رفراکتومتر چیست؟

رفراکتومتر یا شکست سنج، نوعی دستگاه آزمایشگاهی است که جهت شناسایی و تشخیص درجه خالص بودن مواد آزمایشگاهی به کار برده می شود. در واقع این دستگاه با اندازه گیری ضریب شکست مواد (مایعات، جامدات و گازها) میتواند درجه خلوص آن ماده را نشان دهد.

رفراکتومتر از دو کــلــمــــه Refract بــه مـعـنــی شـکـسـتــن و meter بـه معنـی سنجش تشکیل شده است.

حتماً در درس فیزیک با مفهوم شکست نور آشنا شده اید. وقتی تکه چوبی را تا نیمه درون آب فرو می برید مشاهده می کنید که آن قسمتی از چوب که داخل آب است کمی کج و نامتقارن با تکه بیرونی چوب به نظر می رسد. علت این اتفاق این است که نوری که از قسمت داخل آب از سوی چوب منعکس می شود. پس از خروج از آب به خاطر تفاوت غلظت دو محیط و تغییر سرعت عبور نور از آن ها ، اندکی منحرف می شود. این همان معنای شکست نور یا رفرکشن ست.

به صورت علمی تر اگر بخواهیم توضیح دهیم: در صورتیکه محیط دوم چگال تر از محیط اول باشد نور به خط عمود نزدیک‌ تر می شود. اما در صورتی که محیط دوم رقیق تر بوده و چگالی کمتری نسبت به محیط اول داشته باشد نور از خط عمود دورتر می‌شود.

هر ماده مایع ، گاز و یا جامد شفافی که نور از آن عبور می کند بر حسب چگالی و غلظتش دارای ضریبی به نام ضریب شکست می باشد که مانند دمای ذوب یا انجماد یک خاصیت فیزیکی خاص همان ماده است.

به محاسبه متوسط این ضریب شکست یک ماده در اصطلاح علمی رفراکتومتری گفته می شود. همچنین  ابزاری که وظیفه این کار را به عهده دارد رفراکتومتر نامیده می شود. شکست سنج یا انکسار سنج نیز از نام هایی دیگریست که به این دستگاه اطلاق می گردد.

رفراکتومتر

رفراکتومتر چطور کار می کند؟

زمانی که نور وارد یک مایع می شود تغییر مسیر می دهد، این فرایند شکست نور نامیده می شود. رفراکتومتر میزان تغییر مسیر نور را که به آن زاویه شکست گفته میشود را اندازه می گیرد. زاویه شکست اندازه گیری شده با مقادیر شاخص انکساری  nd مرتبط سازی میشود. بدین ترتیب با استفاده از این روش میتوان غلظت محلول ها را تعیین کرد.

برای کار با این دستگاه ، لازم است یک تا دو قطره از مایعی که ماده محلول در آن قرار دارد. ابتدا روی صفحه شیشه ای دستگاه برای اندازه گیری ریخته شود و سپس پس از بستن درپوش ، آن را در معرض نور قرار دهید (مصنوعی یا طبیعی). روش خواندن رفراکتومتر این است که وقتی عدد روی دستگاه ظاهر می شود ، می توانید شکل بدست آمده را با کمک جداول یا دماسنج های بریکس تفسیر کنید.

 

مقیاس بریکس brix و درصدهای رایج بریکس

نمونه مایع                                   درصد بریکس brix

روغن های خنک کننده                            0 تا 8

پرتقال                                                4 تا 13

نوشابه های گازدار                                5 تا 15

سیب                                               11 تا 18

انگور                                                14 تا 19

آب میوه های غلیظ                             42 تا 68

شیر پر چرب                                     52 تا 68

مربا و ژله                                         60 تا 70

 

 

کاربرد رفراکتومتر

در حال حاضر متخصصان از این دستگاه در مصارف گوناگونی همچون آزمایشگاه ها و مراکز پزشکی جهت تشخیص و اندازه گیری چربی خون، قند خون، میزان اوره، میزان غلظت مایعات، پروتئین خون و تعیین غلظت Urine استفاده می کنند.

همچنین رفرکتومتر ضمن استفاده در مصارف پزشکی در حوزه صنعت، دامپزشکی، داروسازی، فارماکولوژی، صنایع غذایی، صنعت رنگ و… مورد استفاده قرار می گیرد.

از رفراکتومتر ها امروزه مثلاً برای مشخص کردن مقدار غلظت کربو هیدرات ها ، میزان سیلیسیوم در شیشه های سیلیکاتی ، مقدار گوگرد در لاستیک ، اندازه گیری درصد کربن موجود در ترکیبات آلی و نفتی و همچنین در تعیین درجه سیر ناشدگی روغن های مختلف نباتی استفاده می شود. در صنایع پرورش ماهی این دستگاه برای اندازه گیری میزان شوری آب یا همان غلظت نمک موجود در آب حوضچه های پرورش به کار می رود. از کاربرد های رفراکتومتر ها در صنایع غذایی نیز می توانیم به تعیین بریکس محلول قند در کارخانه های تولید قند اشاره کنیم.

 

اجزای دستگاه رفرکتومتر

با اینکه رفراکتومتر ها در انواع و مدل های مختلفی در بازار موجود هستند اما ساختار کلی آنها به یک شکل بوده و اجزای تشکیل دهنده آنها نیز عموماً یکسان می باشند.

دستگاه رفرکتومتر شامل دو بخش نوری و خوانش می باشد که هر کدام از این بخش ها نیز از قسمت های زیر تشکیل می شود.

  • منشورها (متقارن و بازتاب دهنده، چهارگوش)
  • منشورهای انتشار دهنده (طیف ساز)
  • عدسی ها (چشمی، شیئی و عدسی خوانش)
  • کندانسور
  • آینه بازتاب دهنده نور
  • آینه نوسانی
  • کراتیکول
  • صفحه مدرج

البته باید توجه شود که بخش خوانش از اجزای رفراکتومتر چشمی و دستی محسوب می شود و در رفرکتومترهای اتوماتیک این بخش در صفحه دیجیتال قرار می گیرد.

 

انواع رفراکتومتر

امروزه دستگاه رفراکتومتر در انواع متنوع و مختلفی طراحی و به فروش می رسد.

  • رفراکتومتر رومیزی
  • رفراکتومتر دستی آنالوگ
  • رفراکتومتر دستی دیجیتال
  • رفراکتومتر آنلاین
  • رفراکتومتر چشمی

 

نحوه و روش نگهداری از دستگاه 

  •  این ابزار اندازه گیری باید در مکانی خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری شود تا از کپک زدن لنزها جلوگیری شود. لنزها قسمتهای اساسی این دستگاهها هستند و آسیب رسیدن به آنها باعث اشتباه در نتایج ارائه شده توسط دستگاه می شود.

 

  • با استفاده از این ابزارها ، احتمالاً محلول های سایش اندازه گیری می شود. در صورت استفاده از چنین محلول هایی ، باید بلافاصله دستگاه تمیز شود تا باقیمانده این مواد در داخل دستگاه به قسمتهای نوری و مکانیکی دستگاه آسیب نرساند.

 

  • محل قرارگیری نمونه یکی از مهمترین قسمتهای رفراکتومتر است. محلولها یا جامدات نیمه جامد باقی مانده و آلوده در محل نمونه باعث ایجاد خراش در سطح منشور می شود که ممکن است دستگاه را کاملاً از کار بیندازد.

 

  • قسمتهای نوری رفراکتومتر اصلاً نباید با دست لمس یا تمیز شوند. برای تمیز کردن این قطعات، بهتر است از موادی مانند پارچه های آغشته به اتر یا زایلول استفاده کنید.

 

  • هرگز نباید دستگاه را به شدت تکان داد.

 

  • مراقب باشید دستگاه را از ارتفاعی مانند بالای میز روی زمین پرتاب نکنید. زیرا ضربه برجسته یا شوک در ترازبندی این منشورها و لنزها اختلال ایجاد می کند.

 

  • اگر از مواد خورنده و محلول ها برای جلوگیری از آسیب به قطعات مکانیکی و نوری استفاده شود، تمیز کردن سریع تجهیزات ضروری است.

 

اشتراک گذاری:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *