Что такое рефрактометр и для чего он применяется

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:

Источник

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).

Источник

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.

Источник

Что такое рефрактометр и для чего он применяется

09.11.2021 Рефрактометр – измерительный прибор оптического типа, позволяющий устанавливать концентрацию растворов за счет эффекта преломления светового потока. Впервые «рефракция», как физическое явление, была открыта И.Ньютоном в начале XVIII столетия.

Типы рефрактометров

В настоящее время все рефрактометры принято разделять на три основных группы: промышленные, лабораторные, портативные.

Первые два типа используются в стационарных лабораториях и оборудованных производственных помещениях. Для них характерны значительные габариты и высокая точность результатов проводимых исследований. Стоимость такого оборудования значительная.

Портативные устройства обеспечивают возможность оперативного проведения исследований на объектах, включая полевые выходы. Для них дополнительно предусматривается разделение на цифровые и ручные. Для цифровых образцов предусмотрено наличие ЖК-экрана, на который вводятся результаты проведенного исследования. Чаще всего такие рефрактометры обладают дополнительными функциональными возможностями, например, расчетом плотности раствора, определением коэффициента преломления света в нем и так далее.

Ручные модели предусматривают максимально простую конструкцию без каких-либо электронных элементов. Их использование возможно не только на промышленных предприятиях, но и в быту. При всей своей простоте, компактности размеров и ценовой доступности, такие рефрактометры обладают довольно высокой точностью измерений, что и объясняет их популярность среди потенциальных потребителей.

Принципы работы ручных рефрактометров

В основе функционирования любого рефрактометра лежат принципы преломления света. При перемещении между веществами, обладающими различной плотностью и структурой, световой луч преломляет свое прямолинейное движение, отклоняясь в сторону на определенный угол. Коэффициентом преломления в данном случае выступает соотношение между углами первоначального входа светового луча в раствор и углом преломления, формируемым в точке соприкосновения двух веществ (сред).

Основой устройства выступает главная призма, на нее наносят изучаемый раствор. Материалы ее изготовления обладают высоким коэффициентом преломления.

После прохождения через вещество и саму призму, световой луч преодолевает еще несколько оптических линз, после чего оказывается на шкале прибора (выполнена в виде окружности с нанесенной градуировкой). В соответствии с величиной преломления луч попадает в точку выше или ниже измерительной шкалы. В результате одна из зон оказывается светлой, а вторая затемненной.

Угол преломления определяется, как параметрами химического состава раствора, так и концентрацией содержащихся в нем элементов. Коэффициент преломления светового потока определяется на основе расположения на шкале светлой и темной зон. Одновременно определяется оптическая плотность изучаемого вещества.

В свою очередь преломляемость света зависит не только от состава жидкости, но и ее температуры. В отдельных моделях рефрактометров существует система автоматической компенсации температуры, которая выдает результаты исследований с учетом температурного режима. Реализована данная система максимально просто, за счет использования биметаллической пластины, обладающей способностью к расширению/сжатию при воздействии на ее различными температурами. Данная пластина имеет жесткое соединение с измерительной шкалой, поэтому при изменении ее размеров происходит смещение измерительной шкалы. Размер сдвига шкалы подобран таким образом, чтобы максимально точно компенсировать изменения преломляемости, возникающие в результате различия в температуре исследуемого вещества.

Выбирая ручной рефрактометр, необходимо заранее узнать о наличии или отсутствии системы компенсации температуры, так как это оказывает непосредственное влияние на точность проводимых исследований. При отсутствии данной опции корректировать результаты придется самостоятельно при помощи специальных таблиц корректировок.

Измерение

Перед началом использования рефрактометра требуется его предварительная калибровка. В большинстве моделей она проводится с использованием дистиллированной воды. На призме размещают пару капель дистиллята, закрывают сверху защитным стеклом. Для точности процедуры необходимо, чтобы вода растеклась по всей поверхности призмы без образования воздушных пузырьков. Далее посредством вращения калибровочного винта производится выставление измерительной шкалы на отметку «0». Далее поверхность призмы должна быть аккуратно очищена от воды, для чего рекомендуется применять мягкую ткань. Прибор полностью готов к проведению исследований с различными веществами.

Порядок выполнения исследований не отличается от процесса калибровки за той лишь разницей, что вместо дистиллята наливают изучаемый состав. После этого требуется около 30 секунд времени на приведение в равновесие температурного состояния раствора и призмы самого прибора. Далее прибор подставляют под источник естественного или искусственного освещения, снимая итоговые показания прибора.

При работе с прибором его запрещается опускать в воду для промывки в связи с риском проникновения влаги внутрь. Не предназначен ручной рефрактометр и для работы с агрессивными составами, способными повредить поверхность призмы.

Сфера применения

Применение рефрактометров характерно для различных отраслей экономики, но наибольшее распространение данный прибор получил на предприятиях пищевой промышленности. С его помощью проводится контроль:

Компания UED с 2013-го года представлена на российском рынке, поставляя широкий спектр лабораторного оборудования, включая рефрактометры различных типов. Вся представленная продукция от ведущих мировых производителей отличается надежностью, долговечностью и точностью проводимых измерений. Наши специалисты всегда готовы помочь с подборой необходимой модели оборудования.

Источник

Что такое рефрактометр и как им правильно пользоваться?

Что такое рефрактометр?

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

Калибровка и применение рефрактометра

Рассмотрим калибровку с помощью дистиллированной воды.
Начните калибровку рефрактометра, подняв пластинку для освещения дневным светом и помещая 2-3 капли дистиллированной воды на призме. Закройте пластинку так, чтобы вода распространилась по полной поверхности призмы без воздушных пузырьков и сухих мест.

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

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

( На рисунке 1 показана шкала без калибровочной или любой другой жидкости.)

Подкрутите калибровочный винт до тех пор, пока граница между верхней синей областью и нижней белой областью не встретятся точно в нулевой отметке.
На рисунке 2 показано что вы видите при калибровке.

	Рисунок 1 Этот 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.
	Рисунок 2 Это то, что вы видите после того, как рефрактометр был откалиброван. Заметьте, что при правильной калибровке граница синей и белой шкалы должна находиться строго на нулевой отметке при использовании дистиллированной воды как образец.
	Рисунок 3 В данном 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 рефрактометр.

Источник