انواع رفرکتومتر یا رفراکتومتر ( انکسار سنج یا شکست سنج )

خلاصه مقاله
رفرکتومترها در بسیاری از برنامه ها از محبوبیت بالایی برخوردار هستند که هرکدام از آنها لوازم مورد نیاز کمی متفاوت دارند. به همین دلیل و با گذشت زمان ، رفرکتومترهی مختلف با طراحی ، دقت و عملکرد متفاوت در دسترس قرار گرفته اند. اینها شامل رفرکتومتر آبه ، رفرکتومتر دستی ، رفرکتومتر دیجیتال ، رفرکتومتر اتوماتیک و رفرکتومتر فرآیند است.


رفرکتومتر یا رفراکتومتر چیست ؟
رفرکتومترها در بسیاری از برنامه ها از محبوبیت بالایی برخوردار هستند که هرکدام از آنها لوازم مورد نیاز کمی متفاوت دارند. به همین دلیل و با گذشت زمان ، رفرکتومترهی مختلف با طراحی ، دقت و عملکرد متفاوت در دسترس قرار گرفته اند. اینها شامل رفرکتومتر آبه ، رفرکتومتر دستی ، رفرکتومتر دیجیتال ، رفرکتومتر اتوماتیک و رفرکتومتر فرآیند است.

رفرکتومترهای Abbe
رفرکتومتر آبه ، که از مخترع آن ارنست آبه (1905-1404) نامگذاری شده ، اولین ابزار آزمایشگاهی برای تعیین دقیق ضریب شکست مایعات بود. اصل اندازه گیری رفرکتومتر Abbe بر اساس اصل بازتاب کل است.

رفرکتومتر های ابی برای اندازه گیری مایعات استفاده می شوند. شیشه های رسانه مرجع (منشور) با شاخص های ضریب بالا قابل انتخاب هستند. نور حاصل از منبع تابش توسط آینه منعکس می شود و به یک منشور مضاعف برخورد می کند. چند قطره نمونه در بین این به اصطلاح منشور دوبل Abbe قرار داده شده است. پرتوهای نور حادثه فقط از منشور دوبل و نمونه عبور می کنند در صورتی که زاویه بروز آنها در رابط کمتر از زاویه بحرانی بازتاب کل باشد. از میکروسکوپ و آینه ای با مکانیزم مناسب برای تعیین خط مرزی نور / تاریک (خط سایه) استفاده می شود.

اپراتور رفرکتومتر Abbe با کمک یک چرخش چرخشی آینه را تنظیم می کند تا مرز / نور تاریک در محل تقاطع میکروسکوپهای میکروسکوپی واقع شود. سپس شاخص های انکسار مربوطه را می توان از مقیاس ورنیه مطالعه کرد. از آنجا که مرز نور / تاریک در مقابل بسیار کم است ، می تواند تقریباً به صورت دستی تعیین شود. دقت رفرکتومتر کلاسیک Abbe nD = 0.0002 است ، جایی که مکان اعشار چهارم با میانگین تعداد زیادی از اندازه گیری های فردی تعیین می شود. نتایج به تفسیر کاربر بستگی دارد و اغلب بین کاربران متفاوت است.

رفرکتومتر های نیمه اتوماتیک مجهز به نمایشگر دیجیتالی داده های اندازه گیری هستند و بنابراین خواندن مداوم داده های اندازه گیری را امکان پذیر می سازند. تنظیم دستی این تجهیزات هنوز هم ضروری است ، به طوری که نتایج اندازه گیری به دست آمده همچنان به تفسیر و مهارت شخص اندازه گیری بستگی دارد.

رفرکتورمترهای دستی
رفرکتومترهای دستی همه کاره بسیار آسان برای استفاده است. به دلیل در دسترس بودن تعدادی مقیاس اندازه گیری ، بسیاری از برنامه ها امکان پذیر است. شکست سنج های دستی توسط زنبورداران برای تعیین مقدار آب در عسل ، توسط تولید کنندگان شراب برای تعیین میزان قند میوه و انگور ، و توسط آکواریوم ها برای تعیین میزان نمک آب در آکواریوم های دریایی استفاده می شود.

قطره کمی از مایع روی منشور اندازه گیری برای تعیین ضریب شکست کافی است. در برابر منبع نور نگه داشته شده ، مقادیر اندازه گیری شده را می توان از طریق چشمی در مقیاس مطالعه کرد. مقیاس عمودی توسط یک خط مرزی افقی در مقدار اندازه گیری شده تقاطع می شود. برای جبران دمای مایعات ، رفرکتومترهای دستی با تصحیح دمای اتوماتیک یکپارچه (ATC) وجود دارد.

رفرکتومتر دیجیتال
رفرکتومترهای دیجیتالی همانند رفرکتومترهای دستی کار می کنند ، اما با تعیین خودکار و بازخوانی خط مرز. آنها تغییرپذیری بین اپراتور و دقت بیشتری نسبت به رفرکتومترهای دستی را ارائه می دهند و به طور معمول با انتخاب مقیاسهای رایج در دسترس هستند.

رفرکتومترهای اتوماتیک
رفرکتومترهای خودکار به طور کامل اختلاف در نتایج اندازه گیری شده بین اپراتورها را از بین می برد و بالاترین سطح دقت را ارائه می دهد. در مقایسه با اندازه گیری شکست سنجی دستی در شرایط محیطی کنترل نشده ، برای مثال می توان شاخص انکسار نمونه را در دماهای مختلف یا طول موج سبک اندازه گیری کرد. رفرکتومترهای اتوماتیک عمدتاً در برنامه های آزمایشگاهی یافت می شوند ، جایی که اندازه گیری دقیق در شرایط بسیار کنترل شده مورد نیاز است.

ابزارهای مدرن به عنوان منبع نور مجهز به دیودهای ساطع کننده نور (LED) هستند که به دلیل طولانی بودن عمر 100000 ساعت ، اکثراً لامپهای هالوژن تنگستن یا بخار سدیم قدیمی را جایگزین کرده اند. یک فیلتر تداخل ، حفظ طول موج صحیح را تضمین می کند. برای فعال کردن اندازه گیری های انکسار مقایسه ای ، اینها معمولاً در طول موج استاندارد 589.3 نانومتر (سدیم D- خط) انجام می شود. اصل اندازه گیری همانند refractometers های دیگر است ، جایی که نور تک رنگ در زوایای مختلف بروز در منشور و نمونه رخ می دهد. شدت نور منعکس شده توسط اسکنر دستگاه شارژ شده (CCD) تعیین می شود و موقعیت حاصل از مرز نور / تاریک به طور خودکار تعیین می شود.

نمونه های تیره ، ابری و حتی مات مانند خردل ، کچاپ یا سس مایونز را می توان با کمک رفرکتومترهای کاملاً خودکار و مدرن اندازه گیری کرد. برای این کاربردها ، 2-3 قطره یا چند گرم از نمونه مورد نیاز برای استفاده از پیپت یا اسپاتول بر روی منشور اندازه گیری استفاده می شود. برای جلوگیری از نور ولگرد و تبخیر ، یک جلد نمونه روی نمونه و منشور قرار داده شده است. پس از اندازه گیری ، نمونه با پاک کردن یک دستمال کاغذی نرم جدا می شود. از این رو از تصفیه دشوار دو نیمه منشور (همانطور که برای رفسنجومترهای معمولی لازم است) جلوگیری می شود.

رفرکتومترهای اتوماتیک در صنایع مختلف در فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی ها برای تعیین میزان قند و کنترل کیفیت استفاده می شود. ضریب شکست اغلب در مقیاس Brix (° Brix) برای این برنامه ها نشان داده می شود. این مقدار که مستقیماً در دستگاه نمایش داده می شود ، از نظر فنی به محتوای ماده خشک ساکارز در محلول آب خالص اشاره دارد. با این حال ، این ماده به عنوان یک مقدار مشخصه در کنترل کیفیت آب میوه ها و سایر محصولات غذایی و حتی گاهی در تحلیل سایر محصولات مانند نفت مورد استفاده قرار می گیرد.
رفرکتومترهای فرآیند امکان تجزیه و تحلیل مداوم از ضریب شکست را فراهم می کند ، بدون نیاز به خارج کردن نمونه ها به آزمایشگاه کنترل. این ابزارها از سنسورهایی تشکیل شده اند که درون خط یا در یک بای پس قرار دارند و به جعبه کنترل وصل می شوند. این کادر کنترل به طور معمول یک بازخوانی دیجیتال و خروجی را ارائه می دهد. مانند سایر رفرکتومترهای پیشرفته دیگر (یعنی همه به جز Abbe-type و handheld) ، آنها با تعیین زاویه بحرانی نور تک رنگ از طیف وسیعی از زاویه های بروز ، بر اساس اندازه گیری ضریب شکست عمل می کنند.

بر خلاف refractometers های دیگر ، رفرکتومترهای فرآیند می توانند در طی اندازه گیری به دخالت صفر انسان نیاز داشته باشند و می توانند واسطه اندازه گیری زمان پردازش واقعی باشند. این باعث می شود این ابزارها برای کارهای بزرگ صنعتی مانند مواد غذایی ، شکر ، خمیر و کاغذ ، پالایش و شیمیایی و دارویی مفید باشد. نمایشگر و خروجی را می توان مستقیماً در هر مقیاسی که از شاخص انکسار حاصل می شود نمایش داده شود ، همانطور که توسط برنامه صنعتی خاص مورد نیاز است. رفسنجومترهای فرآیند نیز باید تحت فشارهای بسیار زیاد عمل کنند.

1399/02/07