Рефрактометр для чего предназначен
Рефрактометр: схема, принцип работы, инструкция по использованию
Рефрактометр — устройство, которое измеряет плотность жидкости за счет эффекта преломления света в среде. На основании полученных данных в зависимости от типа рефрактометра выводят либо крепость измеряемой жидкости, либо ее сахаристость.
Есть несколько видов рефрактометров: промышленные, лабораторные, портативные. В самогоноварении чаще всего используется последний вид. Именно про них сегодня и поговорим.
Устройство и принцип работы прибора
Общую схему прибора вы можете увидеть на рисунке 1. Самая важная деталь — главная призма — прозрачное стекло с высоким коэффициентом преломления. Именно на нее наносится жидкость, сквозь которую, преломляясь, проходит свет. Далее через систему линз он попадает на проградуированную шкалу, разделяя ее на темную и светлую часть. Их граница — значение, которое мы ищем.
О видах рефрактометров и их особенностях
В самогоноварении чаще всего применяется 2 вида рефрактометров:
Первый (40% BRIX*) измеряет плотность сахаросодержащих жидкостей, второй (80°) — плотность спиртосодержащих жидкостей.
И если со вторым обычно все более-менее понятно, то с моделью на 40% BRIX у многих возникают вопросы. Обычно — как правильно снимать показания, так как он имеет сразу 2 шкалы (рисунок 2). Одна обозначена как BRIX (т. е. сахаристость), а другая — как алкоголь. Шкала по сахару имеет значение от 0 до 40, а по алкоголю — от 0 до 25.
Как же снимать показания? Ведь измеряемые единицы несоотносимы, и если по шкале BRIX прибор, например, показывает 35 единиц, это не значит, что крепость — 22°. При этом на шкале они на одном уровне.
Ответ прост: маленький рефрактометр (40% BRIX) предназначен только для измерения количества сахара в жидкости. Вторая шкала с градусами алкоголя дает лишь ориентировочные показания крепости напитка, который выбродит из измеряемой сахарной жидкости.
Более подробный комментарий по этому вопросу смотрите в видеоролике от нашего эксперта Кислицына Владислава.
Как правильно использовать рефрактометр
Первым делом прибор нужно откалибровать. Наносим дистиллированную воду на главную призму, закрываем защитным стеклом. Направляем прибор на естественный источник света и смотрим в окуляр. С помощью регулировочного винта делаем так, чтобы граница между темной и светлой областью совпадали с нолем на шкале. Если нужно, настраиваем резкость изображения путем поворота окуляра.
Прибор готов к работе. По окончании калибровки протираем стекло прибора сухой мягкой тряпочкой (есть в комплекте).
Сам процесс измерения почти не отличается от калибровки. Наносим измеряемую жидкость на стекло (2-3 капли), закрываем защитным стеклом, чтобы жидкость равномерно растеклась по всей поверхности, смотрим в окуляр и снимаем показания. Их также определяем по границе между темной и светлой областью.
И еще несколько важных правил, которые нужно соблюдать при использовании рефрактометра:
Рефрактометр позволяет быстро и точно проводить необходимые измерения. Для большей надежности измерения рекомендуется проводить несколькими приборами. Например, моделями АСП-3 и рефрактометром. Это позволит минимизировать риск погрешности при измерениях.
Рефрактометры, ареометры АСП 3 и другие полезные для самогоноварения аксессуары по низким ценам — в интернет-магазине Русская Дымка. Доставка в любой населенный пункт России.
Как пользоваться рефрактометром: подробная инструкция
Рефрактометр – это оптический прибор, предназначенный для измерения плотности жидкости за счет преломления света. Любители самодельных алкогольных напитков используют рефрактометры для определения концентрации сахара в сусле и для измерения крепости водно-спиртовых растворов (водки или хорошо очищенного самогона).
Принцип работы рефрактометра
Работа рефрактометра основана на разнице преломления света в разных средах. При возрастании плотности исследуемой жидкости одновременно и пропорционально увеличивается индекс её рефракции (преломления). Для растворов за эталон (нулевое значение) берется дистиллированная вода.
Исследуемую жидкость наносят на главную призму – прозрачное стекло с высоким коэффициентом преломления солнечных лучей. Через систему линз преломленный свет попадает на шкалу с градацией, разделяя её на светлую и темную часть. Шкалу можно увидеть через монокуляр. Именно граница между светлой и темной частью шкалы показывает численное значение, например, концентрацию сахара в соке или спирта в воде.
Внешне все устройства выглядят одинаково
Виды рефрактометров
Рефрактометры бывают лабораторными, промышленными и портативными. В домашних условиях применяются портативные рефрактометры. Они не такие функциональные и точные как два других вида, зато менее громоздки и проще в эксплуатации.
Домашним винокурам интересны два вида рефрактометров:
Любой рефрактометр предназначен для работы в двухкомпонентных жидкостях, а наличие даже небольших концентраций сторонних веществ увеличивает погрешность измерений. Например, кислоты во фруктовых соках искажают преломление, поэтому возрастает ошибка рефрактометра для сахара. Такая же ситуация и с рефрактометром для спирта – он хорошо работает для водки и очищенных дистиллятов, но начинает давать неправильное значение в случае с выдержанным алкоголем – коньяком или виски, а для вина и пива не подходит вовсе. Эту особенность нужно учитывать, проводя измерения.
Также рефрактометры чувствительны к температуре жидкости и окружающей среды. Рекомендуется проводить измерения при температуре исследуемой жидкости и воздуха 20 °C. Исключением являются рефрактометры с пометкой АТС (автоматическая температурная компенсация), такие устройства способны работать в температурном диапазоне (+10-30 °C), точные значения, а также класс точности прибора указаны в техническом паспорте.
Рефрактометр с температурной компенсацией
Инструкция к рефрактометру
Калибровка
Перед началом использования рефрактометра его нужно откалибровать. Калибровочная жидкость идет в комплекте вместе с прибором, а если её нет, то можно взять дистиллированную воду.
В инструкции к большинству моделей рефрактометров рекомендуется проводить калибровку перед каждым измерением, но на практике это необходимо не чаще 1-2 раз в месяц или после того как устройство не использовалось длительное время – 3 и больше месяцев
Как пользоваться рефрактометром
Особенности эксплуатации
Рефрактометр нельзя погружать в воду и другие жидкости, допускать попадания влаги во внутрь, а также наносить на призму агрессивные химические вещества, которые могут повредить её покрытие. Чистить инструмент можно только тканью, поставляемой в комплекте.
Как измерить рефрактометром крепость вина, браги или пива
Для этих целей использовать спиртовой рефрактометр не получится, потому что сахар и другие вещества будут существенно искажать замеры.
Узнать крепость вина (браги, пива) можно с помощью рефрактометра для сахара. Для этого нужно замерить сахаристость сусла до начала и после брожения, затем произвести расчеты.
Известно, что 1% перебродившего сахара дает около 0,6% спирта. Например, если до брожения сок содержал 22% сахара, а после – 3%, то примерная крепость вина будет 11,4% ((22 – 3) * 0,6 = 11,4).
Более продвинутый и точный метод расчета заложен в калькуляторе спирта до и после брожения, вводить значения нужно не в Брикс, а в единицах Wort SG (есть не на всех устройствах).
Рефрактометр принцип работы
Что это за прибор?
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:
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.
Устройство прибора
Принцип работы
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:
Величина угла преломления света зависит от состава раствора и его плотности (концентрации).
Разновидности прибора
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:
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:
Рефрактометр
Рефракто́метр — прибор, измеряющий показатель преломления света в среде.
Содержание
Рефрактометрия
Рефрактометрия (от лат. refractus — преломленный и др.-греч. μετρέω «измеряю») — это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. Показатель преломления n представляет собой отношение скоростей света в граничащих средах. Для жидкостей и твердых тел n обычно определяют относительно воздуха, а для газов — относительно вакуума. Значения n зависят от длины волны λ света и температуры, которые указывают соответственно в подстрочном и надстрочном индексах. Например, показатель преломления при 20 °C для D-линии спектра натрия (λ = 589 нм) — 
. Часто используют также линии спектра водорода С (λ = 656 нм) и F (λ = 486 нм). В случае газов необходимо также учитывать зависимость n от давления (указывать его или приводить данные к нормальному давлению).
В идеальных системах (образующихся без изменения объема и поляризуемости компонентов) зависимость показателя преломления от состава близка к линейной, если состав выражен в объемных долях (процентах)
Для рефрактометрии растворов в широких диапазонах концентраций пользуются таблицами или эмпирическими формулами, важнейшие из которых (для растворов сахарозы, этанола и др.) утверждаются международными соглашениями и лежат в основе построения шкал специализированных рефрактометров для анализа промышленной и сельскохозяйственной продукции.
Зависимость показателя преломления водных растворов некоторых веществ от концентрации:
Влияние температуры на показатель преломления определяется двумя факторами: изменением количества частиц жидкости в единице объема и зависимостью поляризуемости молекул от температуры. Второй фактор становится существенным лишь при очень большом изменении температуры.
Температурный коэффициент показателя преломления пропорционален температурному коэффициенту плотности. Поскольку все жидкости при нагревании расширяются, то их показатели преломления уменьшаются при повышении температуры. Температурный коэффициент зависит от величины температуры жидкости, но в небольших температурных интервалах может считаться постоянным.
Для подавляющего большинства жидкостей температурный коэффициент лежит в узких пределах от –0,0004 до –0,0006 1/град. Важным исключением является вода и разбавленные водные растворы (–0,0001), глицерин (–0,0002), гликоль (–0,00026).
Линейная экстраполяция показателя преломления допустима на небольшие разности температур (10 – 20 °C). Точное определение показателя преломления в широких температурных интервалах производится по эмпирическим формулам вида: nt=n0+at+bt2+…
Обычно n жидких и твердых тел рефрактометрией определяют с точностью до 0,0001 на рефрактометрах, в которых измеряют предельные углы полного внутреннего отражения. Наиболее распространены рефрактометры Аббе с призменными блоками и компенсаторами дисперсии, позволяющие определять 
в «белом» свете по шкале или цифровому индикатору. Максимальная точность абсолютных измерений (10·10 −10 ) достигается на гониометрах с помощью методов отклонения лучей призмой из исследуемого материала. Для измерения n газов наиболее удобны интерференционные методы. Интерферометры используют также для точного (до 10 ·10 −7 ) определения разностей n растворов. Для этой же цели служат дифференциальные рефрактометры, основанные на отклонении лучей системой двух-трех полых призм.
Автоматические рефрактометры для непрерывной регистрации n в потоках жидкостей используют на производствах при контроле технологических процессов и автоматическом управлении ими, а также в лабораториях для контроля ректификации и как универсальные детекторы жидкостных хроматографов.
Рефрактометрия, выполняющаяся с помощью рефрактометров, является одним из распространённых методов идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.
Применение прибора
Рефрактометры применяются в:
Газовые интерференционные рефрактометры применяются для определения состава газов, в частности для определения содержания горючих газов в воздухе шахт, поиска утечек в сетях газоснабжения и т.д.
Рефрактометрия в офтальмологии
С помощью рефрактометров (в настоящие время используются автоматические (компьютерные) авторефрактометры) в офтальмологии определяют преломляющую силу глаза человека, что используется врачами для диагностики таких заболеваний, как близорукость, дальнозоркость и астигматизм.
Рефрактометр. Принцип действия и применение рефрактометров.
Типы рефрактометров
Среди современных рефрактометров можно выделить промышленные, лабораторные и портативные.
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.
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. 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 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.
Киев: (044) 227-78-38, (063) 726-15-90
Днепропетровск: (073) 036-95-69