Рефрактометр: устройство, назначение, сферы применения

Что это за прибор?

Рефрактометр – это оптический прибор с источником питания или без него, который измеряет концентрацию растворенных в жидкой среде частиц при помощи светового луча.

В пчеловодстве он используется для определения массовой доли влаги в меде.

Согласно требованиям ГОСТа, данный показатель должен держаться в диапазоне 18,5-21%, который также считается диапазоном качества меда. Эти числа определены не случайно, а в связи с такими особенностями продукции пчеловодства:

• При влажности менее 18% мед становится излишне вязким.
• При влажности более 21% активизируются присутствующие в меде дрожжевые микроорганизмы, которые перерабатывают сахар и влияют на сахаристость продукта. Более того, они запускают процессы брожения, поэтому продукт становится непригодным для употребления.

Чтобы массовая доля воды меда не превышала 21%, при его откачивании из гнезд пчелиных семей нужно обтирать соты, которые на 2/3 своей высоты запечатаны восковыми крышечками. Дополнительно контролировать содержание воды нужно с помощью рефрактора.

Когда используется

Прибор используется при первичном посещении офтальмолога. Он должен знать, нормально ли проходит пучок света через глазное яблоко, чтобы выявить рефракционную способность. После постановки диагноза прибор используется для выявления состояния зрения у пациента с увеличением возраста или в процессе лечения.

С помощью прибора выявляют следующие заболевания:

• дальнозоркость – проекция луча света не на сетчатку, за нее, поэтому длина волны больше, чем это необходимо;
• близорукость – проецирование луча света перед сетчаткой, что делает длину волны короче;
• астигматизм – луч света неправильно проходит через преломляющие элементы глаза, раздваивается, поэтому проецируется на сетчатке, а также перед или за ней.

Рекомендуется периодически проходить исследование пациентам, которые продолжительно наносят контактные линзы или очки. Если вовремя выявить ухудшение качества зрения, можно быстрее начать лечение. Рефрактометрия здесь важна, так как измерение с помощью диагностических таблиц невозможно, при ухудшении качества зрения пациент не будет видеть первую строку таблицы как при минус 2 диоптриях, так и при минус 8.

Погружной рефрактометр

Погружной рефрактометр (рис. 124) применяется для измерения показателя преломления в интервале от 1,32539 до 1,64700 с использованием десяти погружных измерительных призм. Измерительную призму погружают непосредственно в исследуемую жидкость.

Источником света является обычная лампа накаливания в 40 Вт. При работе с погружными призмами обычно достаточно дневного освещения. Выходящий из жидкости скользящий свет проходит через погружную призму 1, затем проходит по очереди через компенсатор 2, объектив 3, носитель шкалы 5 и окуляр 7. Поле зрения разделено на два поля различной освещенности. При использовании немонохроматического света линия раздела поля может иметь цветную каемку, которая устраняется вращением накатного кольца компенсатора 4. Если вещество вызывает большое рассеяние света, то с помощью компенсатора не удается получить совершенно бесцветную линию раздела; в этом случае необходимо пользоваться натриевым источником света. Положение линии раздела определяют по шкале.

Микрометрическим винтом 6 совмещают меньшее деление оптической шкалы с линией раздела и отсчитывают десятые доли деления по шкале барабана микрометрического винта 6.

Призму для измерений подбирают по показателю преломления исследуемой жидкости. Для исследования водных, спиртовых и эфирных растворов относительно малой концентрации пользуются погружной призмой Е-1 (для показателя преломления в интервале от 1,3254 до 1,3664). Для спиртовых и эфирных растворов с более высоким показателем преломления, а также для масел пользуются погружными призмами Е-2 — Е-10 (с показателем преломления в интервале от 1,3642 до 1,6470). Пробы жидкости помещают в стеклянные стаканчики устройства для термостатирования (рис. 125).

Для экспрессных анализов и измерений при повышенных температурах применяют термопризмы. Они представляют собой двойные призмы, состоящие из измерительной и осветительной призм; интервал измерения их соответствует интервалу измерения погружных призм. При работе с термопризмами достаточно нескольких капель исследуемой жидкости, которые наносят на рабочие поверхности двойной призмы. Термопризмы позволяют проводить измерение при температуре до 50°С.

К рефрактометру прилагается приспособление с проточной погружной призмой для исследования непрерывно протекающих жидкостей. Она легко устанавливается и легко снимается с рефрактометра. Выпускается в ГДР.

Как проходит авторефрактометрия?

Проводится она с помощью авторефрактометра. Пациент садится напротив него, ставит подбородок на подставку устройства, фиксируя взгляд на специальной картинке. Ранее фокусироваться нужно было на точке. Однако специалисты пришли к выводу, что смотреть в расслабленном состоянии вдаль на какое-нибудь изображение человеку намного легче. Благодаря этому аккомодационный аппарат находится в расслабленном состоянии.

Врач прибором направляет инфракрасные лучи в глаз пациента. Они проходят через оптические среды до сетчатки и отражаются от нее. На компьютер сразу же передаются все необходимые показания. Каждый глаз обследуется отдельно. После процедуры окулист распечатывает результаты и отдает их пациенту.

Обследование может быть проведено с использованием глазных капель, вызывающих медикаментозную циклоплегию — паралич ресничной мышцы глаза. Таким образом временно «отключается» аккомодационный аппарат. За счет этого удается избежать получения некорректных данных из-за чрезмерного напряжения внутриглазных мышц. Перед проведением авторефрактометрии в условиях циклоплегии в глаза обследуемому закапывают атропин, который расширяет зрачок.

В диагностике могут применяться различные виды авторефрактометров: портативные и мобильные. Принцип их действия одинаковый. Существует еще такой прибор, как авторефкератометр, который позволяет провести кератометрию — анализ кривизны переднего отдела роговой оболочки. Эта процедура важна при выявлении кератоконуса и подборе контактных линз. Прибор дает оценку посадки офтальмологического изделия, то есть обеспечивает возможность определить параметры его для конкретного глаза.

Виды рефракции глаза

Глаз человека — это сложный оптический прибор, обладающий рядом характеристик, уникальных для каждого человека. Благодаря встроенной системе преломляющих сред он обладает световыпрямляющей способностью.

Точность и четкость зрения зависят от кривизны хрусталика, состояния роговой оболочки глаза и расстояния между ними.

При хорошем (эмметропическом) зрении световой пучек от разглядываемого предмета фокусируется на центральной части сетчатки и направляется прямо в центральное углубление хрусталика. Поскольку такой процесс — правильный, природная кривизна хрусталика не меняется.

Если после преломления луча хрусталиком и роговицей фокус светового пучка находится перед сетчаткой, в зоне стекловидного тела глаза — это близорукость. Человек плохо различает удаленные от него предметы, хотя абсолютно четко видит те, которые расположены близко.

В случае, когда световой пучок фокусируется за сетчаткой, человеческий глаз нечетко видит находящиеся рядом предметы, но без труда может разглядеть отдаленные. Это — дальнозоркость.

Если же вследствие искривления склеры или дефекта хрусталика глаза преломленные световые лучи искажаются — предмет видится нечетко, с размытыми контурами. Такой тип нарушения зрения носит название астигматизм.

Каждое из таких нарушений можно корректировать и тем самым улучшить качество жизни пациента

Для этого важно правильно определить рефракцию глаза

Виды

Современные устройства для рефракции бывают 3-х типов – ручные, лабораторные и промышленные.

Промышленные

Устанавливаются на предприятиях и представляют собой стационарные установки. Часто они работают непрерывно, то есть контролируют состав материала в режиме реального времени. Такие устройства можно подключить к компьютеру и использовать для автоматического контроля производства. Они незаменимы для измерений в больших количествах на промышленных предприятиях.

Лабораторные

Приборы для лабораторий имеют наибольшую точность. Они, как правило, не портативные и устанавливаются на столе. Эти установки используются в научных целях и для контрольных проверок на предприятиях.

Ручные

Ручные рефрактометры наиболее удобны для личного пользования и малого бизнеса. Они делятся на 2 категории.

Для сахара. Рассчитывают количество сахара в веществе, и показывают результат в градусах Brix (°Bx). К примеру, 19°Bx означает, что в жидкости 19 граммов сахара и 81 грамм воды. Многие модели имеют диапазон измерений от 0 до 32-40 Brix, чего достаточно для большинства виноделов

Важно! Замеряется концентрация всего сахара, то есть и сахарозы, и фруктозы, и других соединений. И она рассчитывается на массе, а не по объему.

Ручные измерители бывают аналоговые и цифровые. Обращаться с ними надо по-разному.

• Для считывания показаний аналоговых приборов надо через объектив смотреть на источник света. Эти устройства не требуют источника питания, но им обязательно нужно внешнее освещение.
• В электронных моделях вся информация выводится на дисплей. Они универсальные, не такие требовательные к освещению и показывают результат в разных единицах измерения. Для работы им нужен источник питания. Батареек формата АА хватает примерно на месяц, а аккумулятор придется заряжать каждый день.

Компьютерный рефрактометр

В основе метода лежит автоматический анализ отраженных от глазного дна марок. Как и при ручной рефрактометрии световая мишень проектируется на глазное дно, после этого прибор анализирует полученные отражение и определяет искажения. Таким образом результаты независимы от субъективного восприятия врача или пациента. Эта методика намного легче в освоении и более точна.

Современные авторефрактометры поддерживают измерение дополнительных параметров и учет различных нарушение, таких как асимметрия лица или маленький диаметр зрачка, позволяющих значительно снизить погрешность компьютерного рефрактометра.

План исследования рефракции

Пациентам, не находящимся на стационарном лечении, рефрактометрию проводят амбулаторно. Испытуемый устраивается на стуле перед аппаратом, расположив подбородок на специальной подставке, обеспечивающей фиксацию головы. Во время процедуры она должна быть неподвижной, моргать глазами больному не запрещено, но зажмуриваться нельзя.

Далее врач предлагает обследуемому сосредоточить взор на марке, расположенной перед глазами. Современные рефрактометры оснащены набором картинок различной сложности, разглядывание которых превращает рефрактометрию в увлекательный процесс, особенно для детей. По ходу диагностического процесса, позволяющего отдельно исследовать каждый глаз, четкость изображения марки меняется.

Чтобы гарантировать точность результатов, врачу может потребоваться коррекция положения головы. При помощи джойстика сенсоры рефлектометра направляют в середину зрачка, затем офтальмолог приступает к замерам показателей, режим которых зависит от используемого аппарата – ручной либо автоматический.

Рефрактометрия детям

Методику инструментального исследования рефракции считать объективной оценкой преломляющей способности глаза. Диагностика позволяет провести коррекцию зрения благодаря выявлению рефракционных сбоев. Своевременно проведенное тестирование преломляющих свойств зрительной оптики в детском возрасте путем применения рефрактора автоматического типа способствуют исправлению дефектов зрения.

Детям до возраста 4 лет назначают не рефрактометрию, а исследование методом скиаскопии. В основе диагностической процедуры анализ реакции на движение теней, осуществляемое в зоне зрачка. Рефрактометрию малышам обычно не назначают по причине повышенной непоседливости, невозможности сидеть неподвижно, а особенно переносить фиксацию головы. Эта процедура у детей сопровождается расширением зрачков, искажающим результаты диагностики. Для новорожденных практикуют медикаментозную остановку аккомодации.

Применение рефрактометров рекомендуется начинать со школьного возраста при условии использования специальных корректирующих насадок. Аналогично обследованию взрослого, рефрактометрию ребенку проводят с предварительной атропинизацией.

Что такое рефрактометр и как им правильно пользоваться?

Что такое рефрактометр?
Рефрактометр — оптический прибор, измеряющий показатель преломления света в среде. Рефрактометрия, выполняющаяся с помощью рефрактометров, является одним из распространённых методов идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.

Работа рефрактометра основана на измерении показателей преломления света в различных средах. Если плотность субстанций возрастает, ее индекс рефракции вырастает пропорционально (например, когда сахар растворяют в воде). Рефрактометр считывает относительный «вес» образца по сравнению с дистиллированной водой.

 
Калибровка и применение рефрактометраПеред использованием рефрактометра его необходимо правильно откалибровать. Некоторые модели рефрактометров требуют для калибровки специальную жидкость, другие могу быть откалиброваны с помощью
дистиллированной воды.Рассмотрим калибровку с помощью дистиллированной воды.
Начните калибровку рефрактометра, подняв пластинку для освещения дневным светом и помещая 2-3 капли дистиллированной воды на призме. Закройте пластинку так, чтобы вода распространилась по полной поверхности призмы без воздушных пузырьков и сухих мест.

Подождите примерно 30 секунд прежде, чем Вы приступите к следующему шагу. Это позволит образцу адаптироваться к температуре окружающей среды.
Направьте рефрактометр в направлении естественного дневного освещения и посмотрите в окуляр. Вы увидете круглую область (поле) с центром внизу.
( На рисунке 1 показана шкала без калибровочной или любой другой жидкости.)

Подкрутите калибровочный винт до тех пор, пока граница между верхней синей областью и нижней белой областью не встретятся точно в нулевой отметке.
На рисунке 2 показано что вы видите при калибровке.

Как только рефрактометр будет должным образом калиброван — он готов к использованию. Аккуратно очистите инструмент (особенно пластинку и призму) с использованием мягкой ткани, затем капните 2-3 капли образца на призму. Закройте пластинку для дневного света.
Рисунок 3 иллюстрирует то, что вы видите на этом этапе.

Рисунок 1
Этот рисунок иллюстрирует то, что вы можете видеть в окуляре без любого образца.
Заметьте, что вся шкала окрашена синим.
При просмотре убедитесь, что вы используете естественный дневной свет

Вы не должны снимать показания в присутствии флуоресцентного света.

Рисунок 2
Это то, что вы видите после того, как рефрактометр был откалиброван.
Заметьте, что при правильной калибровке граница синей и белой шкалы должна находиться строго на нулевой отметке при использовании дистиллированной воды как образец.

Рисунок 3
В данном примере показана шкала при измерении сока винограда.
Вы можете видеть, что прибор показывает 23 % Brix, наиболее подходящее время для изготовления вина!
После окончания измерения убедитесь, что вы почистили и высушили рефрактометр.

Обслуживание рефрактометра
Точное измерение зависит от осторожной и правильной калибровки. Напоминанием, что различие между окружающей температурой и температурой образца снижают точность показаний

Не забудьте подождать примерно 30 секунд перед снятием показаний.
Не погружайте инструмент в воду и не допускайте попадания воды вовнутрь.
Не измеряйте жесткие или коррозийные химикаты с этим инструментом, потому что они могут повредить покрытие призмы.
Чистите инструмент между каждым измерением, используя мягкую ткань.
Рефрактометр — оптический инструмент. Он требует осторожного обращения и хранения. При аккрутном использовании и правильном хранении этот инструмент обеспечит надежную работу в течение многих лет.
Температура воздуха при калибровке должна быть 20° C. Однако, много современных моделей выпускаются с ATC (автоматическая температурная компенсация), так что вы можете не волноваться относительно температуры воздуха при калибровке и относительно температуры образца.Технические характеристики и цены рефрактометров (Extech Instruments, США).
Источники: www.grapestompers.com, www.patech.ru

Главная |
Продукция, цены |
Статьи, обзоры |
Схемы, документация |
Контакты |
F.A.Q

Copyright 2005. Все права защищены. Любое использование материалов,
их подборки, дизайна, элементов дизайна допускается только с согласия правообладателя.
Вся информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой.

Типы рефрактометров

Существует четыре основных типа рефрактометров: традиционные ручные рефрактометры , цифровые ручные рефрактометры , лабораторные рефрактометры или рефрактометры Аббе (названные в честь изобретателя прибора и основанные на оригинальной конструкции Эрнста Аббе «критического угла») и поточные рефрактометры . Существует также рефрактометр Рэлея, используемый (обычно) для измерения показателей преломления газов.

В лабораторной медицине рефрактометр используется для измерения общего белка плазмы в образце крови и удельного веса мочи в образце мочи.

В диагностике лекарств рефрактометр используется для измерения удельного веса человеческой мочи.

В геммологии рефрактометр для драгоценных камней является одним из основных элементов оборудования, используемого в геммологической лаборатории. Драгоценные камни — это прозрачные минералы, поэтому их можно исследовать оптическими методами. Показатель преломления — это постоянная материала, зависящая от химического состава вещества. Рефрактометр используется, чтобы помочь идентифицировать материалы драгоценных камней путем измерения их показателя преломления, одного из основных свойств, используемых при определении типа драгоценного камня. Из-за зависимости показателя преломления от длины волны используемого света ( т. Е. Дисперсии ) измерения обычно проводят при длине волны линии натриевой (Na _D ) ~ 589 нм. Это либо отфильтровывается от дневного света, либо генерируется монохроматическим светоизлучающим диодом ( LED ). Некоторые камни, такие как рубины, сапфиры, турмалины и топазы, оптически анизотропны . Они демонстрируют двулучепреломление на основе плоскости поляризации света. Два разных показателя преломления классифицируются с помощью поляризационного фильтра. Рефрактометры Gemstone доступны как в классических оптических приборах, так и в виде электронных измерительных приборов с цифровым дисплеем .

В морском аквариуме рефрактометр используется для измерения солености и удельного веса воды.

В автомобильной промышленности рефрактометр используется для измерения концентрации охлаждающей жидкости.

В машиностроении рефрактометр используется для измерения количества концентрата охлаждающей жидкости, который был добавлен в охлаждающую жидкость на водной основе для процесса обработки.

В домашнем пивоварении рефрактометр используется для измерения удельного веса перед ферментацией, чтобы определить количество сбраживаемых сахаров, которые потенциально могут быть преобразованы в спирт.

Рефрактометры Brix часто используются любителями для приготовления консервов, включая джемы, мармелад и мед. В пчеловодстве рефрактометр Брикса используется для измерения количества воды в меде.

Разновидности прибора

• лабораторный – настольный прибор большого размера и веса;
• промышленный (поточный) – автоматический рефрактометр, который встраивается в технологические установки и работает в реальном масштабе времени;
• портативный – оптический прибор, которым пользуется большинство пчеловодов и продавцов меда, поскольку он имеет компактный размер и с максимальной точностью проводит все измерения.

Портативные модели также могут быть двух типов:

• цифровыми – имеют жидкокристаллический экран, на котором изображаются показатели измерений, обычно работают от батареек и одновременно могут определять различные характеристики меда;
• ручными – лишены электронных схем и элементов питания, поэтому для их работы необходим естественный или искусственный свет.

Ручные рефрактометры привлекательны с точки зрения приемлемой цены, компактных размеров и высокой скорости анализа, однако более практичными являются цифровые модели, которые можно использовать даже ночью.

Как пользоваться рефрактометром

Специфической подготовки пациента для проведения процедуры нет. Это связано с тем, что она осуществляется без контакта с глазным яблоком. Рекомендуется перед тестом прочистить глаза, чтобы на них не было гнойных выделений в случае бактериального конъюнктивита. Он может исказить исследование.

Врач может порекомендовать устранить аккомодацию зрачка на время с помощью медикаментозных средств. Для этого используют капли, наподобие Атропина. С помощью метода врач может исследовать не только рефрактометрию, но и посмотреть глазное дно.

Врач назначает препарат за 2-3 дня до процедуры, чтобы устранить риск сужения зрачка при действии яркого цвета.

Исследование проводится в сидячем положении. Человек кладет подбородок в специальную выемку, которая является ограничителем. Он сосредотачивает взгляд на одной точке, его голова не должна двигаться. Далее в глаз направляется красный луч, происходит обработка полученных данных с помощью полуавтоматического анализатора.

Рефрактометрия глаза

Множество людей в своей жизни сталкиваются, или хотя бы отдаленно слышат о таких понятиях как дальнозоркость, близорукость или астигматизм. Все они являются терминами, которые описывают различные нарушения зрения, связанные с рефрактерной способностью глаза. Определить их наличие и выявить степень прогрессирования помогает специальное обследование — рефрактометрия.

Рефракция — это способность преломлять лучи света. Глаз собой представляет систему оптических сред, в которой базовыми преломляющими компонентами выступают хрусталик и роговица. Чтобы рефракция была полноценной, все среды внутри него должны быть оптически прозрачными.

Рефрактометрия — это метод диагностики зрения, целью которого является определение преломляющей силы глаза. Для исследования используется специальный прибор — авторефрактометр или более его современная его версия — авторефкератометр. Он позволяет в кратчайшие сроки определить аномалии рефракции (дальнозоркость, близорукость и астигматизм) даже на ранней стадии заболевания

Последнее очень важно для начала своевременного лечения и более высоких шансов выздоровления, особенно у детей

Нормальная рефракция называется эмметропией. При ней изображение формируется, как положено, на сетчатке. Есть и аномальная рефракция — аметропия. Она представляет собой нарушение преломляющей способности глаза и приводит к таким патологиям, как:

• Близорукость, при которой формирование увиденного происходит перед сетчаткой.
• Гиперметропия — за ней.
• Астигматизм. При нём лучи света не сходятся в точку, из-за чего изображение формируется неверно.
• Пресбиопия. Нарушение, которое развивается у людей старшего возраста, связанное с невозможностью фокусировать зрение на мелких предметах.

Рефрактометрия базируются на том, чтобы фокусировка лучей соотносилась со степенью преломления, чтобы выявлять его нарушения. Максимально точной считается компьютерная диагностика, поскольку в таком случае анализ лучей, отраженных от сетчатки происходит автоматически, что позволяет практически полностью избежать погрешностей.