Что такое рефрактометр и как им правильно пользоваться? Рефрактометрия — что это такое? Зачем нужна калибровка прибора.

Современные самогонщики с опытом в процессе домашнего приготовления крепкого алкоголя стараются пользоваться специализированными инструментами для определения качества продукта и выявления степени концентрации в нем определенных веществ. Важнейшим помощником хорошего самогонщика является рефрактометр.

Рефрактометр – это специальный оптический инструмент, который измеряет концентрацию растворов при помощи явления преломления света. Сам термин «рефракция» появился еще в начале 18-го столетия, и ввел его Ньютон. Это металлическое устройство с предметным стеклом и окуляром. Те люди, которые изготавливают домашний самогон, очень часто применяют рефрактометр для измерения уровня сахара или спирта в жидкости. Перед использованием прибор нужно обязательно откалибровать.

Разновидности

Существует несколько основных видов рефрактометров.

1. Промышленные и лабораторные приборы предназначаются для исследования разнообразных веществ в научных лабораториях, а также помогают контролировать качество технологического процесса во время производства. Это достаточно большие устройства с высокой точностью.
2. Портативная разновидность рефрактометров помогает оперативно исследовать долю веществ в растворах в условиях производства, лаборатории или других мест. Они делятся на следующие два подвида:

• Цифровые рефрактометры оснащены ЖК-экраном, который быстро продемонстрирует результаты измерений. В них также бывают дополнительные функции вроде измерения плотности и коэффициента преломления, преобразования результатов в другие единицы измерения, а также поддержания стабильной температуры.
• Ручные рефрактометры имеют малогабаритные размеры и не имеют в себе никаких электрических элементов питания, потому их легко переносить и использовать в нужных условиях. Сейчас именно эта разновидность так популярна среди заядлых самогонщиков, благодаря своей уникальной точности, простоте использования и доступной цене.

Одними из самых популярных рефрактометров, которые хорошо подойдут для самогонщиков, являются ручные модели со шкалой измерений в Brix. Она предназначается для измерения сахара в растворе жидкости.

Рефрактометры с мерой Brix

Градус Brix - мера массового отношения сахарозы к жидкости, в которой она находится. Вычисляется такая мера при помощи рефрактометра. К примеру, 25 °Bx обозначает, что в 100 граммах жидкости находится 25 граммов сахара.

Многих самогонщиков сильно беспокоит вопрос содержания сахара в изготавливаемой ими браге. Не всегда такую долю можно вычислить при помощи обыкновенного калькулятора. И на это имеются довольно важные причины.

1. Брага может быть приготовлены на ягодах, фруктах или даже зернах. Сахаристость такого продукта вычислить достаточно непросто.
2. Изменение сахаристости браги в процессе ее брожения — важный показатель, который поможет регулировать качество и вкусовые характеристики напитка на выходе.

К тому же именно по разнице в содержании сахара опытный самогонщик сможет быстро рассчитать процент спирта, который успели набродить дрожжи за время, прошедшее между измерениями. Если при этом доля спирта находится в стабильном для того или иного продукта диапазоне — то все идет хорошо. А если нет, человеку нужно будет аэрировать свою брагу, регулировать температуру и подкармливать.

Какой выбрать?

Сейчас на сайте Aliexpress можно найти множество разновидностей рефрактометров для самогоноварения, которые выглядят очень похоже. Главная разница между ними - шкалы измерения, которые нанесены на стекло. Иногда это может быть Brix (объемная доля сахарозы), иногда — объемная доля спирта, иногда — отношение плотности вещества к плотности воды, а также другие соотношения. По сути, приобрести можно любой, а затем пользоваться перерасчетом или специальной линейкой для того. Но такие сложности ни к чему. Если самогонщик собирается измерить конкретный показатель, то ему разумнее остановить свой выбор на том рефрактометре, шкала которого идет в нужных единицах измерения.

Также определенные модели домашних рефрактометров могут учитывать влияние температуры при помощи функции ATC. Внутри данных приборов располагается биметаллическая пластина. Она может изменять свои размеры, зависимо от температуры. К тому же эта пластина соединяется с оптической системой рефрактометра, влияя на нее при колебаниях температуры. Поэтому при приобретении качественного рефрактометра важно обратить внимание на наличие в нем данной функции. Если ее нет — самогонщику придется использовать специальные таблицы для перерасчета. Именно поэтому хороший рефрактометр имеет такое большое значение для самогоноварения.

Рефракция - измерение методом преломления. Этот термин был введен в употребление еще в 18 веке Ньютоном. Рефрактометр получил свое название за принцип работы. Принцип рефрактометра - измерять концентрацию растворов и масел через коэффициент преломления света.

Виды устройств

Устройство рефрактометра основано на призме. Сегодня существует несколько видов таких приборов:

• цифровые;
• ручные;
• лабораторные;
• стационарные промышленные.

Промышленные и лабораторные устройства используются на предприятиях и в исследовательских центрах. Они не отличаются мобильностью, потому что имеют большие габариты. Тяжелые устройства обычно не переносят, их используют на месте. Преимущество такого оборудования - высокая точность показателей.

Цифровые и ручные механические рефрактометры отличаются высокой мобильностью. Они маленькие и легкие, такие приборы можно легко транспортировать. Шкала рефрактометра отображается на ручной механическом приборе. Цифровой рефрактометр показатель преломления отображает в цифрах без шкалы.

Преимущества разных видов устройств

Промышленные и лабораторные рефрактометры имеют одно важное преимущество - они отличаются высокой точностью показателей. Такие приборы используют в лабораториях крупных предприятий. Например, компания, выпускающая СОЖ, тестирует масла, используя лабораторные приборы. Производитель автомобилей может подбирать масла и другие жидкости для машин с помощью промышленного рефрактометра.

Ручные механические и цифровые приборы применяют там, где большое значение имеет мобильность оборудования. Например, в автосервисе лучше использовать один из компактных и простых приборов. Ручной рефрактометр TechLube RB-18 ATC идеально подойдет для таких целей. Шкала рефрактометра довольно точно отобразит концентрацию СОЖ и других жидкостей (в том числе антифризов).

Рефрактометр TechLube RB-18 ATC не имеет элементов питания, он идеален даже для полевых условий. Если нужно быстро измерить концентрацию вещества, рефрактометр показатель преломления отобразит мгновенно. Достаточно нанести немного вещества на линзу. С такой задачей справится даже новичок, который не имеет опыта в проведении подобных измерений. Освоить процедуру измерения можно за несколько минут.

Электронный рефрактометр имеет расширенный функционал - это главное достоинство портативного прибора. Он может отобразить на жидкокристаллическом экране одновременно коэффициент преломления и плотность состава, преобразовав результаты в нужные единицы измерения. Аппарат удобен, но требует больше опыта и ему необходимы элементы питания.

Как устроен прибор

Устройство рефрактометра можно расмотреть на примере простого и практичного аппарата TechLube RB-18 ATC. Главный элемент устройства - призма с высоким показателем преломления. Именно на нее наносят исследуемое вещество, концентрацию которого необходимо установить.

На линзу падает луч, который преломляется под определенным углом. Угол преломления света в линзе, на которую уже нанесено вещество (например, СОЖ) зависит от плотности исследуемого веществ. Свет, преломляясь, попадает на систему линз и отображается на шкале. Коэффициентом преломления называют соотношения между углом вхождения луча и углом преломления в среде.

Принцип рефрактометра используют очень давно, прибор применяется во многих сферах. Он доказал свою эффективность. Устройство рефрактометра со временем было усовершенствовано, так появились цифровые приборы, но работает система по старой схеме.

Показатель преломления может измениться из-за температуры. В отдельных приборах температура вещества сохраняется стабильной благодаря специальной биметаллической пластине. Если температура вещества растет или понижается, пластина реагирует на это. Она корректирует показатели шкалы с учетом изменения температуры вещества. Впрочем, подобная функция нужна в отдельных случаях.

Зачем нужна калибровка прибора

Чтобы шкала рефрактометра показывала точные результаты, необходимо подготовить инструмент к работе и провести процедуру калибровки. Для таких целей используют самую обычную дистиллированную воду. Она нужна для того, чтобы выставить нулевое значение. Известно, что дистиллированная вода никак не влияет на преломление света в линзе - она дает нулевой коэффициент.

Для подготовки прибора надо нанести с помощью пипетки на главную линзу немного дистиллированной воды. Потом прибор закрывают и выставляют нулевое значение, используя калибровочный винт. Когда значение 0,0 выставлено, необходимо очистить специальной тряпочкой линзу. После такой небольшой подготовки можно проводить исследования - рефрактометр показатель преломления будет отображать очень точно.

Описанным выше образом можно настроить ручной рефрактометр TechLube RB-18 ATC. Он очень прост в использовании. После калибровки прибор дает точные значения. Использовать устройство несложно - достаточно повторять те же действия, что и при калибровке, не трогая только калибровочный винт.

На линзу для проведения измерений пипеткой надо нанести вещество, потом необходимо закрыть стекло и подождать около 30 секунд. Когда 30 секунд прошло, можно направить устройство на любой доступный источник света. Это может быть солнце или лампочка - мощность источник не повлияет на значение. Рефрактометр показатель преломления отобразит даже при неярком освещении.

Главное - не трогать в процессе измерений калибровочный винт, иначе придется проводить всю процедуру с нуля. Когда приходится проводить много измерений, используя разные жидкости, стоит почаще калибровать прибор и чистить его. Иначе возможны ошибки в показателях.

Пример простого прибора

Пример простого, но эффективного прибора - TechLube RB-18 ATC. Оптический рефрактометр идеально подойдет для измерения концентрации водосмешиваемых СОЖ. Он имеет систему автоматической температурной компенсации, чем выгодно отличается от многих аналогичных устройств. Если температура тестируемого состава изменится, это не повлияет на показатели рефрактометра.

Прибор гарантирует высокую точность измерений в любых условиях. Устройство можно взять с собой в дорогу, использовать в лаборатории, на предприятии, в автосерисе или гараже. Рефрактометр не займет много места.

Прибор устойчив к механическим повреждениям. Для его калибровки достаточно иметь немного дистиллированной воды. TECHLUBE предлагает скидки при покупке рефрактометров этой серии оптом. Срок службы таких приборов длительный, они надежные и практичные. Долговечность прибору обеспечивается относительно простой конструкцией и высоким качеством сборки.

TechLube RB-18 ATC имеет удобную обрезиненную ручку, которая не скользит в руках. Даже если руки в масле, прибор не выскользнет. Производитель продумал конструкцию рефрактометра до мелочей, учитывая специфику его применения.

Рефрактометр – это оптический инструмент, предназначенный для измерения концентрации растворов, в основе которого лежит явление преломление света.

Рефрактометрия ― 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.

Классификация :

1. Промышленные

2. Лабораторные

3. Портативные цифровые

4. Портативные ручные

Промышленные и лабораторные рефрактометры предназначены для исследования веществ в научных лабораториях и контроля технологических процессов на производстве. Они имеют высокую точность измерений но и сравнительно большие размеры.

Портативные рефрактометры предназначены для оперативного контроля веществ в лаборатории, на производстве или в полевых условиях. В свою очередь, портативные рефрактометры можно классифицировать на цифровые и ручные.

Портативные цифровые рефрактометры обычно имеют жидкокристаллический дисплей, на котором отображается полученные результаты измерений. Чаще всего они также обладают дополнительными опциями, такими как одновременное измерение плотности и коэффициента преломления раствора, преобразование результатов в различные единицы измерения, поддержание температуры образца и прочее.

Ручные (не цифровые) рефрактометры имеют обычно более компактные размеры и не имеют никаких электронных схем и элементов питания (за исключение некоторых моделей с подсветкой), что позволяет их с легкостью использовать для измерений не только на производстве, но и в домашних условиях. Сегодня такие рефрактометры очень популярны, благодаря своей точности, удобству эксплуатации, портативности и невысокой доступной цены.

На чём же основан принцип работы рефрактометра?

Принцип действия рефрактометра основывается на использовании явления рефракции (преломления) светового потока. При переходе луча света из одного вещества в другое он отклоняется от прямолинейного направления на некоторый угол. Соотношение угла вхождения светового луча в вещество и угла преломления его на границе раздела двух сред называется коэффициентом (показателем) преломления.

Строение типичного рефрактометра схематически изображено на рисунке ниже. Основным оптическим элементом рефрактометра является призма, на которую наносится исследуемое вещество. 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 попадает, 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 (или в случае с более простыми моделями калибровочной отвёртуи) на шкале прибора выставляется значение 0,0. После калибровки призму нужно аккуратно протереть мягкой тряпочкой (желательно использовать тряпочку для линз очков, её материал не повредит линзу рефрактометра). Теперь рефрактометр готов к измерениям. Если шкала рефрактометра начинается не с нуля (0 это дистиллированная вода), то рефрактометр калибруется по специальному маслу.

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. Также не измеряйте и очень горячие растворы, так как главная линза может отклеится. Для большинства рефрактометров температурный придел 50С.

Применение рефрактометров

Рефрактометры широко используются в различных областях человеческой деятельности. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространённых сфер применения рефрактометров:

В пищевой промышленности:

1. контроль качества ;

2. определение массовой доли растворимых сухих веществ в продуктах переработки плодов и овощей;

В медицине:

1. определение белка в сыворотке крови;

2. определение плотности мочи, субретинальной жидкости глаза;