اساس کار رفراکتومترها:

دستگاه‌ های اندازه گیری ضریب شکست یا رفراکتومتر بر پایه‌ی تکنولوژی فتومترها طراحی شده‌اند و نحوه‌ی عملکرد مشابهی دارند. از دستگاه‌های رفراکتومتر قالبا برای سنجش بریکس و غلظت استفاده میشود. سرعت نور به هنگام وارد شدن از یک محیط به محیط دیگر دچار تغییر میشود که به آن شکست نور میگویند. ضریب شکست برابر است با نسبت سرعت نور در محیط اولیه به محیط ثانویه. اساس کار رفراکتومترها به اینگونه است که نور تکفام از منبع نور به سمت محلول مورد آزمایش تابانده میشود و به دلیل تفاوت غلظت محیط محلول با محیط منبع، پدیده شکست‌ نور اتفاق میافتد. این دستگاه با اندازه‌گیری این ضریب شکست یکتا میتواند غلظت و یا بریکس را بسته به نوع دستگاه با استفاده از معادلات لورنتز-لورنز و یا گلدستون-دیل اندازه‌گیری کند.

رفراکتومترهای  رومیزی کروز آلمان

تاثیر دما بر عملکرد رفرکتومترها:

فرض کنیم ما 40 گرم ساکارز (همان قند عادی، ترکیب گلوکوز و فروکتوز) محلول در 100 گرم آب در دمای 20 درجه سانتیگراد داریم؛ در چنین شرایطی میزان ضریب شکست محلول برابر است با 1.39986؛ حال ما به کمک دستگاه رفراکتومتر همین محلول را در دمای 30 درجه سانتیگراد اندازه‌گیری میکنیم و حالا میبینیم که ضریب شکست این محلول توسط دستگاه عدد 1.39828 نشان داده میشود. همانطور که از این آزمایش پیداست تغییرات دما بر ضریب شکست محلول تاثیر بسیار زیادی دارد و بی توجهی به این پارامتر مهم باعث میشود تا نتیجه‌ی آزمایش در ایده‌آل‌ترین شرایط انجام نیز دچار خطا شود. این رو بیشتر دستگاه‌های رفراکتومتر یا انکسارسنج مجهز به قابلیت جبران دمایی خودکار هستند تا نتیجه‌ی آزمایش با بالاترین صحت به کاربر اعلام شود.

کاربرد رفراکتومترها:

الف) صنایع غذایی و نوشیدنی             ب)تصفیه‌ی پسـآب‌ها          ج)کنترل شرایط محیطی      د)تصفیه‌ی آب

ه)آنالیزهای آزمایشگاهی

ساختار داخلی شکست سنج‌ها:

رفراکتومترهای دیجیتال با اندازه‌گیری زاویه بحرانی بازتاب داخلی به اندازه‌گیری درصد بریکس و یا همان غلظت میپردازند. داخل رفراکتومترهای دیجیتال منبع و شناساگر نور(که عمل تعیین نتیجه را برعهده دارد) در یک سمت قرار دارند؛ در این مدل دستگاه ها منشور داخلی نیز با منبع نور و شناساگر در یک راستا قرار دارد برای این منظور که انعکاس داخلی کامل درون این منشور اتفاق بیافتد. <<توجه داشته باشید که در صورت وجود نمونه رو منشور انعکاس داخلی کامل رخ نمیدهد>>

حال رفراکتومتر با اندازه‌گیری این زاویه میتواند مقدار غلظت را به کاربر اعلام کند.

شکل کلی نحوه‌ی عملکرد رفراکتومتر دیجیتال

در روش دیگری که برای اندازه‌گیری غلظت محلول مرسوم است و به روش ABBE معروف است اساس کار و انجام اندازه‌گیری‌ها روی نور عبوری از نمونه است که این روش غالبا در رفرکتومتر‌های دستی به کار میرود؛ این انکسارسنج‌ها از منبع نور، منشور قائم‌الزاویه شماره یک، محفظه‌ی نمونه، منشور قائم‌الزاویه شماره دو و شناساگر نور تشکیل شده‌اند و عملکرد آن‌ها به این گونه است که نور از منبع منتشر شده و در منشور اول که سطح آن بسیار ناهموار است در همه‌ی جهت‌ها شکسته میشود و وارد نمونه میشود. حال تمامی پرتوهایی که زاویه‌ای کمتر از زاویه بحرانی دارند از منشور شناساگر شماره‌ی دو عبور میکنند و روی صفحه‌ی شناساگر یک محوطه‌ی تاریک و روشن ایجاد میکنند که یا تنظیم کردن این محدوده با خط کات‌آف میتوان نتیجه را خواند و بریکس محلول را به دست آورد.

نحوه‌ کالیبراسیون رفراکتومترهای ABBE و خوانش نتیجه‌ی آن‌ها:

رفراکتومترها نیاز دارند تا قبل از انجام هر آزمایش در محیط انجام آزمایش کالیبره شوند تا تغییرات دما تاثیری روی نتیجه‌ی آزمایش نداشته باشد؛ همچنین در برخی از این نوع رفراکتومترها کاربران میتوانند با استفاده از یک جدول تبدیل به نتیجه‌ی درست در دمای آزمایش برسند.

عمل کالیبراسیون در آن رفراکتومترها به وسیله‌ی آب مقطر انجام میشود و به این صورت است که ابتدا 2 الی 5 قطره از آب مقطر را روی محفظه‌ی نمونه میریزیم و سپس درپوش محفظه‌ی نمونه را قرار میدهیم تا آب مقطر به صورت یکسان پخش شود. حال انتهای رفراکتومتر را به طرف منبع نور میگیریم و از طریق چشمی به داخل نگاه میکنیم و شروع به متمرکز کردن دستگاه میکنیم تا زمانی که اعداد به وضوح قابل رویت باشند.

حال پس از انجام شدن کالیبراسیون نمونه آزمایش را روی محفظه‌ی رفراکتومتر میریزیم و نتیجه آزمایش را در محل تلاقی محوطه روشن با محوطه‌ی تاریکی میخوانیم.

به دلیل تفاوت ساختارهای داخلی گفته شده رفراکتومترها به صورت کلی به دو گروه تقسیم میشوند که هر یک از این گروه‌ها خود به سه زیرگروه که عبارتند از رومیزی، پرتابل و جیبی است تقسیم میشوند.

ست کامل رفراکتومتر کروز

پارامترهای مهم هنگام خرید رفراکتومتر:

الف) محدوده اندازه‌گیری: رفراکتومترها در محدوده‌های گوناگون و با دقت‌های متفاوتی اندازه‌گیری میکنند که کاربران باید با توجه به نیاز خود اقدام به خرید کنند.

ب) قابل حمل بودن و یا نبودن دستگاه : کاربرانی که نیاز به انجام آزمایشات میدانی زیادی دارند باید از مدل‌های پرتابل با وزن کم استفاده کنند که از برق شهری برای تامین انرژی استفاده نمیکند؛ از طرفی کاربرانی که نیاز دارند تا با دقت بالایی اندازه‌گیری کنند و جابجایی آن‌ها جهت انجام آزمایشات کم است میتوانند از سری رفراکتومترهای رومیزی استفاده کنند.

پ)کاربران علاوه بر نکات گفته شده باید به این نکته نیز توجه کنند که آیا دستگاه دارای قابلیت جبران دمایی خودکار و کالیبراسیون خودکار است یا خیر.

چگونگی نگهداری از رفراکتومترها:

مهم‌ترین نکته‌ای که کاربران باید به هنگام نگهداری از رفراکتومترها به یاد داشته باشند این است که همواره پس از اتمام آزمایش محل قرارگیری نمونه را تمیز کنیم. این کار از آلوده شدن محل قرارگیری نمونه جلوگیر میکند و باعث میشود تا همواره نتیجه آزمایش در دقیق‌ترین حالت ممکن به کاربر اعلام شود که برای این کار میتوان از دستمال کاغذی و یا یک پارچه‌ی نرم و مرطوب استفاده کرد. «توجه داشته‌باشید که برای تمیز کردن دستگاه آن را زیر آب نگیرید زیرا این کار باعث آسیب رسیدن به محفظه نمونه میشود»

کاربران در هنگام انجام اندازه‌گیری با دستگاه‌های رفراکتومتر به یک یا دو قطره از محلول نیاز دارند که عمل قرار دادن نمونه در محفظه توسط باید توسط پیپت انجام میشود؛ کاربران دقت داشته باشند که به هیچ عنوان نباید دستگاه را در مایع فرو ببرند.

نکات دیگر برای نگهداری از رفراکتومتر:

الف)هیچگاه دستگاه را زیر نور مستقیم خورشید قرار ندهید

ب)رفراکتومتر نباید در معرض دمای بالاتر پنجاه درجه و پایین‌تر ار منفی 10 درجه قرار بگیرد

پ)دستگاه نباید در معرض لرزش شدید قرار بگیرد

ت)در صورت اطلاع نداشتن از چگونگی کالیبراسیون از دستگاه استفاده نکنید

مدل های مختلف رفراکتومتر:

اندازه گیری بریکس:

رفراکتومتر ها با ظاهر های مختلفی مانند رومیزی و پرتابل و چشمی برای اندازه گیری برکیس می باشد. این دستگاه ها میزان قند محلول در مایعات را بر حسب درصد نمایش می باشد. برای مثال وقتی دستگاهی اعلام می کند که درصد بریکس نمونه 10 درصد می باشد به این معنی است که در مایع نمونه در هر 100 گرم از آن، 20 گرم ساکاروز جود دارد.

رفراکتومتر چشمی قلمی مدل HRB32-T

رفراکتومتر پرتابل مدل MA871

اندازه گیری ضریب شکست: 

این مدل از رفراکتومتر ها برای اندازه گیری ضریب شکست یک محلول به کار می رود، ضریب شکت نسبت سرعت نور در محیط اولیه به محیط ثانویه است.

n=c/v

n: ضریب شکست

c: سرعت نور در خلا

v: سرعت نور در ماده

رفراکتومتر رومیزی چشمی AR4

اندازه گیری قند معکوس:

ساکاروز ساخته شده از دو نوع قند دیگر به نام های گلوکز و فروکتوز می باشد و با یک واکنش شیمیایی ساکاروز تبدیل به گلوکز و فروکتوز می شود با نسب تقریبا برابر. قند معکوس نشان دهنده میزان درصد حجمی گلوکز و فروکتوز می باشد. قند معکوس یا فروکتوز و گلوکز مناسب برای مواردی از استفاده است که می خواهند مانع از شکرک زدن محلول شود مثلا در استفاده از آبنبات سازی و یا نبات سازی و نیز باعث افزایش ماندگاری محصول تولید شده می باشد.

برای مثال وقتی می گوییم درصد قند معکوس در یک محلول 20 درصد است بدین معنا می باشد که در محلول نمونه از هر 100 گرم از آن 20 گرم گلوکز و فروکتوز وجود دارد و به صورت تقریبی می توان گفت که 10 گرم فروکتوز و 10 گرم کلوگوز وجود دارند.

رفراکتومتر پرتابل مدل MA881

اندازه گیری الکل بالقوه:

از این نوع رفراکتومتر ها برای تخمین میزان الکل موجود در مایعات استفاده می شود و با استفاده از بریکس این عدد محاسبه می گردد.

1 درجه بریکس برابر با 0.55 درصد الکل بالقوه می باشد. برای مثال اگر در شرابی که نمونه می گیریم درصد بریکس برابر با 20 درصد باشد بدین معنا است که درصد الکل این شراب 11 درصد به صورت تقریبی می باشد.

رفراکتومتر چشمی قلمی HRO32-T

اندازه گیری درجه اچسل:

اچسل میزان چگالی و غلظت قند در آب انگور و سایر مایعات است.

1 درجه اچسل برابر است با 0.25 درصد الکل بالقوه

با توجه به رابطه های بریکس و الکل بالقوه و اسل می توان این سه پارامتر را به هم نسبت داد.

رفرکتومتر اتیلن گلیکول:

در مدل های چشمی مناسب برای ضد یخ و یا اتیلن گلیکول فقط دمای انجماد ضدیخ اندازه گیری می شود و معمولا عددی در بازه 0 تا 50- درجه می باشد ولی در مدل های دیجیتال پرتابل علاوه بر دمای انجماد درصد حجمی اتیلن گلیکول نیز اندازه گیری می شود.

رفراکتومتر چشمی قلمی مدل HRKFZ-T

رفراکتومتر دیجیتال پرتابل مدل MA888

رفراکتومترها دارای انواع گوناگونی هستند و هر کدام پارامترهای گوناگونی را اندازه‌گیری میکنند که کاربران میتوانند انواع این رفراکتومترها را از فروشگاه تروناکو تهیه نمایند.