Рефрактометр – инструмент для измерения коэффициента преломления оптически прозрачного вещества в определённом диапазоне температур. Принцип действия прибора описан в конце XVII века Исааком Ньютоном.
Как работает
Несложно догадаться, что рефрактометр определяет угол преломления или степень отклонения лучей света от прямолинейного направления на границе сред. Возрастание величины указывает на увеличение концентрации примесей в исследуемой среде. Измерения рефрактометром заключаются в пропускании сквозь анализируемое вещество видимого для человеческого глаза света с последующим определением показателя рефракции (отражения).
Основа устройства – главная призма с большим коэффициентом преломления. На неё наносят исследуемое вещество и дистиллированную воду для калибровки устройства. Через оптическую систему, представленную линзами, свет направляется на градуированную шкалу. Показания рефрактометра определяют по положению границы раздела между светлой и тёмной частями шкалы.
Виды приборов
Измерители показателя преломления света условно классифицируют.
Рефрактометр лабораторный – высокоточный стационарный громоздкий прибор для проведения анализов на месте, например, при ведении научно-исследовательской работы.
Промышленные устройства – самые функциональные и дорогие приборы для контроля технологических процессов.
Ручные измерители имеют простую конструкцию благодаря отсутствию электронных компонентов. Они точные, недорогие, надёжные, применяются в быту и полевых условиях.
Цифровые устройства оснащаются ЖК-дисплеем, куда выводят результаты измерений и автоматических вычислений. Могут поддерживать температуру исследуемого материала, уведомлять о завершении анализа сигнализацией. Портативные модели питаются от аккумуляторных батарей.
Отдельно отметим рефрактометр для смазочно-охлаждающих жидкостей (автомобильный). Он применяется для исследования стеклоочистителей, тормозного вещества, электролита аккумулятора.
Точность рефрактометров зависит от их конструкции:
- Типичное значение – 10-4 для моделей, определяющих максимальные углы внутреннего отражения.
- 10-7 – дифференциальные устройства, работающие на принципе отклонения лучей двумя-тремя полыми призмами.
- 10-10 – демонстрируют гениометры, отклоняющие лучи призмой.
Также измерители преломления света можно классифицировать в зависимости от сферы эксплуатации. Для пищевых продуктов подходят модели со шкалой Брикса; рыбных хозяйств и бассейнов – с проградуированной в промилле, процентах; для определения спирта или сахара в виноделии – устройства с несколькими шкалами.
Сферы эксплуатации
Рефрактометры применяются практически во всех сферах человеческой деятельности: химическая, пищевая, текстильная, нефтегазовая, фармацевтическая промышленность. Без них не обходятся в ювелирном деле, электроэнергетике, офтальмологии, при ведении научно-исследовательской деятельности, анализе сточных вод.