รีแฟรกโตมิเตอร์ / รีแฟคโตมิเตอร์ (Refractometer)

รีแฟรกโตมิเตอร์ / รีแฟคโตมิเตอร์

รีแฟรกโตมิเตอร์ / รีแฟคโตมิเตอร์ (Refractometer) เครื่องวัดการหักเหของแสงเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความเข้มข้นของสารละลายในน้ำเช่นแก๊ส ของเหลว และของแข็งโปร่งแสง

เครื่องวัดนี้มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับการใช้งาน มีทั้งแบบมือถือขนาดกะทัดรัด และแบบตั้งโต๊ะ อีกทั้งยังมีการออกแบบเป็นดิจิตอลเพื่อการอ่านค่าได้ง่าย เป็นที่นิยมใช้ในการตรวจวัดวัดประเภทต่างๆ เช่นเกลือ น้ำตาลซูโครส น้ำหล่อเย็นและกรดแบตเตอรี่

หลักการทำงานรีแฟรกโตมิเตอร์ / รีแฟคโตมิเตอร์

เป็นอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการหรือภาคสนามสำหรับการวัดดัชนีการหักเหของแสง (Refractometry) ดัชนีการหักเหของแสงคำนวณจากมุมหักเหที่สังเกตได้โดยใช้กฎของสเนลล์

สำหรับของผสมดัชนีการหักเหของแสงจะอนุญาตให้กำหนดความเข้มข้นโดยใช้กฎการผสม เช่นความสัมพันธ์ Gladstone–Dale และสมการ Lorentz–Lorenz

เครื่องมือนี้จะวัดดัชนีการหักเหของแสง (RI) เป็นตัวเลขไร้มิติที่แสดงถึงการวัดความโค้งของรังสีแสงขณะเคลื่อนผ่านวัสดุ คำนวณจากอัตราส่วนความเร็วแสงในสุญญากาศกับตัวกลางที่สอง (ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ)

การรู้และการใช้ดัชนีการหักเหของแสงที่ถูกต้องของสารแขวนลอยและอนุภาคมีความสำคัญต่อการสร้างการกระจายขนาดอนุภาคที่เป็นตัวแทนโดยใช้เทคนิคการกระเจิงของแสง

ภาพทางทฤษฎีการหักเหของแสง

ภาพการหักเหจริงของเครื่องรีแฟรกโตมิเตอร์ / รีแฟคโตมิเตอร์ 

การประยุกต์ใช้รีแฟรกโตมิเตอร์ / รีแฟคโตมิเตอร์

เครื่องวัดรีแฟรกโตมิเตอร์ใช้ในห้องปฏิบัติการและในหลายอุตสาหกรรม รวมทั้งอุตสาหกรรมการเกษตร อาหาร เคมี และอุตสาหกรรมการผลิต

  • ในห้องปฏิบัติการ:เครื่องวัดนี้จะวัดองค์ประกอบของตัวอย่างจากหลายอุตสาหกรรมบางรุ่นออกแบบมาสำหรับตัวอย่างและให้การวัดที่แม่นยำสูง
  • ในอุตสาหกรรมอาหาร:มีประโยชน์หลายอย่าง รวมถึงการตรวจวัดน้ำตาลและเกลือ ในการผลิตไวน์ บริกซ์ Brix สามารถตรวจสอบปริมาณน้ำตาลของน้ำองุ่นได้ น้ำตาลสามารถวัดได้ในเยลลี่และแยม นม น้ำผลไม้ และเครื่องดื่มประเภทอื่นๆ ปริมาณเกลือสามารถวัดได้ในน้ำเกลือ ชีส หรือแม้แต่ในเบเกอรี่
  • ในการเกษตร: คนเลี้ยงผึ้งใช้เครื่องวัดนี้เพื่อตรวจสอบความชื้นในน้ำผึ้ง อีกทั้งยังสามารถวัดปริมาณน้ำในนมหรือหาความเข้มข้นของนมถั่วเหลืองได้อีกด้วย
  • ความเข้มข้นของสารเคมี: ตรวจสอบสารผสม และกำหนดความบริสุทธิ์ของวัสดุได้อีกด้วย
  • ในการผลิต: เครื่องวัดแบบอินไลน์มีส่วนประกอบของสาร ควบคุมการเจือจาง และตรวจสอบความบริสุทธิ์ของสาร

คุณสมบัติรีแฟคโตมิเตอร์ (Refractometer)

การใช้งานนั้นง่ายมาก หยดของเหลวสองสามหยดลงบนปริซึม นำเพลทกดทับเล็กน้อยเพื่อกำจัดฟองอากาศที่อาจเกิดขึ้นได้ เล็งไปที่แสงและมองเข้าไปในเลนส์ใกล้ตา คุณจะเห็นขอบขาว/น้ำเงินซึ่งจะแสดงค่าที่วัดได้

คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับความหนาแน่นของสารละลายได้โดยการวัดค่าการหักเหของแสง ซึ่งจะให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับปริมาณของสารที่ละลายในสารละลาย

เครื่องมือที่พบบ่อยที่สุดคือเครื่องมือแบบส่องกล้องใช้มือถือ ตัวอย่างจะถูกวางบนแผ่นปิดและปริซึม จากนั้นจับกับแสงเพื่อดูมาตราส่วนภายในมิเตอร์ มาตราส่วนการอ่านค่ามักจะถูกสอบเทียบเพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่ง

ต่อไปนี้คือการใช้งานได้ของเครื่องวัดรีแฟรกโตมิเตอร์ทั่วไป:

  • เครื่องวัดความเค็ม NaCl มีการอ่านข้อมูลที่ระบุเปอร์เซ็นต์ของเกลือ
  • เครื่องวัดความหวาน Brix มีการอ่านค่าที่บอกเปอร์เซ็นต์ของซูโครส และใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเพื่อการควบคุมคุณภาพ
  • เครื่องวัดการหักเหของแสงหล่อเย็นมีการอ่านค่าที่ให้จุดเยือกแข็งและประสิทธิภาพของเอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอล ซึ่งเป็นสารหล่อเย็นที่ใช้ในระบบปรับอากาศจำนวนมาก เครื่องวัดการหักเหของแสงหล่อเย็นมักจะมีการอ่านค่าที่สามารถใช้ร่วมกับน้ำมันแบตเตอรี่รถยนต์เพื่อระบุสภาพของแบตเตอรี่
  • เครื่องวัดการหักเหของแสงทางคลินิกมีการอ่านค่าที่บอกระดับโปรตีนในเลือดและความถ่วงจำเพาะของปัสสาวะในซีรัม ซึ่งสามารถใช้ในการทดสอบการปลอมแปลงตัวอย่างปัสสาวะได้

มาตราส่วน Brix และเปอร์เซ็นต์ (°Bx) คืออะไร?

รีแฟรกโตมิเตอร์นี้สามารถตรวจวัดความหวานหรือน้ำตาลซูโครส เครื่องวัดที่ออกแบบมาเฉพาะโดยการปรับเทียบดัชนีหักเหกับค่าบริกซ์ มาตราส่วน Brix ถูกปรับเทียบตามจำนวนกรัมของน้ำตาลทรายที่บรรจุอยู่ในน้ำ 100 มล. ดังนั้นการอ่านค่า Brix % เท่ากับความเข้มข้นของน้ำตาลจริง

1 %Brix หมายความว่าสารละลายของเหลว 100 กรัมมีน้ำตาล 1 กรัม

ตัวอย่างค่าบริกซ์กับสารละลายต่างๆ

ตัวอย่างของเหลว Brix %
น้ำมันตัดกลึง0 ถึง 8
ส้ม4 ถึง 13
เครื่องดื่มอัดลม5 ถึง 15
แอปเปิ้ล11 ถึง 18
องุ่นและไวน์14 ถึง 19
น้ำผลไม้เข้มข้น42 ถึง 68
นมข้น52 ถึง 68
แยมและเยลลี่60 ถึง 70

ดัชนีการหักเหของแสงทั่วไป

การอ่านค่าดัชนีการหักเหของแสงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

ตัวอย่างของเหลวอุณหภูมิดัชนีการหักเหของแสง
เมทานอล25°C1.326
อะซิโตน25°C1.357
เอทานอล25°C1.359
กรดน้ำส้ม25°C1.37
เบนซิน25°C1.498
น้ำมันพาราฟิน20°C1.412
น้ำมันปาล์ม20°C1.456
น้ำมันมะกอก20°C1.471
เมทิลซาลิไซเลต25°C1.522
เมทิลไอโอไดด์25°C1.74