دستگاه رفرکتومتر

دستگاه رفرکتومتر چیست؟

دستگاه رفراکتومتر (Refractometer) یا رفرکتومتر که به آن غلظت سنج، شکست سنج، بریکس متر، بریکس سنج و انکسار سنج نیز می گویند، از پر کاربرد ترین تجهیزات ابزار دقیق مورد استفاده در آنالایزر سیالات می باشد که به منظور سنجش و تشخیص میزان خلوص مواد، مورد استفاده قرار می گیرد. رفرکتومتر ها میزان خلوص یا غلظت را از طریق ضریب شکست محلول اندازه گیری می کنند. این دستگاه ها کاربری ساده ای داشته و دارای دقت بسیار بالایی می باشند.

کاتالوگ معرفی تجهیزات آزمایشگاهی فامکو

انواع دستگاه رفراکتومتر یا شکست سنج

دستگاه رفرکتومتر در دو نوع رفرکتومتر صنعتی اینلاین یا درون خطی و رفرکتومتر آزمایشگاهی می باشد که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم.

رفرکتومتر اینلاین (شکست سنج درون خطی)

رفراکتومتر های اینلاین (درون خطی) در خطوط لوله تاسیسات تولید یا مخازن در جهت تنظیم و کنترل فرآیند های غلظت نصب می شوند. وظیفه اصلی آنها اندازه گیری مداوم غلظت سیالی است که در داخل لوله یا مخزن جریان دارد و می تواند غلظت انواع محلول های شفاف و غیر شفاف را اندازه گیری نماید. این ابزار دقیق قابل استفاده درصنعت می باشد و دارای سنسور هایی است که در مسیر عبور جریان قرار گرفته و با محاسبه دما و ضریب شکست نور، غلظت سیال عبوری را طی سه مرحله کالیبراسیون و فرآیند جبران سازی دما برحسب بریکس محاسبه میکند. درمرحله بعد دیتا های مربوط به غلظت را در نمایشگر نشان می دهد. در مرحله پایانی سیگنال های خروجی را به سمت کنترلری مانند PLC ارسال می کنند تا به کمک اپراتور ها سیستم در حالت مطلوب قرار گیرد. با توجه به قطر لوله اندازه رفرکتومتر مشخص می شود. رفرکتومتر مخزن نیز نوعی رفرکتومتر درون خطی محسوب می شود.

دستگاه رفرکتومتر آزمایشگاهی

دستگاه های رفرکتومتر آزمایشگاهی از پرکاربرد ترین تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در آزمایشگاه های صنعتی می باشد که در ابعاد و انواع مختلفی ساخته می شوند و هر کدام دارای مشخصات متفاوتی هستند، در ادامه به شرح هر یک از مدل های رفرکتومتر می پردازیم.

دستگاه رفراکتومتر رو میزی

دستگاه های رفرکتومتر رو میزی که به آنها دستگاه رفراکتومتر آزمایشگاهی رو میزی نیز می گویند، جهت اندازه گیری میزان غلظت در مواردی که دقت حائز اهمیت است، به کار گرفته می شوند. این دستگاه ها در انواع آزمایشگاه ها و صنایع کاربرد دارند و میزان غلظت را بر روی نمایشگر نمایش می دهند.

دستگاه رفراکتومتر پرتابل

دستگاه های رفرکتومتر پرتابل یا شکست سنج قابل حمل که به آنها دستگاه رفرکتومتر کلینیکال و دستگاه رفرکتومتر صنعتی و آزمایشگاهی نیز می گویند، برای اندازه گیری سریع غلظت مواد کاربرد دارند. ابعاد این دستگاه ها به گونه ای است که به راحتی جا به جا می شوند و در مطب ها، کلینیک ها، آزمایشگاه ها و صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.

اجزای دستگاه رفرکتومتر یا غلظت سنج

رفرکتومتر یا شکست سنج از منشور، عدسی، صفحه مدرج، آینه، کندانسور، نمایشگر و غیره تشکیل می شوند. همه اجزا در کنار یکدیگر میزان غلظت را از طریق بررسی شکست نور می سنجند و بر روی صفحه نمایشگر دستگاه نمایش می دهند.

نحوه عملکرد دستگاه رفرکتومتر یا شکست سنج

مسیر نور با وارد شدن به محیط مایع، تغییر پیدا می کند و اصطلاحا دچار شکست می شود، دستگاه رفراکتومتر با اندازه گیری میزان زاویه شکست نور و تطابق دادن با مقدار شاخص انکساری (nD)، ضریب شکست و غلظت محلول را اندازه گیری می کند. لازم به ذکر است که محلول ها میزان شاخص های انکساری متفاوتی دارند که به غلظت مواد در آب بستگی دارد. با قرار دادن چند قطره از محلول بر روی دستگاه رفرکتومتر و بستن درپوش، دستگاه با استفاده از نور و مکانیسم خود، میزان غلظت را می سنجد و نمایش می دهد.

نحوه خواندن رفراکتومتر یا شکست سنج

با قرار دادن محلول بر روی محل قرار دادن نمونه، عددی بر روی صفحه نمایشگر دستگاه رفرکتومتر نمایش داده می شود. با استفاده از جدول میزان بریکس، مقدار غلظت قابل محاسبه است، در بعضی از رفراکتومتر ها نیز میزان غلظت بر حسب بریکس به همراه ضریب شکست به صورت همزمان نمایش داده می شود.

روش استفاده از دستگاه رفراکتومتر

برای استفاده از دستگاه رفرکتومتر و تعیین میزان غلظت محلول، ابتدا یک یا چند قطره از محلول نمونه را با استفاده از قطره چکان بر روی محل قرارگیری نمونه می گذاریم و سپس درپوش آن را می بندیم. از آنجایی که ضریب شکست به دما وابسته است، سنجش غلظت باید در دمای ثابت صورت گیرد. در آخر هم باید آینه ها و نور دستگاه تنظیم شود تا ضریب شکست (nD) و میزان غلظت (Brix) نمایش داده شود.

واحد بریکس چیست؟

بریکس واحدی است که مقدار ذرات جامد موجود در محلول را تعیین می کند. دمای مناسب برای نمونه مورد استفاده در دستگاه 86 درجه فارنهایت معادل 30 درجه سانتیگراد است که اگر دمای محلول مورد نظر بیشتر از این مقدار باشد سبب خاموش شدن بخش اندازه گیری دستگاه می شود. پس با صبر و حوصله فرصت دهید تا نمونه مورد استفاده کاهش دما داده و سرد شود. برای آغاز فرآیند دستگاه را در برابر نور طبیعی یا مصنوعی قرار دهید، مزیت کار با این دستگاه این است که در هر ساعت از شبانه روز می توانید از آن استفاده کنید. عدد ظاهر شده روی دستگاه را به کمک جدول بریکس و یا جداول حرارتی تطبیق داده و عدد بدست آمده طی فرآیند محاسبه غلظت را تفسیر نمایید.

واحد اندازه گیری در رفرکتومتر یا شکست سنج

بریکس (Brix)، متداول ترین مقیاس برای اندازه گیری میزان ضریب شکست می باشد. ضریب شکست آب خالص RI=1.333 است که آن را (0)BRIX می نامند و به عنوان مرجع در نظر گرفته می شود. بریکس، واحد سنجش در صنایع غذایی، فلز کاری، آزمایشگاه ها و غیره است.

لازم به ذکر است میزان تاثیری که مواد جامد موجود در سیال، بر روی نور می گذارند، متفاوت است. کارشناس فنی باید بر اساس کاربری خود، بریکس دستگاه رفرکتومتر را کالیبره کند تا دستگاه عملکردی مطلوب داشته باشد.

تاثیر دما در رفرکتومتر یا شکست سنج

دما دراندازه گیری ضریب شکست بسیار موثر است بنابراین دمای منشور و نمونه باید به دقت کنترل شود. این کنترل دما باید به گونه ای باشد که تغییرات دمای نمونه به اندازه کافی کم باشد تا در روند محاسبه ضریب شکست اختلال ایجاد نشود. برای این منظور می توان از سنسور های دما با دقت بالا و دستگاه های Peltier برای کنترل دمای نمونه و منشور استفاده نمود.

نکات مربوط به استفاده و نگهداری از دستگاه رفراکتومتر آزمایشگاهی و صنعتی

• دستگاه رفرکتومتر در محیطی تمیز و دور از رطوبت با تهویه و دمای مناسب (حدود 20 تا 28 درجه سانتیگراد) قرار داده شود تا عدسی های آن دچار مشکل نشود.
• از ضربه زدن به دستگاه بریکس متر بپرهیزید، زیرا ممکن است تنظیمات آن دچار مشکل شود.
• ضریب شکست به دما بستگی دارد و بهترین دما برای اندازه گیری میزان غلظت، بازه دمایی 20 تا 25 درجه سانتیگراد می باشد، برای دریافت نتیجه مطلوب لازم است این نکته در نظر گرفته شود.
• پس از تعیین غلظت مواد خورنده، به منظور پیشگیری از وارد شدن آسیب به دستگاه، آن را سریعا تمیز کنید.
• بعد از هر بار استفاده از رفراکتومتر، منشور را با دستمال نرم و تمیز پاک نمایید.
• از پارچه کتان و محلول اتر جهت تمیز کردن قسمت های نوری رفرکتومتر استفاده کنید و از لمس کردن این قسمت ها خودداری شود.
• در صورت استفاده از دستگاه رفرکتومتر رو میزی، آن را بر روی میز قرار دهید تا از افتادن یا ضربه احتمالی حفظ گردد.
• در مواقع عدم استفاده از دستگاه، درپوش آن را بسته نگه دارید تا منشور دچار مشکل نشود.

نکات مربوط به خرید دستگاه رفرکتومتر یا شکست سنج

• کاربری دستگاه را در نظر گرفته و رفرکتومتر مناسب با کاربرد را انتخاب نمایید.
• به بازه دمایی حوزه کاری رفرکتومتر توجه شود.
• بازه اندازه گیری غلظت و دقت اندازه گیری دستگاه بریکس متر در نظر گرفته شود، برای این کار میزان بریکس دستگاه های رفرکتومتر مناسب برای تعدادی از موارد پرکاربرد در جدول ذکر شده است.

کاربرد دستگاه رفرکتومتر یا شکست سنج

• در آزمایشگاه های تشخیص طبی و مراکز درمانی جهت اندازه گیری و تعیین میزان چربی خون، اوره، پروتئین و غیره
• در مراکز تحقیقاتی و مراکز کنترل کیفی در صنایع مختلف
• در آزمایشگاه های سم شناسی برای تجزیه و تحلیل ادرار
• در صنایع کشاورزی، زمین شناسی، تولیدی و غیره
• در آزمایشگاه های سنگ، گوهر شناسی و صنایع مربوط به استفاده از آنها برای تعیین نوع سنگ قیمتی
• در صنایع داروسازی، شیمیایی، غذایی، رنگ، رزین و غیره به منظور تعیین خلوص مواد
• در صنایع خودرو سازی جهت اندازه گیری میزان غلظت روغن و مایع های خنک کننده
• در صنعت فلز کاری جهت بررسی غلظت روانکار های بر پایه آب
• در صنایع نگهداری و پرورش زنبور و آبزیان
• در صنایع غذایی برای اندازه گیری غلظت مواد قندی نوشیدنی ها، بررسی کیفیت عسل، تعیین درجه غیر اشباع روغن ها و غیره
• تعیین خلوص انواع مواد شوینده
• در فروشگاه های آکواریوم و نگهداری از ماهی ها به منظور سنجش شوری و تامین شرایط آب برای ماهی ها

مزایای استفاده از رفرکتومتر:

• اندازه گیری سریع
• دقت بالا
• کاربری آسان