دستگاه رفراکتومتر چیست؟ کاربرد، انواع و قیمت خرید و فروش آن
دستگاه رفراکتومتر ابزاری است که با اندازه گیری ضریب شکست مایعات ، جامدات و گاز ها میزان خلوص مواد را مشخص می کند . از این دستگاه در صنایع غذایی ، صنایع شیمیایی ، صنایع رنگ ، پزشکی ، دامپزشکی ، داروسازی ، فارماکولوژی و … استفاده می شود .
کلمه رفراکتومتر ترکیبی از دو کلمه رفراکتو ( Refracto ) به معنی شکستن و متر ( ( meter به معنی سنجش می باشد . به همین دلیل این دستگاه را به نام شکست سنج نیز می شناسند .
نکته :
متخصصان حوزه پزشکی از این دستگاه برای تعیین مقدار چربی خون ، قند خون ، میزان اوره ، غلظت اوره ، میزان غلظت مایعات و پروتئین خون استفاده می کنند .
جالب است بدانیم که :
روش استفاده از این دستگاه ساده است . برای اندازه گیری غلظت محلول ها کافی است چند قطره از مایع روی منشور دستگاه ریخته شود . مایعات ضریب شکست های متفاوتی دارند . با عبور نور از نمونه ی روی منشور ، مقدار شاخص سنجیده می شود . از ضریب شکست آب مقطر به عنوان یک مقیاس برای سنجش ضریب شکست سایر مایعات استفاده می شود .
نکته :
این دستگاه متناسب با کاربردی که دارد در انواع متفاوت تولید می شود . از جمله دستگاه های رفراکتومتر می توان به رفراکتومتر اتوماتیک ، رفراکتومتر دیجیتال ، رفراکتومتر ABBE و رفراکتومتر چشمی اشاره کرد .
در نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به بررسی انواع دستگاه های آزمایشگاهی مانند آون ، هود ، کوره ، انکوباتور ، اتوکلاو ، سانتریفیوژ و … پرداخته شده است . در این مقاله به معرفی دستگاه رفراکتومتر ، انواع ، کاربرد ، روش کار و قیمت خرید و فروش آن می پردازیم :
- دستگاه رفراکتومتر چه کاربرد هایی دارد ؟
- معرفی انواع دستگاه رفراکتومتر
- دستگاه رفراکتومتر از چه اجزایی تشکیل شده است ؟
- قیمت خرید و فروش انواع دستگاه رفراکتومتر
- طرز کار دستگاه رفراکتومتر چگونه است ؟
- چگونه می توان از دستگاه رفراکتومتر نگهداری کرد ؟
دستگاه رفراکتومتر چه کاربرد هایی دارد ؟
این دستگاه کاربرد های فراوانی در صنایع و آزمایشگاه های مختلف دارد . از جمله کاربرد های آن می توان به موارد زیر اشاره کرد :
- در آزمایشگاه های پزشکی برای تعیین میزان چربی خون ، قند خون ، اوره خون ، غلظت ادرار و پروتئین خون استفاده می شود .
- در صنعت زنبورداری برای تعیین میزان قند موجود در عسل مورد استفاده قرار می گیرد .
- در استخر های پرورش ماهی و آبزی پروری ، میزان نمک و املاح آب را تعیین می کند .
- در دامپزشکی برای اندازه گیری مقدار پروتئین کل پلاسما در یک نمونه خون و ادرار کاربرد دارد .
- در تشخیص های دارویی ، برای اندازه گیری میزان تراکم خاص ادرار انسان استفاده می شود .
- برای تعیین میزان قند موجود در میوه ها و آب میوه ها بسیار پرکاربرد است .
معرفی انواع دستگاه رفراکتومتر
متناسب با محیط کار و هدفی که دنبال می شود دستگاه های رفراکتومتر متفاوتی تولید شده است . این دستگاه ها عبارتند از : رفراکتومترر رومیزی ، رفراکتومتر دستی آنالوگ ، رفراکتومتر دستی دیجیتال ، رفراکتومتر آنلاین ، رفراکتومتر چشمی ، رفراکتومتر آبه ( Abbe ) ، رفراکتومتر اتوماتیک و رفراکتومتر فرایندی .
در این قسمت از مقاله به بررسی بعضی از انواع این دستگاه می پردازیم .
رفراکتومتر Abbe چیست ؟
رفراکتومتر Abbe توسط ارنست آبه اختراع شد . این دستگاه برای اولین بار توانست ضریب شکست مایعات را به دقت اندازه گیری کند . اساس این اندازه گیری ، بازتاب کل است .
از رفراکتومتر Abbe برای اندازه گیری مایعات استفاده می شود . منشور دستگاه را می توان با شاخص های ضریب بالا انتخاب کرد . نور حاصل از منبع تابش به وسیله ی آینه منعکس شده و به یک منشور مضاعف برخورد می کند . چند قطره از مایع مورد نظر بین منشور دوبل قرار داده می شود . در صورتی که زاویه برخورد نور کمتر از زاویه بحرانی بازتاب کل باشد پرتوهای نور از منشور دوبل و نمونه عبور می کنند . برای تعیین خط مرزی نور / تاریکی از میکروسکوپ و آینه ای با مکانیزم مناسب استفاده می شود.
دقت رفراکتومترAbbe کلاسیک ، nD = 0.0002 است . اندازه گیری رفراکتومتر های نیمه اتوماتیک به وسیله ی نمایشگر دیجیتالی نشان داده می شود . از این رو ، خواندن مداوم داده ها را امکان پذیر می سازد. اما همچنان تنظیم دستی این تجهیزات بسیار ضروری است و تفسیر داده ها به مهارت کاربر بستگی دارد .
رفراکتورمتر دستی چیست ؟
استفاده از رفراکتومترهای دستی همه کاره ، بسیار آسان است . از آنجایی که تعدادی مقیاس اندازه گیری در دسترس است ، انجام بسیاری از برنامه ها امکان پذیر می شود . زنبورداران برای تعیین مقدار آب در عسل و تولید کنندگان شراب برای تعیین میزان قند میوه و انگور از این دستگاه استفاده می کنند . علاوه بر این ، برای تعیین میزان نمک آب در آکواریوم های دریایی از رفراکتومتر دستی استفاده می شود .
رفراکتومتر دیجیتال چیست ؟
طرز کار رفراکتومترهای دیجیتالی مانند رفراکتومترهای دستی است . با این تفاوت که خط مرز نور / سایه به صورت خودکار تعیین و بازخوانی می شود . رفراکتومترهای دیجیتالی نسبت به رفراکتومترهای دستی از دقت بیشتری برخوردار هستند . این دستگاه با انتخاب مقیاس های رایج در دسترس است .
رفراکتومتر اتوماتیک چیست ؟
رفراکتومتر اتوماتیک ( خودکار ) نسبت به دیگر انواع رفراکتومتر ها ، بیشترین میزان دقت را داشته و اختلاف در نتایج اندازه گیری شده بین اپراتورها را به طور کامل از بین می برد . از این دستگاه بیشتر در محیط های آزمایشگاهی که به دقت بالایی نیاز دارد استفاده می شود .
این دستگاه از دیودهای ساطع کننده نور (LED)، به عنوان منبع نور استفاده می کند . زیرا نسبت به لامپهای هالوژن – تنگستن یا بخار سدیم از طول عمر بیشتری برخوردار است . وجود یک فیلتر تداخل ، سبب حفظ طول موج صحیح می شود . اصول اندازه گیری این دستگاه مانند سایر دستگاه های رفراکتومتر است . شدت نور منعکس شده به وسیله ی اسکنر دستگاه تعیین شده و مرز نور / تاریک به صورت خودکار تعیین می شود .
از رفراکتومتر اتوماتیک ، در صنایع مختلف و برای تعیین میزان قند و کنترل کیفیت مواد غذایی و نوشیدنی ها استفاده می شود . در این دستگاه از مقیاس ضریب شکست Brix استفاده می شود . مقدار ضریب شکستی که در دستگاه نمایش داده می شود ، به محتوای ماده خشک ساکارز در محلول آب خالص بستگی دارد . این دستگاه برای کنترل کیفیت آب میوه ها ، محصولات غذایی و محصولات پتروشیمی مانند نفت مورد استفاده قرار می گیرد .
رفراکتومتر فرایندی چیست ؟
در رفراکتومتر فرآیندی بدون نیاز به خارج کردن نمونه ها به آزمایشگاه کنترل ، امکان تجزیه و تحلیل مداوم از ضریب شکست فراهم است . این دستگاه شامل سنسورهایی است که درون خط یا در یک بای پس قرار دارند و به جعبه کنترل وصل می شوند . رفراکتومتر فرآیندی مانند سایر رفراکتومترهای پیشرفته ، با تعیین زاویه بحرانی نور تک رنگ از طیف وسیعی از زاویه های بروز و بر اساس اندازه گیری ضریب شکست عمل می کند .
رفراکتومترهای فرآیندی می توانند طی اندازه گیری به دخالت صفر انسان نیاز داشته باشند و اندازه گیری زمان پردازش واقعی باشد . به همین دلیل از این دستگاه در صنایع مختلف مانند مواد غذایی ، شکر ، خمیر و کاغذ ، پالایش ، مواد شیمیایی و دارویی استفاده می شود .
رفراکتومتر رومیزی چیست ؟
در دستگاه رفراکتومتر رومیزی ، به وسیله ی قطره چکان محلول مورد آزمایش را روی منشور قرار می دهند . سپس پیچ قفل منشور را محکم می کنند . محلول مورد آزمایش را باید به گونه ای روی سطح منشور پوشاند که حبابی ایجاد نشود .
ضریب شکست تابعی از دما است و باید دقت شود که اندازه گیری در دمای ثابت انجام شود . به همین دلیل ، محفظه های ورود و خروج محلول که دمای ثابتی دارد در رفراکتومتر رومیزی تعبیه شده است . اگر محلول مورد آزمایش فرار باشد باید با سرنگ به منفذ کنار منشور تزریق شود .
از رفراکتومتر رومیزی درصنایع مختلفی مانند کارخانه های تولید روغن ، صنایع دارویی ، صنایع رنگ ، صنایع غذایی ، صنایع شیمیایی ، کارخانجات قند ، بررسی های زمین شناسی ، صنایع پزشکی ، تشخیص طبی و… استفاده می شود .
قیمت خرید و فروش انواع دستگاه رفراکتومتر
دستگاه های رفراکتومتر اهمیت و کاربرد بسیار گسترده ای دارند . به همین دلیل کارخانه های بسیاری در داخل و خارج از کشور اقدام به تولید آن کرده اند . قیمت این دستگاه متناسب با ساختار ، نوع مواد استفاده شده در ساخت و کاربردی که دارد متفاوت است . به عنوان نمونه قیمت دستگاه رفراکتومتر رومیزی از نمونه های دیجیتال و چشمی بیشتر است .
دستگاه های رفراکتومتر تولید شده توسط کارخانه های داخل کشور در مقایسه با نمونه های مشابه تولید شده در کارخانه های خارج از کشور قیمت پایین تری دارند . از این رو خرید دستگاه های تولید شده در داخل کشور علاوه بر حمایت از تولیدات داخلی در صرفه جویی ارزی نیز موثر است .
هنگام خرید این دستگاه باید به این نکته توجه شود که محصول خریداری شده از ضمانت نامه معتبر و خدمات پس از فروش برخوردار باشد .
دستگاه رفراکتومتر از چه اجزایی تشکیل شده است ؟
دستگاه های رفراکتومتر از بخش های مختلف نوری و خوانش تشکیل شده است که عبارتند از : منشورهای متقارن ، بازتاب دهنده و چهارگوش ، منشورهای انتشار دهنده ( طیف ساز ) ، عدسی ها ( چشمی ، شیئی و عدسی خوانش ( ، کندانسور ، آینه بازتاب دهنده نور ، آینه نوسانی ، کراتیکول و صفحه مدرج .
طرز کار دستگاه رفراکتومتر چگونه است ؟
اساس کار ین دستگاه به این صورت است که با عبور نور از مایع جهت آن تغییر کرده و اصطلاحا شکست نور ایجاد می شود . با اندازه گیری زاویه شکست نور ، آن را با شاخص های انکساری (ND)، ضریب شکست مواد و غلظت محلول ها مقایسه می کنند .
پیش از استفاده از رفراکتومتر باید آن را با آب مقطر کالیبره نمود . دستگاه را در حالت افقی نگه می داریم . صفحه نور روز دستگاه را باز کرده و دو قطره آب مقطر روی منشور آن قرار می دهیم . سپس صفحه نور روز را بسته و فشار می دهیم تا آب به طور یکنواخت در منشور پخش شود .
برای تعیین مقدار غلظت مواد مختلف ، مقداری از آن را در حلال مناسب حل کرده و ۱ الی ۲ قطره از محلول را روی صفحه ی شیشه ای ( منشور ) دستگاه قرار می دهیم . پس از بستن درپوش ، آن را در مقابل نور که می تواند نور مصنوعی یا طبیعی باشد قرار می دهیم . پس از این کار به چشمی نگاه می کنیم .
در این حالت یک قسمت دایره ای شکل مشاهده خواهیم کرد که حاوی شاخص مورد استفاده برای نوع خاص مایعات است . خطی که با عبور نور از مایع و منشور ایجاد می شود به صورت یک نقطه ی روشن در نمای کلی و یا به صورت یک رنگ آبی در بالا و یک رنگ سفید در پایین نمای دایره ای مشخص می شود . این خط باید در نقطه صفر شاخص قرار گیرد . در غیر این صورت ، پیچ های کالیبراسیون را روی شکست سنج تنظیم می کنیم تا این کار انجام شود .
توجه :
در پایان کار عددی روی نمایشگر دستگاه ظاهر می شود که آن را با استفاده از جداول بریکس و یا جداول حرارتی تفسیر می کنیم . جدول زیر مقیاس بریکس و درصد های رایج ن را برای برخی مواد غذایی نشان می دهد .
مقیاس بریکس brix و درصدهای رایج بریکس
| نمونه مایع | درصد بریکس brix |
| روغن های خنک کننده cutting oil | ۰ تا ۸ |
| پرتقال | ۴ تا ۱۳ |
| نوشابه های گازدار | ۵ تا ۱۵ |
| سیب | ۱۱ تا ۱۸ |
| انگور | ۱۴ تا ۱۹ |
| آب میوه های غلیظ | ۴۲ تا ۶۸ |
| شیر پر چرب | ۵۲ تا ۶۸ |
| مربا و ژله | ۶۰ تا ۷۰ |
چگونه می توان از دستگاه رفراکتومتر نگهداری کرد ؟
هنگام کار با دستگاه رفراکتومتر لازم است تا نکات زیر مورد توجه قرار گیرد :
- برای جلوگیری از کپک زدن عدسی ها باید دستگاه را در محیطی خشک و دارای تهویه مناسب قرار داد .
- پس از استفاده از مواد و محلول های خوردنده باید بلافاصله دستگاه را پاک و تمیز نمود تا از صدمه به بخش های مکانیکی و اپتیکی جلوگیری شود .
- برای تمیز کردن بخش های نوری یا اپتیکی دستگاه از پارچه های کتان ، محلول اتر و یا گزیلول استفاده می شود . هرگز نباید این بخش را با دست لمس کرد .
- این دستگاه از تعداد زیادی آینه و منشور تشکیل شده است . به همین دلیل برای جلوگیری از بهم ریختن تنظیمات ، باید از تکان دادن رفراکتومتر خود داری نمود .
