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 % |
---|---|
น้ำมันตัดกลึง | 0 ถึง 8 |
ส้ม | 4 ถึง 13 |
เครื่องดื่มอัดลม | 5 ถึง 15 |
แอปเปิ้ล | 11 ถึง 18 |
องุ่นและไวน์ | 14 ถึง 19 |
น้ำผลไม้เข้มข้น | 42 ถึง 68 |
นมข้น | 52 ถึง 68 |
แยมและเยลลี่ | 60 ถึง 70 |
ดัชนีการหักเหของแสงทั่วไป
การอ่านค่าดัชนีการหักเหของแสงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
ตัวอย่างของเหลว | อุณหภูมิ | ดัชนีการหักเหของแสง |
---|---|---|
เมทานอล | 25°C | 1.326 |
อะซิโตน | 25°C | 1.357 |
เอทานอล | 25°C | 1.359 |
กรดน้ำส้ม | 25°C | 1.37 |
เบนซิน | 25°C | 1.498 |
น้ำมันพาราฟิน | 20°C | 1.412 |
น้ำมันปาล์ม | 20°C | 1.456 |
น้ำมันมะกอก | 20°C | 1.471 |
เมทิลซาลิไซเลต | 25°C | 1.522 |
เมทิลไอโอไดด์ | 25°C | 1.74 |