Refraktometria to metoda analityczna oparta na zjawisku załamania światła podczas przechodzenia promieni z jednego ośrodka do drugiego, co tłumaczy się zmianą prędkości rozchodzenia się światła w innym ośrodku.
Dziś ta metoda analizy jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach: refraktometria jest często stosowana w analizie farmaceutycznej i żywności, a także w badaniu oczu.
Refraktometria w okulistyce to jedna z obiektywnych metod badania mocy refrakcyjnej oka - refrakcji, którą przeprowadza się przy użyciu specjalistycznego sprzętu - refraktometru oka. Metoda refraktometrii służy do wykrywania chorób oczu takich jak:
Notatka! „Zanim zaczniesz czytać artykuł, dowiedz się, jak Albina Gurieva była w stanie przezwyciężyć problemy ze wzrokiem za pomocą ...
Ta metoda badań pozwala lekarzom na szybkie uzyskanie dokładnych danych o stanie zdrowia oczu pacjenta. Zabieg jest możliwy w każdym wieku: zarówno u dzieci, jak i dorosłych - to pewna zaleta metody.
Jak już wspomniano, refraktometrię przeprowadza się na specjalistycznym sprzęcie okulistycznym - refraktometrach, które występują w kilku typach:
Składa się z następujących części:
Sama procedura wygląda następująco: do układu optycznego wprowadzany jest symbol testu, który składa się z trzech pionowych i dwóch poziomych pasków. Wiązka światła z urządzenia kierowana jest na badane oko pacjenta i rzutuje na siatkówkę obraz symboli testowych, które są powiązane układem optycznym oka z płaszczyzną ogniskową refraktometru. Wyjściowa pozycja optyki urządzenia to skala pomiarowa ze wskaźnikami zerowymi, które współgrają z odległymi punktami wyraźnego widzenia oka emmetropycznego. Lekarz widzi symbol testu przez okular urządzenia.
Przy normalnym załamaniu oka dwie części półobrazu pionowych i poziomych pasków łączą się, ale w przypadku c i odwrotnie rozchodzą się. Poziome przemieszczenie pasm i wzdłuż osi pionowej wskazuje .
Obracając urządzenie w poziomie, okulista minimalizuje rozbieżność pasm poprzez umieszczenie urządzenia w jednym z głównych meridianów. W ten sposób mierzy się załamanie w określonym południku. Lekarz poprzez obracanie specjalnego pierścienia znajdującego się w pobliżu okularu urządzenia dochodzi do zespolenia pasm, a skala urządzenia refraktometrycznego wskazuje rodzaj i wielkość zdolności refrakcyjnych aparatu ocznego. Granica pomiaru dla tego typu sprzętu wynosi od -20,0 do +20,0 dioptrii, ale dokładność wynosi do 0,25 dioptrii.
Obecnie najczęściej używane są automatyczne refraktometry komputerowe. Istota ich pracy polega również na emisji mikroskopijnych wiązek promieni podczerwonych, które przecinają źrenicę i ośrodek refrakcyjny, odbijają się od dna oka i kierują w przeciwnym kierunku. Czujnik urządzenia odczytuje otrzymane informacje, a specjalna aplikacja analizuje oryginalne i nowo otrzymane dane, dzięki czemu obliczane jest kliniczne załamanie oka. Wszystkie uzyskane wyniki są natychmiast przesyłane do monitora i drukowane.
Procedura pomiaru refrakcji jest następująca:
Gotowy wydruk zawiera wszystkie informacje o stanie załamania naszych oczu, o ich stanie zdrowia. I oczywiście wyniki każdego pacjenta są bardzo interesujące. Jednak nie każdy może swobodnie czytać refraktogram. Jak dekodowany jest indeks?
Gotowy wydruk składa się z trzech kolumn:
Parametry refraktometrii zmieniają się przez całe życie. Na przykład u noworodka najczęściej występuje dalekowzroczność, ale w wieku 20 lat ta anomalia występuje tylko u jednej trzeciej. Około 40% młodych ludzi ma normalną refrakcję, podczas gdy reszta cierpi na krótkowzroczność. A wraz z wiekiem refrakcji pogarsza się, co jest spowodowane zmianami związanymi z wiekiem w soczewce, w którym to czasie pacjenci zaczynają się rozwijać. Dlatego niezwykle ważne jest okresowe poddawanie się badaniu, aby w odpowiednim czasie zapobiec rozwojowi chorób aparatu oka.
Aby uzyskać jak najdokładniejsze wyniki przed zabiegiem, okulista przepisuje przebieg atropinizacji, którą pacjent przechodzi przez trzy dni. Procedura ta polega na codziennym wkraplaniu roztworu atropiny dwukrotnie: rano i wieczorem. Stężenie leku ustala się zgodnie z grupą wiekową pacjenta, ale może ulec zmianie ze względu na indywidualne czynniki.
Surowo zabrania się samodzielnego stosowania kropli, ponieważ może to prowadzić nie tylko do fałszywych odczytów, ale także pogorszyć zdrowie oczu. Kolejnym ważnym czynnikiem powodzenia zabiegu jest odmowa spożycia alkoholu na kilka dni przed refraktometrią.
W przypadku pojawienia się Reakcja alergiczna w przypadku atropiny konieczne jest natychmiastowe powiadomienie prowadzącego okulisty i zaprzestanie wkraplania leku.
Co to za zwierzę - refraktometr? I z tym, co jest zjadane.
Recenzja jest logiczną kontynuacją tematu o i należy do kategorii „ale panowie nie wiedzą!” :)))
Cóż, zacznijmy:
Najpierw liryczna dygresja. Jak już wiecie, moi przyjaciele, jestem dumnym posiadaczem języka chińskiego nadal bimber. Przyszedł z zestawem trzech alkoholomierzy wraz z termometrem. I wszystko byłoby dobrze i wszystko byłoby świetnie, gdyby nie jedno ALE. Aby zmierzyć procent alkoholu w płynie, ten bardzo płyn potrzebuje przyzwoitej ilości. Zgodnie z instrukcją wychodzi aż 300 gramów! To największa niedogodność. Nie możesz zmierzyć stopnia w szklance.
„Czy istnieje takie urządzenie – zadałem sobie pytanie – które może pokazać procent alkoholu przy użyciu minimalnej ilości płynu?” Zapytał i zaczął szukać. Okazało się - jest takie urządzenie! Niemal od razu trafiłem na urządzenie o tak tajemniczej nazwie – „refraktometr”. I otworzyły mi się oczy i zobaczyłam, że było dobrze :)
Za pomocą tego cudownego urządzenia możesz zmierzyć procentową zawartość alkoholu w płynie za pomocą zaledwie dwóch lub trzech kropli! Refraktometry, jak się okazało - ciemność-ciemność. Refraktometry do piwa, wina, miodu, mleka, płynu niezamarzającego, elektrolitu, akwarium itp. Niemniej jednak zasada pracy jest taka sama dla wszystkich. Różnią się jedynie skalą i możliwością automatycznej korekty wyniku w zależności od temperatury. Od 0 do 30 stopni. To właśnie taka funkcja. Jest naklejka ATC i kosztuje więcej niż urządzenie bez korekty temperatury. Jest na nim również śruba kalibracyjna, zamykana gumową zatyczką i śrubokrętem w zestawie.
Teraz wróć do Wiki:
Refraktometr to urządzenie, które mierzy współczynnik załamania światła w ośrodku.
Refraktometria to metoda badania substancji oparta na wyznaczeniu wskaźnika (współczynnika) załamania (załamania) i niektórych jego funkcji. Refraktometria (metoda refraktometryczna) służy do identyfikacji związków chemicznych, ilościowych i analiza strukturalna, oznaczanie parametrów fizykochemicznych substancji. Współczynnik załamania światła n to stosunek prędkości światła w sąsiednich mediach”
Oh jak! Ani mniej, ani więcej, ale ciągniemy za ogon samą prędkość światła! Chłodny :)))
Po raz kolejny jestem przekonany - po wypiciu bimbru nie można nikogo ciągnąć za ogon! hahaha!!!
Więc jak to działa. Bierzemy refraktometr. Patrzymy przez dziurę na światło. Koncentrujemy się na skali. Otwórz górną szybę. Bimber (wódka, tequila itp.) zbieramy do pipety, kapiemy dwie lub trzy krople na dolną szklankę i całość dociskamy górną szklanką. Ponownie spójrz przez otwór na światło. Uśmiechamy się :)
Skala z nierówną podziałką wygląda dokładnie tak samo jak na stronie sprzedawcy. To znaczy tak. 
Jedyny niuans. Skala na zdjęciu mówi ALKOHOL. Napisałem ALKOHOL. Subtelna wskazówka...
Oto jak wygląda cały zestaw. 
Refraktometr
Pipeta
Śrubokręt
Serwetka
Instrukcja
walizka
Inne zdjęcia
Zgrabne pudełko na etui 
Wszystko jest kompaktowe 
Śruba kalibracyjna 
Otwarte szkło 
Okular 
W ręce 
planuję kupić +54 Dodaj do ulubionych Podobał mi się przegląd +59 +121
Okulistyka rozwija się naprawdę skokowo. W ciągu kilkudziesięciu lat chirurgia laserowa zdołała przejść niemal od zera do niewiarygodnych wysokości i prawie wszystko metody ręczne badania narządu wzroku zostały zastąpione badaniami sprzętowymi. Nie trzeba dodawać, że są one znacznie dokładniejsze i bardziej wiarygodne niż badania, które wymagają ludzkich obliczeń i pomiarów. Ale oko to nie tylko narząd zmysłu, ale także najbardziej złożony układ optyczny, który wymaga filigranowej dokładności. Istnieją metody diagnostyczne, które są rzadko stosowane, tylko w specjalne okazje. Ale są też rutynowe, bez których badanie oka nie jest już możliwe. Należą do nich refraktometria - co to jest, jak i dlaczego jest wykonywana, jak należy interpretować jej wyniki?
Refraktometria to pomiar refrakcji oka. Nie można jednak mówić o załamaniu bez zwrócenia uwagi na układ oka, przynajmniej ogólnie.
Stół. Z czego zbudowany jest narząd wzroku?
| Jednostka anatomiczna | Charakterystyka |
|---|---|
| Urządzenie pomocnicze | Powieki, rzęsy, brwi, oczodoły, gruczoły łzowe i ich układ, kompleks mięśniowy. |
| Gałka oczna | To jest percepcyjny aparat narządu. Wiązka światła przenika przez jej przezroczyste elementy i jest utrwalana na siatkówce. Z kolei ma kilka warstw w strukturze i odgrywa główną rolę w procesach refrakcji i akomodacji. |
| Przewodzący system | Nerwy łączące struktury siatkówki i mózgu. |
| Elementy podkorowe i wyższe ośrodki nerwowe | Regiony w mózgu odpowiedzialne za przetwarzanie sygnałów wizualnych. |
Oddzielnie należy rozważyć strukturę gałki ocznej. Składa się z kilku struktur:
Większość ludzi w swoim życiu zetknęła się lub przynajmniej słyszała o takich pojęciach jak „krótkowzroczność” i „dalekowzroczność”. Te słowa nie są terminami naukowymi i zastępują bardziej złożone „” i „”, ale dokładnie opisują naruszenia zdolności ogniotrwałej analizatora wizualnego.
Proces załamywania to zdolność do załamywania promieni świetlnych. Oko to system ośrodków optycznych, a głównymi elementami refrakcyjnymi są rogówka i soczewka. Wszystkie inne przezroczyste media przewodzą światło. Aby załamanie i przewodzenie światła było w pełni zrealizowane, wszystkie media muszą być idealnie przezroczyste.
W okulistyce istnieje pojęcie refrakcji fizycznej i klinicznej. Wynika to z faktu, że oko to nie tylko zespół struktur przetwarzających światło, ale także narząd układu nerwowego.
fizyczne załamanie- jest to bezpośrednio zdolność oka do załamywania wiązek światła, moc refrakcyjna jest opisana w dioptriach. Noworodki praktycznie nic nie widzą, a moc refrakcyjna ich oczu nie przekracza 50 dioptrii. Ale stopniowo jasność widzenia wzrasta i ostatecznie wzrasta do 70 dioptrii.
I w tym momencie wchodzi w grę zakwaterowanie. To z kolei jest proces zmiany konfiguracji soczewki, który ma na celu poprawę klarowności obrazu - ogniskowanie. W okulistyce akceptowane są takie pojęcia, jak najbliższy i najdalszy punkt jasnego widzenia. Kolejny jest w nieskończoności - w całkowity relaks mięśnie odpowiedzialne za akomodację. Ale gdy tylko osoba potrzebuje spojrzeć na przedmiot, który znajduje się bliżej niż ten dalszy punkt, konieczne staje się napięcie mięśni oka.
Pod tym względem rozróżnia się dwa rodzaje refrakcji klinicznej.
Tak więc na podstawie powyższych informacji bardziej zrozumiała staje się definicja refraktometrii jako procesu pomiaru refrakcji. Prowadzone jest badanie klinicznej refrakcji, ponieważ ważna jest zdolność ogniskowania obrazu na siatkówce. Ponadto badane są zarówno komponenty statyczne, jak i dynamiczne.
Jakiś czas temu załamanie można było tylko zmierzyć ręcznie. W tym celu zastosowano specjalne schematy oka i metody ręcznego pomiaru refrakcji. Pod względem dokładności były znacznie gorsze nowoczesne urządzenia ponadto nie można było wykluczyć możliwości błędu.
Obecnie refraktometria to zaawansowana technologicznie procedura, która zajmuje nie więcej niż pięć minut. Ta metoda diagnostyczna wykorzystuje urządzenia specjalne- refraktometry. Zasada działania tego urządzenia to promieniowanie podczerwone. Refraktometr znajduje się na stole, ma około pół metra wysokości i ma „wyjścia” po obu stronach – ekran z panelem kontrolnym dla lekarza oraz specjalne urządzenie, na które patrzy pacjent. Ze specjalnej soczewki wiązka promieni podczerwonych kierowana jest w kierunku źrenic podmiotu, które przenikając przez otwór w tęczówce padają na siatkówkę. Pojawia się odbicie od dna oka i powrót do czujników urządzenia. Lekarz musi jedynie skierować promienie przez źrenicę pacjenta. Urządzenia z kolei rejestrują otrzymane dane, a komputer oblicza niezbędne wskaźniki. Obliczenia są natychmiast wyświetlane na ekranie, a następnie można je wydrukować.
Pomimo prostoty, szybkiego wykonania i braku jakichkolwiek negatywnych konsekwencji zabiegu, nieracjonalne jest przeprowadzanie go dla wszystkich. Zazwyczaj refraktometry są stosowane w wyspecjalizowanych ośrodkach okulistycznych, gdzie wzrok jest sprawdzany przed jakimikolwiek zabiegami chirurgicznymi i innymi poważnymi zabiegami, a technika ta jest również stosowana do wyjaśnienia stopnia wady refrakcji po wstępnej diagnozie wady wzroku przez lekarza. Zastosowanie refraktometrii jako jednego z rutynowych badań ambulatoryjnych jest możliwe, ale nie każdy szpital może sobie na to pozwolić.
Jasne wskazania do refraktometrii:
Przeciwwskazania do tej techniki są bardzo warunkowe. Spośród wąsko specyficznych tylko jeden to naruszenie przezroczystości ciała szklistego lub choroba, taka jak zaćma. Od niespecyficznych:
Aby wyniki były jak najbardziej wiarygodne, konieczne jest krótkie wstępne przygotowanie. Polega na wkraplaniu roztworu atropiny do oczu rano i wieczorem przez trzy dni przed proponowanym badaniem.
Dawka wkroplonej atropiny to 1 kropla do każdego oka. W zależności od wieku stężenie roztworu może się różnić:
Podczas przygotowań należy zachować ostrożność, ponieważ takie krople do oczu mogą powodować przejściowe zaburzenia widzenia, co jest szczególnie niebezpieczne dla kierowców i osób, których czynności wymagają maksymalnego zmęczenia oczu, dbałości o szczegóły. Ponadto atropina jest dość silnym alergenem, więc może rozwinąć się alergiczne zapalenie spojówek - zaczerwienienie, łzawienie.
Sam proces refraktometrii jest prosty.
Dzięki sprzętowej refraktometrii na wydrukowanej kartce można znaleźć kilka rodzajów wskaźników oddzielnie dla prawego (R) i lewego (L) oka.
Wcale nie jest konieczne samodzielne odszyfrowanie tych wartości: lekarz poinformuje Cię o wszelkich odchyleniach. Zaleca się jednak zapisanie danych po badaniu, aby móc monitorować dynamikę.
Głównym punktem wniosku wyrażonego przez lekarza jest rodzaj refrakcji i stopień upośledzenia wzroku (ważne przy uzyskiwaniu soczewek lub okularów). Rodzaje załamania:
W ten sposób refraktometria jest nowoczesną informacyjną metodą diagnozowania stanu widzenia, która zajmuje minimum czasu, jest całkowicie bezpieczna zarówno dla dorosłych, jak i dla dzieci, a także bardzo łatwa do wykonania.
Współcześni bimbrownicy z doświadczeniem w procesie domowe gotowanie mocny alkohol staraj się używać specjalistycznych narzędzi do określenia jakości produktu i określenia stopnia stężenia w nim określonych substancji. Najważniejszym pomocnikiem dobrego bimbru jest refraktometr.
Refraktometr to specjalny przyrząd optyczny, który mierzy stężenie roztworów wykorzystując zjawisko załamania światła. Sam termin „refrakcja” pojawił się na początku XVIII wieku i został wprowadzony przez Newtona. to metalowe urządzenie ze szkiełkiem i okularem. Osoby, które robią domowy bimber bardzo często używają refraktometru do pomiaru poziomu cukru lub alkoholu w płynie. Przed użyciem urządzenie należy skalibrować.
Istnieje kilka głównych typów refraktometrów.
Jednymi z najpopularniejszych refraktometrów, które dobrze sprawdzają się w przypadku bimbrowników, są modele ręczne ze skalą pomiarową Brix. Przeznaczony jest do pomiaru cukru w roztworze płynnym.
Stopień Brixa - miara stosunku masy sacharozy do cieczy, w której się znajduje. Miara ta jest obliczana za pomocą refraktometru. Na przykład 25 ° Bx oznacza, że 100 gramów płynu zawiera 25 gramów cukru.
Wielu bimbrowników jest bardzo zaniepokojonych zawartością cukru w zacierze, który wytwarzają. Nie zawsze taki udział można obliczyć za pomocą zwykłego kalkulatora. I są ku temu dość ważne powody.
Ponadto to właśnie z różnicy w zawartości cukru doświadczony bimber będzie w stanie szybko obliczyć procent alkoholu, jaki drożdże zdołały sfermentować w czasie między pomiarami. Jeśli jednocześnie proporcja alkoholu jest w stabilnym zakresie dla danego produktu, to wszystko idzie dobrze. A jeśli nie, osoba będzie musiała napowietrzyć zacier, regulować temperaturę i karmić.
Teraz na stronie Aliexpress można znaleźć wiele odmian refraktometrów bimbru, które wyglądają bardzo podobnie. Główną różnicą między nimi są skale pomiarowe, które są nadrukowane na szkle. Czasami może to być Brix (ułamek objętościowy sacharozy), czasami może to być ułamek objętościowy alkoholu, czasami może to być stosunek gęstości substancji do gęstości wody, a także inne stosunki. W rzeczywistości możesz kupić dowolny, a następnie użyć do tego przeliczenia lub specjalnej linijki. Ale takie trudności są bezużyteczne. Jeśli bimber ma mierzyć określony wskaźnik, rozsądniej jest wybrać refraktometr, którego skala jest w pożądanych jednostkach miary.
Również niektóre modele domowych refraktometrów mogą uwzględniać wpływ temperatury za pomocą funkcji ATC. Wewnątrz tych urządzeń znajduje się płyta bimetaliczna. Może zmieniać swój rozmiar w zależności od temperatury. Dodatkowo płytka ta jest połączona z układem optycznym refraktometru, wpływając na nią podczas wahań temperatury. Dlatego kupując wysokiej jakości refraktometr, należy zwrócić uwagę na obecność w nim tej funkcji. Jeśli go tam nie ma, bimber będzie musiał użyć specjalnych tabel do przeliczenia. Dlatego dobry refraktometr jest tak ważny w piwowarstwie domowym.
Zasada działania refraktometru polega na tym, że wyznaczany jest tylko kąt załamania badanej cieczy i znany jest współczynnik załamania pryzmatu pomiarowego.
1 - oświetlenie lustro; 2 - pomocniczy pryzmat składany; 3 - główny pryzmat pomiarowy; 4 - matowe lico składanego pryzmatu; 5 - ciecz testowa; 6 - Pryzmaty Amiciego kompensatora; 7 - soczewka teleskopu; 8 - pryzmat obrotowy; 9 - okular teleskopowy
Rysunek 2 - Schemat optyczny refraktometru IRF-22.
Jak pracować z refraktometrem:
1. Przed przystąpieniem do pracy należy sprawdzić ustawienie punktu zerowego refraktometru. Regulacja punktu zerowego i pomiary refraktometrem muszą być przeprowadzane w tej samej temperaturze. Sprawdzenie i ustawienie punktu zerowego przeprowadza się na wodzie destylowanej. Przy badaniu wody destylowanej granica światłocienia powinna wynosić 1,33299 w skali hb i 0% w skali ciał stałych. Sprawdzenie i ustawienie punktu zerowego dla wody destylowanej wykonuje się w następujący sposób:
Otworzyć górną komorę i opłukać powierzchnie pryzmatów pomiarowych i oświetleniowych wodą destylowaną lub alkoholem i wytrzeć do sucha czystą lnianą szmatką;
Stopionym końcem sztyftu nałóż jedną lub dwie krople wody destylowanej na płaszczyznę pryzmatu pomiarowego i zamknij górną komorę;
Przesuwając oświetlacz, skieruj wiązkę światła w okno górnej komory;
Przesuwając uchwyt z okularem w górę iw dół wzdłuż skali, znajdź granicę światłocienia w polu widzenia;
Granica światłocienia, przesuwając uchwyt, łączy się z linią wzroku (jeśli w linii ze środkiem krzyża siatki przeszła przez podział skali zd = 1,33299 i 0% skali brył, punkt zerowy jest ustawiony poprawnie).
Pomiar współczynnika załamania światła przezroczystych cieczy i zawartości procentowej ciał stałych przez sacharozę przeprowadza się podobnie jak pomiar wody destylowanej przy ustawianiu punktu zerowego: po zrównaniu granicy światłocienia z krzyżykiem siatki należy odczytać skalę załamania światła indeksy i procent części stałych przez sacharozę. Wykonaj pomiar trzy razy. Końcowym wynikiem pomiarów jest średnia arytmetyczna z trzech pomiarów.
Pomiar produktu produkcja cukru można wytwarzać w temperaturze 10-30 °C, z uwzględnieniem korekty temperatury zgodnie z tabelą (tabelę należy pobrać od prowadzącego).
Na przykład, jeśli pomiary są wykonywane w temperaturze 17°C, odczyt na skali wynosi 37,8% ciał stałych. Zgodnie z tabelą znajdujemy poprawkę równą 0,22. Odczyt refraktometru będzie następujący:
37,80 - 0,22 = 37,58% substancji stałych.
Po pomiarach należy otworzyć górną komorę, wypłukać, wytrzeć do sucha płaszczyzny górnej i dolnej komory oraz płynnie opuścić górną komorę urządzenia.
Obliczenie stężenia substancji według współczynników załamania roztworu przeprowadza się następującymi metodami: zgodnie z wykresem kalibracyjnym, zgodnie z tabelami, zgodnie ze współczynnikiem załamania, metodą dodawania.
Zgodnie z wykresem kalibracyjnym: wykres kalibracyjny budowany jest na roztworach substancji o znanym stężeniu (stężenie – współczynnik załamania), mierzony jest współczynnik załamania światła analizowanego roztworu, a stężenie określa się na wykresie za pomocą współczynnika załamania.
Zgodnie z tabelami: dla wielu substancji opracowano tabele, które pokazują współczynniki załamania roztworów o znanym stężeniu.
Zgodnie ze współczynnikiem refraktometrycznym: jeśli współczynnik refraktometryczny jest znany, do obliczenia stężeń stosuje się wzór:
gdzie s 1 jest współczynnikiem załamania światła roztworu;
z0 to współczynnik załamania światła rozpuszczalnika;
F jest współczynnikiem refraktometrycznym wykazującym wzrost współczynnika załamania wraz ze wzrostem stężenia substancji o 1%.
Współczynnik załamania jest określany eksperymentalnie lub z tabel współczynników załamania.
Na przykład dla NaCl współczynnik F jest równy różnicy między współczynnikami załamania światła 4% roztworu s1 = 1,3397 i 2% roztworu s2 = 1,3364, podzielonej przez różnicę stężeń (równą 2%):
Automatyczne refraktometry do ciągłej rejestracji n w przepływach cieczy są wykorzystywane w produkcji do kontroli procesy technologiczne i ich automatycznej kontroli, a także w laboratoriach do kontroli rektyfikacji oraz jako uniwersalne detektory chromatografów cieczowych.
Wszystkie obecnie produkowane refraktometry, niezależnie od przeznaczenia, zbudowane są na zasadzie refraktometrów typu Abbego lub Puldricha, jednak oba pomiary opierają się na wyznaczeniu granicznego kąta załamania.
1) Zasada budowy refraktometrów typu Abbego i Puldricha.
Podstawowym typowym zespołem refraktometrów typu Abbego jest zespół pryzmatów - pomiarowych i oświetleniowych. Pomiędzy ciasno dociśniętymi powierzchniami obu pryzmatów znajduje się cienka warstwa badanej cieczy.
Powierzchnia pryzmatu oświetlającego stykająca się z badaną cieczą jest matowa, szorstka i rozprasza światło wpadające przez nią do warstwy cieczy, w wyniku czego promienie świetlne wnikają do cieczy w różnych kierunkach.
Wiązka, której kąt padania jest najbliższy bezpośredniemu (wiązka ograniczająca), pole widoczne w lunecie dzieli się na ciemną i jasną połówkę. Za pomocą specjalnego pokrętła można ustawić blok pryzmatyczny w pozycji, w której wiązka graniczna zrówna się z osią optyczną teleskopu, a granica jasnych i ciemnych pól zrówna się z przecięciem dwóch widocznych przez teleskop, przez który przechodzi ta wyobrażona oś. Pozycja linii odniesienia obserwowana w rurce celowniczej na skali określa wartość współczynnika załamania. Granica ciemnych i jasnych pól byłaby rozmyta i zabarwiona we wszystkich kolorach tęczy z powodu rozkładu światła białego podczas przechodzenia przez pryzmat pomiarowy. Aby zapobiec temu zjawisku w refraktometrach typu Abbego stosuje się specjalne urządzenia - kompensatory dyspersji.
Współczynnik załamania cieczy zmienia się znacząco pod wpływem temperatury. Dlatego w refraktometrach stosuje się kontrolę temperatury w celu poprawy dokładności. Kontrola temperatury w refraktometrach typu Abbego odbywa się poprzez cyrkulację wody o określonej temperaturze przez dolną i górną komorę bloku pryzmatu. Temperatura musi być utrzymywana z dokładnością ±0,1-0,5°C.
W refraktometrach typu Puldricha występuje tylko jeden pryzmat, do którego przymocowana jest miseczka, do której wlewa się badaną ciecz. Wiązka światła skierowana wzdłuż granicy ciecz-pryzmat nie jest zniekształcona, dlatego kąt padania tej wiązki wynosi dokładnie 90°, co decyduje o wysokiej dokładności tego typu urządzeń.
Refraktometry zanurzalne to urządzenia, których pryzmat pomiarowy jest zanurzony w szklance z badaną cieczą. W takich refraktometrach nie ma pryzmatu oświetlającego, a cięcie pryzmatu pomiarowego ma bezpośredni kontakt z badaną cieczą. Nowoczesne refraktometry są dokładne i przy użyciu metody specjalne Dokładność refraktometrii można zwiększyć 10-1000 razy.
Przemysł krajowy produkuje różne refraktometry, w tym uniwersalny refraktometr laboratoryjny (RLU), refraktometr laboratoryjny, precyzyjny refraktometr laboratoryjny, refraktometry IRF-22 i IRF-23.
2) Refraktometr IRF-23 służy do wyznaczania współczynników załamania cieczy i ciała stałe w zakresie 1,33-1,78, z dokładnością 1H Refraktometr IRF-23 jest najbardziej złożony, dlatego jego opis znajduje się poniżej.
Część optyczna urządzenia składa się z pryzmatu pomiarowego, układu odniesienia, lunety oraz układu do oświetlania badanego obiektu. Układ odniesienia obejmuje kończynę z szkło ochronne, oświetlony przez kondensor, filtr świetlny z lampą żarową, mikroskop referencyjny składający się z obiektywu, pryzmatów refleksyjnych i okularu. Czerwona skala spiralna z indeksem umieszczona jest w płaszczyźnie ogniskowej okularu. Czytnik przeznaczony jest do dokładnego odczytu kąta obrotu lunety wzdłuż tarczy. Kończyna pokryta jest osłonką. Cena podziału łuski kończyny wynosi 1°. Zgrubny obrót lunety odbywa się ręcznie, precyzyjnie - za pomocą śruby mikrometrycznej. Okular tubusu posiada przetwornik kompensacyjny dla ostrości wzroku.
Teleskop składa się z obiektywu, pryzmatu refleksyjnego, celownika, pryzmatu oświetlającego i okularu. Teleskop może pracować na zasadzie autokolimatora, natomiast światło lampy, odbite przez dwa pryzmaty odbijające i soczewkę zbierającą, służy do oświetlania celownika.
Obiekt można oświetlić światłem lamp wyładowczych lub lampą sodową.
Aby pomiary były dokładne, temperatura pryzmy pomiarowej i cieczy testowej musi być utrzymywana na stałym poziomie w granicach ±0,5°. W tym celu na komorze pryzmatycznej znajdują się dwie złączki, na które nasunięte są gumowe węże, połączone z ultratermostatem. Firma Carl Zeiss (GDR) produkuje liczne modele refraktometrów, w tym refraktometry Abbego, zatapialne, do pracy w terenie (ręczne). Jeden z najnowszych modeli (model P) refraktometru Abbego nie różni się zasadniczo od krajowego refraktometru RLU.
Zanurzalny refraktometr Zeiss wyposażony jest w termopryzmaty, które umożliwiają prowadzenie badań przy stosunkowo wysokie temperatury(do 50°С). Niewątpliwą zaletą termopryzmatów jest również możliwość stosowania niewielkich ilości substancji (średnio 0,04 ml) oraz badanie substancji lotnych. Oprócz wskazanego termopryzmu urządzenie wyposażone jest w pryzmat przepływowy, który pozwala na badanie płynących w sposób ciągły cieczy, jak również substancji rozkładających się w powietrzu.
Pryzmat przepływowy składa się z pryzmatu zanurzeniowego i odpowiedniego korpusu przepływowego zamontowanego na refraktometrze. Jeśli wymagana jest kontrola termiczna, korpus pryzmatu przepływowego można podłączyć do termostatu, do którego są na nim złączki.
Szczególnie interesujący jest refraktometr terenowy (ręczny) tej firmy.
Urządzenie przeznaczone jest do pracy bezpośrednio na polach, w sadach i winnicach i służy do oznaczania zawartości substancji cukrowych w roślinach okopowych (burak cukrowy), jagodach, winogronach.
W instalacji oprócz refraktometru znajdują się: urządzenie do pobierania próbek, szczypce-prasa do wyciskania mała ilość sok. Oznaczanie zawartości cukru opiera się na regularnej zależności między zawartością substancji cukrowej w soku a jego załamaniem światła. Na pryzmat refraktometru przykryty pokrywką nakłada się jedną lub dwie krople soku i patrzy pod światło w okular, gdzie widoczna jest łuska, której górna część jest ciemniejsza niż dolna. Linia podziału, zbiegająca się z pewnym wskaźnikiem na skali, odpowiada ilości cukru w soku. Urządzenie umożliwia wykonanie oznaczenia z dokładnością do 0,2%.
3) Refraktometr IRF-454 B2M
Refraktometr IRF-454B2M przeznaczony jest do pomiaru współczynnika załamania światła oraz średniej dyspersji nieagresywnych cieczy i ciał stałych.
Refraktometr IRF-454 B2M ma szereg zalet:
Szybkość pomiaru;
Łatwość konserwacji;
Minimalne zużycie substancji testowej, co jest szczególnie ważne przy pracy z drogimi materiałami.
Stosowany jest refraktometr IRF-454 B2M:
1. W placówkach medycznych: w celu oznaczenia białka w moczu, surowicy krwi, gęstości moczu, analizie płynu mózgowo-stawowego, gęstości płynu podsiatkówkowego i innych płynów oka. Zastosowanie refraktometru może znacznie skrócić czas poświęcany na masowe badania pacjentów.
2. W przemysł farmaceutyczny: refraktometr IRF-454b2m może być używany do badania roztworów wodnych różnych leki: chlorek wapnia (0% i 20%); nowokaina (0,5%, 1%, 2%, 10%, 20%, 40%); efedryna (5%); glukoza (5%, 25%, 40%); siarczan magnezu (25%); chlorek sodu (10%); kordiamina itp.
3. W przemyśle spożywczym:
w cukierniach, piekarniach, cukierniach do analizy produktów i surowców, półproduktów, produktów kulinarnych i mącznych refraktometr IRF-454 b2m określa wilgotność miodu (do 20%)
określenie proporcji suchej masy w różnych moszczach (GOST 5900-73), „moczyć”, syrop cukrowy, syrop do marmolady, prawoślazu, kremy i pierniki, „obieg” do piernika;
do oznaczania udziału masowego rozpuszczalnych substancji stałych przez sacharozę (BRIX) w przetworzonych owocach i warzywach, do oznaczania procentowej zawartości tłuszczu w stałych produktach spożywczych (pierniki, wafle lub wyroby piekarnicze) stężenie soli.
4. Podczas serwisowania sprzętu refraktometr IRF-454 B2M służy do określenia z większą dokładnością stężenia objętościowego cieczy antykrystalizacyjnej „IM”, którą dodaje się do paliwa lotniczego w ilości od 0,1 do 0,3%. Dalsze przetwarzanie wyników odbywa się zgodnie z „ zalecenia metodologiczne w sprawie analizy jakości paliw i smarów w lotnictwie cywilnym „Część II p.
4) Refraktometr ALR-3
Automatyczny refraktometr laboratoryjny ALR-3 ze sterowaniem mikroprocesorowym jest przeznaczony do badania stężenia szerokiej gamy mediów ciekłych, zarówno o niskiej, jak i wysokiej lepkości, niezależnie od przezroczystości i koloru.
Urządzenie automatycznie mierzy współczynnik załamania światła próbki roztworu, oblicza jego stężenie i prezentuje wynik na cyfrowym wyświetlaczu LCD. Refraktometr posiada standardową kalibrację stężenia cukru w wodzie (skala Brixa), ale na życzenie klienta może być skalibrowany do stężenia dowolnych roztworów z odpowiednią skalą zapisaną w pamięci.
Refraktometr ALR-3 mierzy temperaturę badanego roztworu i automatycznie kompensuje jej wpływ na wynik pomiaru.
Detektory refraktometryczne, w przeciwieństwie do detektorów fotometrycznych, które reagują tylko na substancje absorbujące światło w zakresie widma ultrafioletowego, widzialnego i podczerwieni, detektory refraktometryczne są uniwersalne. Są szczególnie przydatne, gdy substancje nie mają silnej absorpcji UV, nie fluoryzują i nie wykazują aktywności elektrochemicznej. Ich zasada działania opiera się na różnicowym pomiarze współczynnika załamania światła czystego rozpuszczalnika i roztworu analitu w tym rozpuszczalniku. Udział substancji rozpuszczonej w zmianie współczynnika załamania rozpuszczalnika jest proporcjonalny do stężenia objętościowego tej substancji, a rozpuszczalnik jest również substancją wykrywalną, ponieważ ma pewien współczynnik załamania światła.
Detektory te charakteryzują się średnią czułością, a ich odczyty są silnie uzależnione od wahań parametrów wpływających na skład fazy ruchomej, takich jak ciśnienie, temperatura i stężenie analitu. Dlatego detektor refraktometryczny nie nadaje się zbyt dobrze do chromatografii gradientowej. Wymagany jest żmudny dobór układu rozpuszczalników o podobnych współczynnikach załamania światła. Tylko w tym przypadku możliwe staje się prowadzenie elucji gradientowej w określonych granicach stężeń mieszaniny rozpuszczalników. Czułość detektora na zmiany temperatury wynosi dla różnych rozpuszczalników od 5×10-4 do 5×10-5 jednostek współczynnika załamania światła na 1°C. Jeśli chodzi o czułość na ciśnienie, jest to 1×10-4 - 5×10-4 jednostek współczynnika załamania światła na 1 MPa.
Czułość czujki na temperaturę wymaga zastosowania specjalnych środków w celu ustabilizowania temperatury samego czujki oraz fazy ruchomej na wejściu do czujki. W tym przypadku zastosowanie dłuższych rurek łączących na wlocie detektora, pełniących rolę wymienników ciepła, prowadzi do dużej pozakolumnowej ekspansji pików i zmniejsza skuteczność separacji osiąganą w kolumnie. W chromatografie wyposażonym w detektor współczynnika załamania, w celu stabilizacji przepływu eluentu i parametrów retencji sorbatu w kolumnie, pożądane jest zastosowanie kontroli temperatury kolumny i detektora. Aby osiągnąć maksymalną czułość detektora na poziomie 10-8 jednostek współczynnika załamania, dokładność regulacji temperatury nie powinna przekraczać ±0,01°C. Przy dobrej kontroli temperatury detektor jest mało czuły na zmiany natężenia przepływu fazy ruchomej. Jest konstrukcyjnie prosty, łatwy w użyciu, nieniszczący i daje wysoką powtarzalność odczytów. Wadą detektora jest jego niewrażliwość na substancje, które mają taki sam współczynnik załamania jak rozpuszczalnik.
Działanie najnowocześniejszych detektorów współczynnika załamania światła opiera się na trzech różnych zasadach pomiaru sygnału: odchyleniu, odbiciu i interferencji.
Metoda oparta na prawie odbicia światła (prawo Fresnela), zgodnie z którą natężenie odbitego światła padającego na powierzchnię granicy ciecz-szkło jest proporcjonalne do kąta padania i różnicy współczynników załamania światła. dwa media. Zaletą detektorów działających na tej zasadzie jest mniejsza objętość komórek (< 3 мкл), в связи с чем они могут работать при небольших расходах элюента и с высокоэффективными колонками. Однако чувствительность таких детекторов в 50-100 раз ниже чувствительности других типов рефрактометрических детекторов, что, кстати, делает их более пригодными для градиентного элюирования. Так как детектирование происходит на границе раздела жидкости и стекла, для получения стабильной работы детектора необходимо следить за чистотой стекла.
Detektor typu Fresnela zawiera źródło światła, kondensator, komórkę różnicową, szklane pręty, soczewkę i fotodetektor. Zawiera również wymienniki ciepła i membranę do regulacji siły strumienia świetlnego. Źródło światła, wyposażone w filtr blokujący podczerwień, ma za zadanie wytworzyć strumień świetlny w widzialnej części widma. Kondensator jest zaprojektowany tak, aby tworzył płaską wiązkę światła padającą na ogniwo. Komora refraktometru wykonana jest z ze stali nierdzewnej, uszczelnione szkłami ochronnymi, pryzmatem i uszczelkami teflonowymi. Szklane pręty i soczewka skupiają strumienie światła, które przeszły przez komórki, na światłoczułe elementy fotodetektora. Ogniskowanie pozwala wyeliminować nakładanie się strumieni światła, co może prowadzić do różnicowania pików chromatograficznych.
Działanie detektora refraktometrycznego trzeciego typu opiera się na zasadzie przesunięcia interferometrycznego. Promienie światła ze źródła widzialnego obszaru widma są dzielone na dwie części przez rozdzielacz skupiony przez soczewkę i przechodzą przez komórkę roboczą i porównawczą o objętości 5 μl. Promienie świetlne są następnie łączone z inną soczewką i rozdzielaczem i trafiają na element czujnikowy. Różnica we współczynnikach załamania przepływu roboczego i referencyjnego eluentu prowadzi do różnicy w długości drogi optycznej, która jest mierzona przez detektor interferometryczny jako zmiana długości fal światła. Odczyty tego typu detektora mają wystarczająco dużo szeroki zasięg liniowości, a czułość jest 10 razy wyższa niż w przypadku innych detektorów współczynnika załamania. W optymalnych warunkach roboczych możliwe jest wykrycie około 3 μg/ml substancji rozpuszczonej. Detektor wychwytuje każdy rodzaj analizowanych substancji, niezależnie od struktury, waga molekularna i inni fizyczne i chemiczne właściwości. Granica wykrywalności dla najlepszych detektorów współczynnika załamania światła sięga 108 jednostek współczynnika załamania. Jednak poziom szumu w tych detektorach jest o 2 rzędy wielkości wyższy niż w detektorze UV. Są optymalne do zastosowań, w których wysoka czułość nie jest wymagana, takich jak preparatywna LC.
Rycina 3 - 1. Sacharoza 2. Glukoza 3. Fruktoza 4. Chromatogram sorbitolu sok jabłkowy. Kolumna: Rezex RCM-Monosacharyd 300 x 7,8 mm 8 µm, kolumna ochronna: SecurityGuard Carbo-Ca2+ 4 x 3 mm, tryb separacji: izokratyczny, faza ruchoma: woda, szybkość przepływu: 0,6 ml/min, temperatura kolumny: 85°C, próbki objętościowe: 20 µl, detektor: współczynnik załamania.
