لوازم اندازه گیری از جمله ابزارهای اولیه و غیر قابل چشم پوشی هر آزمایشگاهی می باشند. بدیهی است که آزمایشگاه ها از ابزارهای متنوع آزمایشی استفاده می نمایند. خود ابزار آزمایشگاهی زیر مجموعه های متنوعی دارند که یکی از این زیر مجموعه ها ابزار سنجش و اندازه گیری آزمایشگاهی می باشد. در این بخش به تعریف، تشریح عملکرد و معرفی انواع یکی از این ابزار سنجش و اندازه گیری آزمایشگاهی به نام رفرکتومتر خواهیم پرداخت. کارشناسان لوازم آزمایشگاهی دانا آزما، این آمادگی را دارند در صورت نیاز شما، توضیحات تکمیلی را در مورد رفرکتومتر، نحوه ی خرید و قیمت هر کدام از انواع مدلها را تقدیم نمایند. تنوع فراوان، کیفیت و همچنین قیمت رقابتی رفرکتومتر در فروشگاه اینترنتی لوازم آزمایشگاهی دانا آزما، از جمله مزایایی است که خریداران را به مشتری دائم ما تبدیل می نماید. حال و پس از مقدمه ی که خدمت شما عرض شد، به مبحث اصلی وارد می شویم.
انکسارسنج یا همان رفرکتومتر دستگاهی آزمایشگاهی یا میدانی برای اندازه گیری ضریب شکست مواد اعم از مایعات، جامدات و گازها است. ضریب شکست، از زاویه شکست مشاهده شده با استفاده از قانون اسنل محاسبه می شود.
رفرکتومترهای استاندارد، میزان شکست نورمواد شفاف را در حالت مایع یا جامد اندازه گیری می کنند و سپس برای شناسایی نمونه مایع، تجزیه و تحلیل خلوص نمونه، و تعیین مقدار یا غلظت مواد محلول در نمونه استفاده می شود. همانطور که نور از هوا به مایع وارد می شود، سرعت آن کاهش می یابد و یک توهم خم شدن ایجاد می کند، شدت "خم شدگی" به مقدار ماده حل شده در مایع بستگی دارد.
رفرکتومتر، در آزمایشگاه های مراکز پزشکی، حوزه صنعت، دامپزشکی، داروسازی، فارماکولوژی، صنایع غذایی، صنعت رنگ و… رفرکتومتر کاربرد دارد. با دانستن اینکه رفرکتومتر چیست؟ می توانید با دغدغه ای کمتر اقدام به خرید این وسیله ی آزمایشگاهی از دانا آزما نمایید.
بازتاب داخلی کلی
قبل از پرداختن به اساس کار رفرکتومتر به یک موضوع مهم فیزیکی به نام بازتاب داخلی کلی می پردازیم. این موضوع از این جهت اهمیت دارد، که رفرکتومتر بر پایه همین پدیده ساخته شده است. برای درک کامل بازتاب داخلی، به یک نمونه آزمایش اشاره می نماییم. فرض کنید که یک پرتوی لیزر در داخل یک مخزن آب به سمت مرز بین آب و هوا تابانده شده است. سپس فرض کنید که زاویه ای که نوری به سمت بالا تابیده شده به آرامی تغییر کرده و رفته رفته به سمت زوایای بزرگتر شروع به حرکت می کند. طبق اصول فیزیکی نور هم باز تابیده می شود و هم پدیده شکست رخ می دهد. همچنین مشاهده می نماییم که شدت اشعه منعکس شده و شکسته شده ثابت نمی ماند. در زاویه تابش نزدیک به صفر درجه، بیشتر انرژی نور از مرز عبور می کند و تعداد کمی از آن بازتاب می یابد. هر چه زاویه تابش به زوایای بیشتر افزایش یابد، شدت شکست کمتر و باز تابش بیشتری خواهیم داشت. یعنی هر چه زاویه تابش افزوده شود، میزان روشنایی اشعه شکست خورده کاهش یافته و میزان روشنایی اشعه منعکس شده افزایش خواهد یافت. سرانجام، ما مشاهده خواهیم کرد که زوایای بازتاب و انکسار برابر هستند. از آنجا که امواج نور از حالت طبیعی یعنی زاویه صفر درجه دور می شوند، زاویه انکسار از زاویه تابش بیشتر خواهد بود. اگر زاویه نور فرودی شصت درجه باشد، دیگر هیچ اشعه انکساری وجود نخواهد داشت یعنی نور کاملاً منعکس خواهد شد.
رفرکتومتر در حین عبور نور از مایع، میزان و زاویه شکست نور را محاسبه می‌کند و بعد این زاویه را با شاخص‌های انکساری مرتبط می نماید. به این ترتیب ضریب شکست ماده و غلظت محلول قابل اندازه گیری می شود. پیش از استفاده از رفرکتومتر باید آن را با آب مقطر کالیبره نمود. نحوه ی کالیبره کردن به این شکل است که رفرکتومتر را در حالت افقی نگه داشته و در ادامه، 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 داده 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 منشور دستگاه قرار می دهیم . پس از بستن درپوش، آن را در مقابل نور که می تواند نور مصنوعی یا طبیعی باشد قرار داده و پس از این کار به چشمی نگاه می کنیم. در این حالت یک قسمت دایره ای شکل مشاهده می نمایید 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 گرفته باشد. در غیر این صورت، پیچ های کالیبراسیون را روی شکست سنج تنظیم می کنیم تا اصلاحات لازم انجام گیرد. با مطالعه ی این بخش از مقاله دانا آزما حتما با نحوه عملکرد رفرکتومتر آشنا شده اید و هم اکنون می دانید که این ابزار تا چه حد مناسب خرید شما خواهد بود.
شما واقعاً می توانید تقریباً هر چیزی را در هر مکانی با استفاده از رفرکتومتر اندازه گیری کنید. در ادامه به نمونه هایی اشاره می نماییم تا متوجه شوید که کاربرد رفرکتومتر در چه مواردی است:
رفرکتومتر 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 آکواریوم داری دریایی، از رفرکتومتر برای اندازه گیری شوری و وزن مخصوص آب استفاده می شود.
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 پر کاربرد است.
در صنعت خودرو سازی از رفرکتومتر برای اندازه گیری غلظت مایع خنک کننده استفاده می شود.
در صنعت ماشین‌آلات، از رفرکتومتر برای اندازه‌گیری مقدار کنسانتره خنک کننده استفاده می‌شود که برای فرآیند ماشین کاری به خنک کننده مبتنی بر آب اضافه شده است. رفرکتومترهای بریکس اغلب توسط علاقه مندان برای تهیه کنسروهایی از جمله مربا، مارمالاد و عسل استفاده می شود.
متناسب با محیط کار و هدفی که دنبال می کنید، رفرکتومترهای متفاوتی موجود می باشد. انواع رفرکتومتر را می توان به این چند بخش تقسیم نمود: رفرکتومتر رومیزی، رفرکتومتر دستی، رفرکتومتر دیجیتال ، رفرکتومتر آنلاین، رفرکتومتر چشمی، رفرکتومتر آبه (Abbe)، رفرکتومتر اتوماتیک و رفرکتومتر فرآیندی. حال، چند نمونه از دستگاه های ذکر شده را شرح می دهیم:
رفرکتومتر آبه (Abbe): رفرکتومتر آبه، 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 رفرکتومتر آبه (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 را بین منشور دوبل قرار دهید. در صورتی که زاویه برخورد نور کمتر از زاویه بحرانی بازتاب کل باشد، پرتوهای نور از منشور دوبل و نمونه عبور می کند. برای تعیین خط مرزی نور/ تاریکی از میکروسکوپ و آینه ای با مکانیزم مناسب استفاده می شود. رفرکتورمتر دستی: استفاده از رفرکتومترهای دستی همه کاره، بسیار آسان می باشد. از آنجایی که تعدادی مقیاس اندازه گیری در دسترس است، انجام بسیاری از برنامه ها امکان پذیر خواهد بود. زنبورداران برای تعیین مقدار آب در عسل و تولید کنندگان ماشعیر، 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 رفرکتومتر دستی استفاده می شود.
رفرکتومتر دیجیتال: طرز کار رفرکتومترهای دیجیتالی مانند رفرکتومترهای دستی بوده، با این تفاوت که خط مرز نور/ سایه به صورت خودکار تعیین و قابل بازخوانی است. رفرکتومتر دیجیتال، نسبت به رفرکتومتر دستی از دقت بیشتری برخوردار می باشد. این دستگاه با انتخاب مقیاس های رایج در دسترس است. رفرکتومتر اتوماتیک: رفرکتومتر اتوماتیک ( خودکار ) نسبت به دیگر انواع رفرکتومتر 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 کنند. این دستگاه از دیودهای ساطع کننده نور، به عنوان منبع نور استفاده می نماید. 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 رفرکتومتر است. شدت نور منعکس شده به وسیله ی اسکنر دستگاه تعیین شده و مرز نور/ تاریک به صورت خودکار قابل تعیین است. از رفرکتومتر 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 کنیم. مقدار ضریب شکستی که در دستگاه نمایش داده می شود، به محتوای ماده خشک ساکارز در محلول آب خالص بستگی دارد. کاربرد این دستگاه برای کنترل کیفیت آب میوه ها، محصولات غذایی و محصولات پتروشیمی مانند نفت است.
رفرکتومتر فرآیندی: در رفرکتومتر 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 می باشد که درون خط یا در یک بای پس قرار دارند و به جعبه کنترل وصل می شوند. نحوه ی عملکرد رفرکتومتر 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 است.
رفرکتومترهای 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. رفرکتومتر رومیزی: در رفرکتومتر رومیزی، به وسیله ی قطره چکان محلول مورد آزمایش را روی منشور قرار دهید، سپس پیچ قفل منشور را محکم کنید. محلول مورد آزمایش را باید به گونه ای روی سطح منشور قرار داد، 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 رفرکتومتر رومیزی تعبیه شده است. اگر محلول مورد آزمایش فرار باشد باید با سرنگ به منفذ کنار منشور تزریق صورت پذیرد.
این رفرکتومتر 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.
رفرکتومتر سنگ قیمتی: یکی از تجهیزات اساسی مورد استفاده در آزمایشگاه گوهرشناسی، رفرکتومتر سنگ قیمتی است. سنگ های قیمتی کانی های شفافی هستند و بنابراین با استفاده از روش های نوری قابل بررسی هستند. ضریب شکست یک ماده ثابت است که به ترکیب شیمیایی یک ماده بستگی دارد. رفرکتومتر با اندازه گیری ضریب شکست سنگها، یکی از ویژگی های اصلی مورد استفاده در تعیین نوع سنگ قیمتی، است. سنگ های خاصی مانند یاقوت، یاقوت کبود، تورمالین و توپاز از نظر نوری ناهمسان گرد هستند. آنها انکسار دوگانه را بر اساس صفحه قطبش نور نشان می دهند. دو ضریب شکست مختلف با استفاده از فیلتر پلاریزاسیون طبقه بندی می شوند. انکسارسنج های سنگ های قیمتی هم به عنوان ابزارهای نوری کلاسیک و هم به عنوان دستگاه های اندازه گیری الکترونیکی با نمایشگر دیجیتال در دسترس می باشند.
رفرکتومتر 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.
لازم به ذکر است که: بخش خوانش از اجزای رفراکتومتر چشمی و دستی محسوب می شود و در رفرکتومترهای اتوماتیک این بخش در صفحه دیجیتال قرار گرفته است. در صورت دانستن اطلاعات تکمیلی در مورد اجزای تشکیل دهنده رفرکتومتر، مشاوران دانا آزما در خدمت شما خواهند بود.
رفرکتومتر از این اجزاء و قسمت ها، تشکیل شده است:
۱- دو منشور که یکی انتشار دهنده و دیگری شکست دهنده می باشد. نمونه مورد نظر بین این دو منشور قرار می گیرد. نور وارد منشور انتشار دهنده شده و تجزیه می شود، این نور با مشخص وارد نمونه مورد آزمایش می شود و سپس به منشورشکست دهنده می رود (ورود نور از محیط رقیق به غلیظ). قبل از هر بار ریختن محلول، منشورها کاملا تمیز شده و با مقدار کمی از محلول موردنظر، شستشو داده می شود.
۲- دو لنز، که یکی لنز تصویر و دیگری لنز ضریب شکست است.
۳- ترمومتر: جهت تنظیم و گزارش دما
۴- پیچ هایی جهت تنظیم تصویر
طراحی اولین نمونه از رفرکتومتر، توسط ارنست آبه انجام شد. آن دستگاه شامل ترمومترهای توکار و حمام سیرکولاتورهای آب بودند که برای کنترل دمای دستگاه و مایعات استفاده می شد. پس از آن دستگاه‌ها مجهز به میکروسکوپ نیز شدند. امروزه این دستگاه در چهار نوع موجود است: رفرکتومتر دستی آنالوگ، رفرکتومتر رومیزی، رفرکتومتر دستی دیجیتال و رفرکتومتر آنلاین. ساختار رفرکتومتر در نمونه های قدیمی با نمونه های پیشرفته ی امروزه قابل قیاس نیستند. می توان حدس زد که دقت اندازه گیری آنها نیز ایرادهای قابل توجهی داشته است.
هنگام کار با رفرکتومتر، لازم است تا این نکات به عنوان نحوه مراقبت از رفرکتومتر مورد توجه قرار گیرد: *برای جلوگیری از کپک زدن عدسی ها، باید دستگاه در محیطی خشک و دارای تهویه مناسب قرار داده شود.
*پس از استفاده از مواد و محلول های خوردنده، باید بلافاصله دستگاه را پاک و تمیز نمود تا مانع صدمه زدن به بخش های مکانیکی و اپتیکی شود.
*برای تمیز کردن بخش های نوری یا اپتیکی دستگاه از پارچه های کتان، محلول اتر و یا گزیلول استفاده کنید. 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 رفرکتومتر خود داری کرد.
*محل قرارگیری نمونه یکی از مهمترین قسمتهای رفرکتومتر است که بلافاصله پس از انجام آزمایش تمیز شده و نتایج حاصل می شود. محلولها یا جامدات نیمه جامد باقیمانده و آلوده در محل نمونه باعث ایجاد خراش در سطح منشور می شود که ممکن است دستگاه را کاملاً از کار بیندازد و آن را بی فایده کند.
*هرگز نباید رفرکتومتر را به شدت تکان داد و مراقب باشید آن را از ارتفاعی مانند بالای میز روی زمین پرتاب نکنید، زیرا ضربه یا شوک در تراز بندی این منشورها و لنزها اختلال ایجاد می کند که در نتیجه رفرکتومتر از کار می افتد.
نحوه مراقبت از رفرکتومتر، عامل مهمی در طول عمر و همچنین دقت اندازه گیری این ابزار می باشد.
دانا آزما، با دارا بودن سابقه طولانی در تهیه و توزیع ادوات آزمایشگاهی، مرجع مطمئن جهت فروش رفرکتومتر می باشد. امکان خرید رفرکتومتر به شکل اینترنتی در هر نقطه ای از کشور توسط دانا آزما فراهم شده است. به دلیل نوسانات بازار ارز، جهت اطلاع دقیق تر در مورد قیمت رفرکتورمتر و سایر ابزار اندازه گیری، با ما تماس گرفته یا با رفتن به قسمت استعلام قیمت، به پاسخ خود برسید. همچنین برای دریافت مشاوره در رابطه با خرید هر کدام از لوازم آزمایشگاهی، می توانید با واحد فروش دانا آزما تماس حاصل نمایید.
