رفراکتومتر چیست؟ انواع و کاربرد آن

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. کافیست تنها چند قطره از مایع را روی دستگاه بریزید. از این دستگاه در صنایع غذایی، کشاورزی، شیمیایی و تولیدی نیز استفاده می شود.

قبل از پرداختن به اساس کار رفرکتومتر به یک موضوع مهم فیزیکی به نام بازتاب داخلی کلی می پردازیم. زیرا رفرکتومتر بر پایه همین پدیده ساخته شده است.

برای درک کامل بازتاب داخلی، با یک آزمایش فکری شروع می کنیم. فرض کنید که یک پرتوی لیزر در داخل یک مخزن آب به سمت مرز بین آب و هوا تابانده می شود. سپس فرض کنید که زاویه ای که نوری به سمت بالا تابیده شده به آرامی تغییر می کند و رفته رفته به سمت زوایای بزرگتر شروع به حرکت می کند.

طبق اصول فیزیکی نور هم بازتابیده می شود و هم پدیده شکست رخ می دهد. همچنین مشاهده خواهیم کرد که شدت اشعه منعکس شده و شکسته شده (انکسار) ثابت نمی ماند. در زاویه تابش نزدیک به ۰ درجه، بیشتر انرژی نور از مرز عبور می کند و تعداد کمی از آن بازتاب می یابد.

هرچه زاویه تابش به زوایای بیشتر افزایش یابد، شدت شکست کمتر و بازتابش بیشتری خواهیم داشت. یعنی هرچه زاویه تابش افزایش می یابد، میزان روشنایی اشعه شکست خورده کاهش یافته و میزان روشنایی اشعه منعکس شده افزایش می یابد. سرانجام، ما مشاهده خواهیم کرد که زوایای بازتاب و انکسار برابر هستند.

از آنجا که امواج نور از حالت طبیعی یعنی زاویه صفر درجه دور می شوند، زاویه انکسار از زاویه تابش بیشتر خواهد بود. اگر زاویه نور فرودی ۶۰ درجه باشد، دیگر هیچ اشعه انکساری وجود نخواهد داشت یعنی نور کاملاً منعکس می شود.

اساس کار رفراکتومتر :

زمانی که نور وارد یک مایع می شود تغییر مسیر می دهد، این فرایند شکست نور نامیده می شود. رفرکتومتر میزان تغییر مسیر نور را اندازه می گیرد که به آن زاویه شکست نور گفته می شود. رفراکتومتر زاویه شکست نور را اندازه می گیرد و آن را با مقادیر شاخص انکساری nD مرتبط می سازد. با استفاده از این مقادیر می توانید غلظت محلول ها را تعیین کنید.

به عنوان مثال محلول ها دارای شاخص های انکساری متفاوت هستند که به غلظت آنها در آب بستگی دارد. منشور رفراکتومتر نسبت به محلول شاخص انکساری(ضریب شکست) بیشتری دارد.

به محض قرار دادن نمونه بر روی منشور می توان اندازه ها را خواند. با یک محلول دارای غلظت کم، شاخص انکساری منشور بسیار بزرگتر از محلول نمونه است و در نتیجه زاویه شکست ایجاد شده بزرگ خواهد بود و عدد خوانده شده کوچک است. عکس این مسئله در مورد یک مایع با غلظت بالا اتفاق می افتد. برای مشاهده سایر محصولات آتاگو می توانید وب سایت atago.net را مطالعه نمایید.

اجزای دستگاه رفرکتومتر

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.

مقیاس بریکس brix و درصدهای رایج بریکس را در جدول زیر مشاهده نمایید:

شاخص های شکست رایج

خوانش شاخص های شکست به دما وابسته هستند که چند مورد را در جدول زیر مشاهده می کنید.