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折光儀的原理與用途

閱讀:6631      發(fā)布時間:2011-7-15
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折光儀是一種利用折光的原理簡便快速測定溶液的折射率(nD)、糖度(Brix)及濃度的光學儀器。

 

 

折射率:又名相對折射率,是光從一種介質射入另一種介質發(fā)生折射時,入射角γ的正弦值與折射角β正弦值的比值,是一個物理常數(shù)。介質相對真空的折射率叫做折射率。

 

二、折光儀的產品形態(tài)

刻度手持式折射儀:也稱糖鏡、手持式糖度計。小巧,便于攜帶,目視讀數(shù)。 

 

 

 

 手持數(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,操作簡便,測量快速,不消耗化學試劑,無化學污染


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 臺式數(shù)顯折光儀精度高,操作簡便,測量快速


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 在線折光儀:可進行生產線在線實時監(jiān)測樣品折射率、Brix、各種自定義濃度、溫度,確保生產安全。


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三、折光儀的應用

1.      食品飲料行業(yè):測量原料或半成品及成品的Brix或濃度或鹽度等,或生產過程中的濃度在線檢測。檢測樣品如可樂、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、調味品、調味醬或湯羹類 、豆奶,植物蛋白等 。也適用于蔬菜水果從種植至銷售的過程中,它可適用于測定準確的收采時期,作甜度分級分類,可應用于工業(yè)與農業(yè)生產、科研、政府檢驗、終端連鎖店、大型綜合超市、個人飲食健康管理等

2.      香精香料行業(yè):測量折射率用于定性檢驗與判斷純度

3.      紡織印刷行業(yè):淀粉測定、定形劑測定、有機溶劑濃度監(jiān)測(DMFDMSO等)、漿料的濃度測定

4.      化工行業(yè):各類有機物及無機物濃度測定與監(jiān)測、清洗液濃度

5.      汽車交通行業(yè):電池液、冷凍液、融雪劑濃度測定,如汽車保養(yǎng)的冷凍液濃度與冷凍溫度測定

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。

7.      醫(yī)療和臨床檢驗:醫(yī)藥原料折射率濃度測定、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定。個人健康管理,如糖尿病人飲食糖度監(jiān)測,日常生活鹽度監(jiān)測,腎臟病人尿比重監(jiān)測等。

四、折光儀的原理

生活現(xiàn)象舉例:

 

 當一根管子放入裝有水的玻璃杯中時,會看到管子發(fā)生彎曲。

如果將一根管子放入裝有糖水溶液的玻璃杯時,會發(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)即是將光的折射原理應用于實際的一種光學測量儀器,即當某

種物質的密度(濃度)增加時(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。

 

折射率的測量通常采用兩類檢測系統(tǒng):透射系統(tǒng)或反射系統(tǒng)。

刻度型手持式折射計和阿貝折光儀通常采用透射系統(tǒng),數(shù)字式折射計則采用反射系統(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(見線b)。

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反射系統(tǒng)

數(shù)字型折光儀的檢測系統(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,將不會被分界面

反射,而會穿過樣品。光線B則會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標度可轉換為折射率數(shù)據(jù)。

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三、折射率與Brix

折射計測量的是溶液的折射率。Brix標度實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、礦物質和蛋白質等,Brix值表示溶液中總的可溶性固形物的含量。對于特定的樣品,如切削油或其它工業(yè)產品,可通過建立Brix值與樣品實際濃度的轉換關系進行測量。

 

Brix%)值與折射率(nD)換算表

 

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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,1974年成立數(shù)據(jù) 。

 

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