

Калибровка рефрактометра

Прежде чем использовать обычный аналоговый или цифровой рефрактометр необходимо убедиться, что он правильно настроен, и при необходимости, провести калибровку.

Для этого с помощью мягкой х/б салфетки нужно очистить рабочую поверхность призмы рефрактометра от загрязнений и сторонних жидкостей. Пипеткой нанести несколько капель дистиллированной воды. Равномерно распределить по всей рабочей поверхности и накрыть откидным стеклом.

Убедиться в отсутствии пузырей. Прибор должен показать «0» по Брикс и «1.000» по удельной плотности. Если это не так, то на аналоговом рефрактометре следует подкрутить регулировочный винт, на цифровом нажать кнопку «zero».

Если ваш рефрактометр очень старый и в нем возможность калибровки отсутствует, вам придется запомнить или записать поправку и учитывать ее при каждом последующем измерении.

Измерение несброженного сусла с помощью рефрактометра

Для начала рассчитаем поправочный коэффициент, который понадобится нам при работе с пивным суслом. Для этого подготовим дистиллированную воду — 227 мл, сухой солодовый экстракт (DME) — 56 грамм и ареометр, например с шкалой Плато. Растворим экстракт в воде и проведем измерения получившейся жидкости с помощью обоих приборов (рефрактометра и ареометра). Далее рассчитаем по формуле:

Попр_коэфф=показания_рефракт_Брикс/показания_ареометра_Плато

Лучше сделать несколько измерений и определить среднее арифметическое. Часто в результате получается значение близкое к «1.04». Зная коэффициент, можно переходить непосредственно к работе с осахаренным суслом.

Также очищаем с помощью салфетки поверхность рефрактометра. Пипеткой наносим на призму несколько капель сусла. Равномерно распределяем по поверхности, закрываем, проверяем «на пузыри», ждем 30 секунд (даем температуре сусла сравняться с температурой прибора). Получаем значение в Брикс. Искомое «мальтозное» значение рассчитываем по формуле:

  1. Скоректированное_знач_Плато=показания_рефракт_Брикс/Попр_коэфф
  2. Помним, что в пивоварении ввиду малой ошибки шкалы Плато и Брикс считаются практически идентичными.
  3. Что касается измерений сбраживаемого сусла, то этому будет посвящена отельная тема.

Источник: https://selosovetov.ru/2019/08/25/refractometr/

Что такое рефрактометр и как им правильно пользоваться?

Posted by   Admin Admin

13/01/2016

Что такое рефрактометр и как им пользоваться

Рефрактометр — оптический прибор, измеряющий показатель преломления света в среде. Рефрактометрия, выполняющаяся с помощью таких устройств, является одним из распространённых методов идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.

Принцип работы рефрактометра основан на измерении показателей преломления света в различных средах. Если плотность субстанций возрастает, ее индекс рефракции вырастает пропорционально (например, когда сахар растворяют в воде). Измерительный прибор считывает относительный «вес» образца по сравнению с дистиллированной водой.

Читайте также:  Новорождённый закатывает глаза: возможные причины

Что такое рефрактометр — калибровка и применение

Перед использованием, оптический измеритель концентрации необходимо правильно откалибровать. Некоторые приборы требуют для калибровки специальную жидкость (например масло), другие могут быть откалиброваны с помощью дистиллированной воды.

  • Следует отметить, что процесс калибровки присущ и другим измерительным видам оборудования.
  • К примеру по эталонам (стандартным или контрольным образцам) калибруется инфракрасный анализатор для зерна, семян, продуктов, жмыха, шрота, комбикорма.
  • Рассмотрим калибровку с помощью дистилянта.
  • Закройте пластинку так, чтобы вода распространилась по полной поверхности призмы без воздушных пузырьков и сухих мест.

Начните процедуру, подняв пластинку для освещения дневным светом и помещая 2-3 капли дистиллированной воды на призме.

Подождите примерно 30 секунд прежде, чем Вы приступите к следующему шагу. Это позволит образцу адаптироваться к температуре окружающей среды.

Направьте оптический рефрактометр в направлении естественного дневного освещения и посмотрите в окуляр. Вы увидете круглую область (поле) с центром внизу.

 

Подкрутите калибровочный винт отверткой (входит в комплект) до тех пор, пока граница между верхней синей областью и нижней белой областью не встретятся точно в нулевой отметке. .

Как только оптический измерительный прибор будет должным образом калиброван — он готов к использованию.

Аккуратно очистите инструмент (особенно пластинку и призму) с использованием мягкой ткани, затем капните 2-3 капли образца на призму.

Закройте пластинку для дневного света. Следующий рисунок иллюстрирует то, что вы можете видеть в окуляре без любого образца. Заметьте, что вся шкала окрашена синим.

При просмотре убедитесь, что вы используете естественный дневной свет. Вы не должны снимать показания в присутствии флуоресцентного света.

  1. Это то, что вы видите после завершения процесса калибровки.
  2. Заметьте, что при правильной калибровке граница синей и белой шкалы должна находиться строго на нулевой отметке при использовании дистиллированной воды как образец.

В следующем примере показана шкала при измерении сока винограда. Вы можете видеть, что прибор показывает 23 % Brix, наиболее подходящее время для изготовления вина!

После окончания измерения убедитесь, что вы почистили и высушили все оптические элементы.

Обслуживание рефрактометра

Точное измерение зависит от осторожной и правильной калибровки. Напоминанием, что различие между окружающей температурой и температурой образца снижают точность показаний.

Не забудьте подождать примерно 30 секунд перед снятием показаний.

  1. Не погружайте измерительный прибор в воду и не допускайте попадания воды вовнутрь.
  2. Не измеряйте жесткие или коррозийные химикаты, потому что они могут повредить покрытие призмы.
  3. Выполняйте очистку между каждым измерением, используя мягкую ткань.
  4. Оптический инструмент требует осторожного обращения и хранения. При аккуратном использовании и правильном хранении, прибор обеспечит надежную работу в течение многих лет.
  5. Температура воздуха при калибровке должна быть 20° C. Однако, много современных моделей выпускаются с ATC (автоматическая температурная компенсация), так что вы можете не волноваться относительно температуры воздуха при калибровке и относительно температуры образца.

Источник: https://technotest.com.ua/chto-takoe-refraktometr.html

Использование рефрактометра в домашнем виноделии

Очень важно для винодела, знать, как правильно пользоваться своим рефрактометром, так как его применяют для измерения количества сахара (на самом деле, процент Brix в соке винограда или других свежих фруктов.

Виноделы знают, что есть прямая корреляция между количеством сахара которое присутствует в виноградном соке и которое принимает участие в процессе производства вина.

Рефрактометр — это портативный прибор (Вы можете носить его в кармане) который позволяет виноделу определить спелость фруктов путем измерения Brix прямо в поле или винограднике, чтобы он или она могли более точно определиться с временем сбора урожая в зависимости от полученных показаний. Эта статья поможет разобраться, что такое рефрактометр, как он работает, как его калибровать и использовать, и как заботиться о нем.

Что такое рефрактометр?

 Рефрактометр является  относительно недорогой, но важной частью измерительного оборудования, используемого виноделами на винограднике и в процессе виноделия. Прочная внешняя конструкция из металла, резины и пластмассы защищает призму из полированного оптического стекла и внутренние зеркала. После того, как Вы поместите несколько капель виноградного сока на призму,винодел может определить содержание сахара направив прибор на источник дневного света и глядя в окуляр.

Как устроен рефрактометр и что с ним делать ?

Как отмечалось ранее, рефрактометр позволяет виноделу, чтобы определить процент Brix (относительный «вес сахара» образца по сравнению с дистиллированной водой) сока винограда или других свежих фруктов.

Шкалу Brix иногда называют Balling — не волнуйтесь, термины взаимозаменяемы. В зависимости от наблюдаемы хпоказаний , винодел может следить за ходом созревания винограда и соответственно строить планы на уборку урожая .

Проще говоря, рефрактометр работает подобно призме.

Помните, как в детстве, вы могли бы глядя в выделить различные длины волн света (красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, синий, фиолетовый), меняя угол источника света ? Ну, современный рефрактометр работает по тому же принципу — свет преломляется по разному в зависимости от колличества сахара,находящего ся в измеряемом соке.

Как Калибровать и использовать рефрактометр ?

Перед тем, как начать работу, очень важно правильно откалибровать рефрактометр. Некоторые рефрактометры требуют использования специальной калибровочной жидкости для выполнения этой задачи, в то время как другие откалиброваны с дистиллированной водой.

Рисунок 1                                                                      Рисунок 2                                                                 Рисунок 3

Обслуживания Вашего рефрактометра

Точность измерение зависит от тщательности калибровки. Следуйте инструкциям выше . Важно: Различия между комнатной температурой призмой и температуры образца нивелирует точность . Не забывайте выдерживать образец течение 30 секунд перед измерением.

  • Не используйте рефрактометр в условиях высокой влажности.
  • Не опускайте прибор в воду.
  • Не измеряйте абразивных или коррозионных химических веществ с помощью этого прибора, так как они могут повредить покрытие призмы.
  • Прибор необходимо очищать между каждым измерением, используя мягкую влажную ткань.
  • Пренебрежение чисткой призму на регулярной основе приведет к неточным результатам и повреждению покрытия призмы.

Рефрактометр оптический инструмент. Это требует осторожного обращения и хранения. Невыполнение этого требования может привести к повреждению оптических компонентов и его базовой структуре.

Работая осторожно, этот инструмент обеспечит годы надежной службы.

Советы при покупке При покупке рефрактометра.

Вы должны знать: Диапазон показаний (с максимальной до минимальной), чтобы убедиться, что она подойдет вашей цели.Стандартный диапазон для домашних пивоваров составляет от 0 до 32% Brix. Например, для достижения спиртуозности 13% вина , вам необходимо сахаристость сусла на уровне 23% Brix.

Источник: https://homewine.com.ua/blog/ispolzovanie-refraktometra-v-domashnem-vinodelii

Рефрактометр для меда – инструмент для контроля качества продукта пчеловодства

Пасечники и приемщики всегда проверяют мед на уровень влажности, чтобы определить его качество. Делают это с помощью рефрактометра – специального прибора, который находит массовую долю влаги любого сахаросодержащего продукта питания вне зависимости от условий внешней среды. Подробнее об этом приборе и принципах его эксплуатации читайте далее.

Рефрактометр – это оптический прибор с источником питания или без него, который измеряет концентрацию растворенных в жидкой среде частиц при помощи светового луча. В пчеловодстве он используется для определения массовой доли влаги в меде.

Согласно требованиям ГОСТа, данный показатель должен держаться в диапазоне 18,5-21%, который также считается диапазоном качества меда. Эти числа определены не случайно, а в связи с такими особенностями продукции 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 массовая доля воды меда не превышала 21%, при его откачивании из гнезд пчелиных семей нужно обтирать соты, которые на 2/3 своей высоты запечатаны восковыми крышечками. Дополнительно контролировать содержание воды нужно с помощью рефрактора.

Разным сортам меда при органолептической оценке присуща разная вязкость, поэтому визуально оценить их водность не всегда представляется возможным.

Главными элементами 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).
  • Биметаллическая пластина. Это «корректор», который встроен внутрь корпуса и меняет оптические характеристики рефрактометра в зависимости от температуры.
  • Шкала. Через систему оптических линз луч света попадает на шкалу – проградуированную окружность. Освещенная часть шкалы будет светлой, а остальная – темной (на неё не падает луч света). Во многих моделях рефрактометра, предназначенных для анализа меда, присутствует сразу несколько шкал:
  • WATER. Водяная шкала с показателями в диапазоне 12–27%. Помогает определить влажность исследуемого продукта.
  • Brix (Брикс). Шкала со значениями 58-90%, по которой узнают содержание сахара в меде. Например, если показатель Brix составляет 80%, это означает, что в 100 г меда содержится 80 г сахара.
  • Baume (Боме). Шкала с условными градусами Боме (Be°), которая измеряет плотность жидкости. Например, плотность чистой дистиллированной воды при +15°C соответствует 0Be°, а показатель 15Be° соответствует плотности 15% раствора поваренной соли.
  • Монокуляр. Специальное отверстие на рукоятке прибора, в котором можно увидеть результат исследования.

Устройство ручного рефрактометра изображено на следующей схеме:

В основе функционирования рефрактометра лежит метод рефрактометрии, который предполагает анализ исследуемого вещества по показателю преломления солнечного луча, попадающего на данное вещество. Реализуется данный принцип следующим образом:

  1. На поверхность призмы наносится мед и накрывается сверху защитным стеклом для создания равномерного слоя строго определенной толщины.
  2. 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.

    Величина угла преломления света зависит от состава раствора и его плотности (концентрации).

  3. Далее внутри корпуса луч света проходит через систему оптических линз, попадает на шкалу прибора и перемещается вниз или вверх в зависимости от угла своего преломления. Сама шкала напоминает ртутный термометр или градусник для измерения температуры тела, где столбик с жидкостью движется вверх или вниз.
  4. Одна часть шкалы освещается, в друга – остается в темноте. По линии раздела между светом и тенью можно определить оптическую плотность или коэффициент преломления исследуемого состава.
Читайте также:  Когда люди начнут носить телескопические контактные линзы

Рефрактометр бывает нескольких видов:

  • лабораторный – настольный прибор большого размера и веса;
  • промышленный (поточный) – автоматический рефрактометр, который встраивается в технологические установки и работает в реальном масштабе времени;
  • портативный – оптический прибор, которым пользуется большинство пчеловодов и продавцов меда, поскольку он имеет компактный размер и с максимальной точностью проводит все измерения.

Если анализы раствора планируется проводить в больших объемах и количествах на производственных предприятиях, нужно выбирать промышленные рефрактометры. Для частников же и представителей малого бизнеса лучший выбор – портативные приборы.

Портативные модели также могут быть двух типов:

  • цифровыми – имеют жидкокристаллический экран, на котором изображаются показатели измерений, обычно работают от батареек и одновременно могут определять различные характеристики меда;
  • ручными – лишены электронных схем и элементов питания, поэтому для их работы необходим естественный или искусственный свет.

Ручные рефрактометры привлекательны с точки зрения приемлемой цены, компактных размеров и высокой скорости анализа, однако более практичными являются цифровые модели, которые можно использовать даже ночью.

Особенности рефрактометра с функцией АТС

Чтобы рефрактометр точно показывал уровень влаги в меде, измерения нужно проводить при температуре окружающей среды +20°C. Конечно, в большинстве случаев пасечнику сложно соблюсти данное условие.

Это учили производители рефрактометров, которые оснастили выпускаемые модели функцией автоматической температурной компенсации (АТС). Она устраняет влияние колебаний температуры окружающей среды на точность измерений. Происходит это благодаря биметаллической пластине, которая при перепадах температуры растягивается или сжимается, поддерживая корректную работу оптической системы прибора.

Величина сдвигов пластины рассчитана таким образом, чтобы полностью компенсировать влияние температуры на коэффициент преломления.

Как выбрать рефрактометр для меда?

Портативные рефрактометры предназначены для исследований разных продуктов, но по внешнему виду они практически ничем не отличаются. Чтобы выяснить, подходит ли конкретный прибор для меда, следует исходить из двух параметров:

  • Химического состава исследуемого раствора. Для меда и других сахаросодержащих растворов нужен рефрактометр, который определяет количество сахара и влажность раствора. Приборы, которые измеряют уровень белка и сухого остатка в молочной пробе, пригодны для анализа молока и молочных продуктов. Для исследования меда они не подходят.
  • Значений шкалы Brix. Мед относится к высоко насыщенным растворам, поэтому для него подойдут рефрактометры со следующими значениями шкалы Brix – 45-82%, 58-92% или 0–87%.

Обзор популярных моделей

Пчеловоды часто выбирают такие модели рефрактометров:

  • PAL-22S. Цифровой карманный прибор с жидкокристаллическим экраном, на котором отражаются показатели влажности меда. Их диапазон – 12-30%. Рефрактометр имеет функцию ATC (+10…+40°C) и работает от двух батареек типа AAA.
  • PEN-HONEY. Прибор также работает от батареек и измеряет влажность меда в пределах 13-30%. В отличие от предыдущей модели исследуемый продукт не надо наносить на призму, а достаточно кончиком прибора прикоснуться к образцу. Показания можно снять и при источнике света. Корпус этого рефрактометра надежно защищен от попадания внутрь воды и пыли. Призма также имеет защиту от пыли и временного погружения в воду. Прибор оснащен функцией ATC, позволяющей точно анализировать образец при температуре окружающей среды +10…+100°C. Калибровка проводится дистиллированной водой.
  • HHR-2N. Ручной прибор, который измеряет влажность продукта от 12 до 30%. Он не нуждается в источнике питания, так как в нём отсутствует электронная «начинка». Калибровка проводится с помощью специальной жидкости, которая поставляется в комплекте.
  • Master-HONEY. Карманный вариант прибора, который позволяет сделать анализ меда в любом месте. Он оснащен функцией ATC и определяет содержание влаги в диапазоне 13-30%. Отличие этого рефрактометра от других в том, что исследуемый образец может быть и в жидком, и в твердом (кристаллизованном) виде. Корпус, кроме окуляра, защищен от струи воды и пыли. Работает прибор при температуре окружающей среды +10…+40°C.
  • Master HONEY/BX. Ручной оптический рефрактометр с двойной шкалой. По первой из них определяют влажность меда (12-30%), а по второй (Brix) – сахаристость (58-90%). Для калибровки прибора используется дистиллированная вода или специальная жидкость «Сахарозка». Он оснащен функцией ATC и работает при температуре окружающей среды +10…+40°C.
  • Портативные рефрактометры RHB. Все приборы этой линейки позволяют исследовать образец на влажность по шкале Water (12-27%), сахаристость по шкале Brix (58-90% – у моделей RHB-90 и RHB-90 АТС, 58-92% – у RHB-92 ATC) и плотность по шкале Боме (38-43Be°). Модель RHB-90 не имеет функции АТС, поэтому лучше выбирать приборы RHB-90 ATC и RHB-92 ATC. Все приборы RHB компактные, не нуждаются в источнике питания и поступают в продажу уже в откалиброванном виде.
  • Рефрактополяриметр RePo-4. Прибор совмещает в себе рефрактометр и поляриметр, поэтому позволяет делать более глубокий анализ меда. Кроме влажности (13-30%) и сахаристости по Brix (0-85%), с помощью него можно узнать содержание фруктозы (от 0 до 99%). Последний показатель позволяет выявить подделку и определить тип меда. Прибор оснащен функцией ATC, имеет защиту от пыли и воды. Для его работы необходим источник питания в виде 4 батареек AAA. Необходимый объем образца для исследования – не менее 3 мл.

Обзор на рефрактометр RHB 90 ATC приводится в видео ниже:

Калибровка рефрактометра

Чтобы прибор показывал результат с наименьшей погрешностью, его необходимо откалибровать. Для этого понадобится дистиллированная вода или рефрактометрическая жидкость, которой обычно комплектуются наборы.

Калибровка прибора проводится в такой последовательности:

  1. Поднять крышку для освещения дневным светом и с помощью пипетки нанести на главную призму 2-3 капли дистиллированной воды.
  2. Закрыть защитное стекло таким образом, чтобы вода равномерно распределилась по всей поверхности призмы. Не должно быть ни пузырьков воздуха, ни пустых мест.
  3. Подождать около 15-30 секунд, чтобы образец адаптировался к температуре окружающей среды.
  4. Направить рефрактометр в сторону естественного источника света и посмотреть в монокуляр. В центре круга можно увидеть шкалу с деления. Если же градуировка плохо просматривается, нужно настроить фокус монокуляра.
  5. Дождаться, пока верхняя часть прибора станет темного цвета, а нижняя – светлого.
  6. Подкрутить калибровочный винт таким образом, чтобы граница между темным и светлым областями установилась точно в нулевой отметке или на уровне 78,4% в зависимости от модели прибора.
  7. Вытереть поверхность призмы мягкой сухой тканью и использовать рефрактометр по назначению.

Пример того, как выглядит шкала прибора до и после калибровки, представлен ниже:

Инструкция по эксплуатации

Все действия проводятся в той же последовательности, что и при калибровке, но вместо дистиллированной воды на призму наносится несколько капель меда. Пошаговая инструкция такова:

  1. Взять пробу меда из сот стеклянной или пластиковой палочкой. Если нужно измерить влажность уже собранного меда, взять пробу из банки. Закристаллизованный продукт неоднородной консистенции и с присутствием твердых частиц предварительно разогреть на водяной бане (до 40°C), охладить до комнатной температуры, тщательно перемешать и использовать по назначению.
  2. Открыть защитную пластину, с помощью пипетки нанести на поверхность призмы 2-3 капли подготовленного меда и равномерно его распределить, устраняя все пузырьки и сухие фрагменты. Прикрыть крышку призмы. Если излишки раствора вытекли за пределы зоны измерения, убрать их мягкой тканью.

    Чем тоньше слой равномерно распределенного меда, тем точнее будут результаты измерений.

  3. Подождать 30 секунд, чтобы температура исследуемого образца и прибора сравнялась. Калибровочный винт при этом не трогать – он должен оставаться в первоначальном положении, выставленном при калибровке прибора.
  4. Направить рефрактометр в сторону источника света – естественного дневного или от лампы накаливания.
  5. Посмотреть в монокуляр, чтобы увидеть результаты измерения. Показатель влажности будет виден на границе бело-синей шкалы. Чтобы повысить четкость градуировки, фокус монокуляра можно корректировать.

Точность измерений зависит от калибровки прибора, а также от одинаковой температуры призмы и исследуемого образца.

Как проверить влажность меда рефрактометром, наглядно показывается в следующем видео:

Как сохранить рефрактометр?

Чтобы прибор прослужил максимально долго, при его эксплуатации стоит помнить о таких рекомендациях:

  • Не погружать рефрактометр в воду и не использовать его при влажной или сырой атмосфере. Если внутрь корпуса попадет вода, изображение начнет расплываться. Чтобы устранить неполадку, потребуется помощь квалифицированного специалиста.
  • После каждого использования рефрактометр протирать мягкой и влажной тканью. Если этого не делать, последующие измерения окажутся ошибочными, а поверхность призмы повредится.
  • При чистке прибора не использовать абразивные или химические средства – они могут повредить поверхность главной призмы.
  • Ни в коем случае не разбирать рефрактометр, чтобы не сбить настройки, а также не допустить его падения или удара.
  • Оптический прибор бережно хранить, не допуская каких-либо механических повреждений, как так любая царапина на поверхности призмы приведет к искажению измерений.

Чтобы своевременно начать откачку меда, пасечники могут регулярно исследовать показатели его влажности с помощью ручного рефрактометра. Покупателям же данный прибор потребуется для определения качества меда перед его покупкой. Для анализа продукта пчеловодства потребуется минимум сырья, в чем заключается дополнительный плюс прибора.

Источник: https://ferma.expert/pchely/paseka/refraktometr/

Ссылка на основную публикацию