折光儀是一種利用折光的原理簡(jiǎn)便快速測(cè)定溶液的折射率(nD)、糖度(Brix)及濃度的光學(xué)儀器。
折射率:又名相對(duì)折射率,是指光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),入射角γ的正弦值與折射角β正弦值的比值,是一個(gè)物理常數(shù)。介質(zhì)相對(duì)真空的折射率叫做折射率。
刻度手持式折射儀:也稱糖鏡、手持式糖度計(jì)。小巧,便于攜帶,目視讀數(shù)。
手持?jǐn)?shù)字式折射儀:小巧,便于攜帶,數(shù)顯讀數(shù)。
阿貝折光儀:精度高,操作簡(jiǎn)便,測(cè)量快速,不消耗化學(xué)試劑,無(wú)化學(xué)污染
臺(tái)式數(shù)顯折光儀:精度高,操作簡(jiǎn)便,測(cè)量快速
在線折光儀:可進(jìn)行生產(chǎn)線在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品折射率、Brix、各種自定義濃度、溫度,確保生產(chǎn)安全。
三、折光儀的應(yīng)用
1. 食品飲料行業(yè):測(cè)量原料或半成品及成品的Brix或濃度或鹽度等,或生產(chǎn)過(guò)程中的濃度在線檢測(cè)。檢測(cè)樣品如可樂(lè)、果汁、茶飲料等各類含糖飲料 、果醬、蜂蜜、糖類、糖漿等各類含糖食品、調(diào)味品、調(diào)味醬或湯羹類 、豆奶,植物蛋白等 。也適用于蔬菜水果從種植至銷售的過(guò)程中,它可適用于測(cè)定準(zhǔn)確的收采時(shí)期,作甜度分級(jí)分類,可應(yīng)用于工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、政府檢驗(yàn)、終端連鎖店、大型綜合超市、個(gè)人飲食健康管理等
2. 香精香料行業(yè):測(cè)量折射率用于定性檢驗(yàn)與判斷純度
3. 紡織印刷行業(yè):淀粉測(cè)定、定形劑測(cè)定、有機(jī)溶劑濃度監(jiān)測(cè)(DMF,DMSO等)、漿料的濃度測(cè)定
4. 化工行業(yè):各類有機(jī)物及無(wú)機(jī)物濃度測(cè)定與監(jiān)測(cè)、清洗液濃度
5. 汽車交通行業(yè):電池液、冷凍液、融雪劑濃度測(cè)定,如汽車保養(yǎng)的冷凍液濃度與冷凍溫度測(cè)定
6. 金屬加工處理:清洗液濃度、切削油濃度,電子工業(yè)行業(yè)的清洗液濃度監(jiān)測(cè)。
7. 醫(yī)療和臨床檢驗(yàn):醫(yī)藥原料折射率濃度測(cè)定、血紅蛋白折射儀,尿比重折射儀,尿糖度,清潔消毒劑雙氧水濃度測(cè)定。個(gè)人健康管理,如糖尿病人飲食糖度監(jiān)測(cè),日常生活鹽度監(jiān)測(cè),腎臟病人尿比重監(jiān)測(cè)等。
生活現(xiàn)象舉例:
當(dāng)一根管子放入裝有水的玻璃杯中時(shí),會(huì)看到管子發(fā)生彎曲。
如果將一根管子放入裝有糖水溶液的玻璃杯時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)這根管子
彎曲度更大(如圖所示)。這就是光的折射的原理。折光儀(折
射計(jì))即是將光的折射原理應(yīng)用于實(shí)際的一種光學(xué)測(cè)量?jī)x器,即當(dāng)某
種物質(zhì)的密度(濃度)增加時(shí)(例如糖溶解于水中),其折射率的增大
(即管子的彎曲程度)與之成正比。
折射率的測(cè)量通常采用兩類檢測(cè)系統(tǒng):透射系統(tǒng)或反射系統(tǒng)。
刻度型手持式折射計(jì)和阿貝折光儀通常采用透射系統(tǒng),數(shù)字式折射計(jì)則采用反射系統(tǒng)。
透射系統(tǒng)
刻度型手持式折光儀的檢測(cè)系統(tǒng)(透射系統(tǒng))概述如下:
(1)棱鏡與樣品的分界面的折射現(xiàn)象如下圖所示,棱鏡的折射率遠(yuǎn)大于樣品。
(2)如果樣品很稀,棱鏡與樣品的折射相差很大因而折射角也大(見(jiàn)線a)。
(3)如果樣品較稠,棱鏡與樣品的折射相差較小因而折射角也小(見(jiàn)線b)。
反射系統(tǒng)
數(shù)字型折光儀的檢測(cè)系統(tǒng)(反射系統(tǒng))如下所述:
如下圖所示,如果光線A由棱鏡的左下部小角度入射,將不會(huì)被分界面
反射,而會(huì)穿過(guò)樣品。光線B則會(huì)被分界面反射至右部,幾乎沿著棱鏡界面射出。光線C,則由于入射角太大而不能穿過(guò)樣品,被棱鏡*反射至右下部。
如上所述,圖中所示的虛線B即為明暗區(qū)域的分界線。由于分界線的反射角與反射率成正比,因此明暗區(qū)域分界線的位置即成為一個(gè)標(biāo)度可轉(zhuǎn)換為折射率數(shù)據(jù)。
三、折射率與Brix值
折射計(jì)測(cè)量的是溶液的折射率。Brix標(biāo)度實(shí)際上表示是蔗糖水溶液的濃度。
而在大多數(shù)溶液中除蔗糖外,可能還包括鹽、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)等,Brix值表示溶液中總的可溶性固形物的含量。對(duì)于特定的樣品,如切削油或其它工業(yè)產(chǎn)品,可通過(guò)建立Brix值與樣品實(shí)際濃度的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行測(cè)量。
Brix(%)值與折射率(nD)換算表
上表所用Brix0-85%與折射率之間的換算值系采用ICUMSA(糖分析
方法協(xié)會(huì),1974年成立)數(shù)據(jù) 。
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