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折光儀的原理與用途

更新時(shí)間：2011-07-15 點(diǎn)擊次數(shù)：6885

折光儀（折射計(jì)）

一、定義

折光儀是一種利用折光的原理簡便快速測定溶液的折射率（nD）、糖度（Brix）及濃度的光學(xué)儀器。

折射率：又名相對折射率，是指光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角γ的正弦值與折射角β正弦值的比值，是一個(gè)物理常數(shù)。介質(zhì)相對真空的折射率叫做折射率。

二、折光儀的產(chǎn)品形態(tài)

刻度手持式折射儀：也稱糖鏡、手持式糖度計(jì)。小巧，便于攜帶，目視讀數(shù)。

手持?jǐn)?shù)字式折射儀：小巧，便于攜帶，數(shù)顯讀數(shù)。

阿貝折光儀：精度高，操作簡便，測量快速，不消耗化學(xué)試劑，無化學(xué)污染

臺式數(shù)顯折光儀：精度高，操作簡便，測量快速

在線折光儀：可進(jìn)行生產(chǎn)線在線實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品折射率、Brix、各種自定義濃度、溫度，確保生產(chǎn)安全。

三、折光儀的應(yīng)用

1. 食品飲料行業(yè)：測量原料或半成品及成品的Brix或濃度或鹽度等，或生產(chǎn)過程中的濃度在線檢測。檢測樣品如可樂、果汁、茶飲料等各類含糖飲料、果醬、蜂蜜、糖類、糖漿等各類含糖食品、調(diào)味品、調(diào)味醬或湯羹類、豆奶，植物蛋白等。也適用于蔬菜水果從種植至銷售的過程中，它可適用于測定準(zhǔn)確的收采時(shí)期，作甜度分級分類，可應(yīng)用于工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、政府檢驗(yàn)、終端連鎖店、大型綜合超市、個(gè)人飲食健康管理等

2. 香精香料行業(yè)：測量折射率用于定性檢驗(yàn)與判斷純度

3. 紡織印刷行業(yè)：淀粉測定、定形劑測定、有機(jī)溶劑濃度監(jiān)測（DMF，DMSO等）、漿料的濃度測定

4. 化工行業(yè)：各類有機(jī)物及無機(jī)物濃度測定與監(jiān)測、清洗液濃度

5. 汽車交通行業(yè)：電池液、冷凍液、融雪劑濃度測定，如汽車保養(yǎng)的冷凍液濃度與冷凍溫度測定

6. 金屬加工處理：清洗液濃度、切削油濃度，電子工業(yè)行業(yè)的清洗液濃度監(jiān)測。

7. 醫(yī)療和臨床檢驗(yàn)：醫(yī)藥原料折射率濃度測定、血紅蛋白折射儀，尿比重折射儀，尿糖度，清潔消毒劑雙氧水濃度測定。個(gè)人健康管理，如糖尿病人飲食糖度監(jiān)測，日常生活鹽度監(jiān)測，腎臟病人尿比重監(jiān)測等。

四、折光儀的原理

生活現(xiàn)象舉例：

當(dāng)一根管子放入裝有水的玻璃杯中時(shí)，會看到管子發(fā)生彎曲。

如果將一根管子放入裝有糖水溶液的玻璃杯時(shí)，會發(fā)現(xiàn)這根管子

彎曲度更大（如圖所示）。這就是光的折射的原理。折光儀（折

射計(jì)）即是將光的折射原理應(yīng)用于實(shí)際的一種光學(xué)測量儀器，即當(dāng)某

種物質(zhì)的密度（濃度）增加時(shí)（例如糖溶解于水中），其折射率的增大

（即管子的彎曲程度）與之成正比。

折射率的測量通常采用兩類檢測系統(tǒng)：透射系統(tǒng)或反射系統(tǒng)。

刻度型手持式折射計(jì)和阿貝折光儀通常采用透射系統(tǒng)，數(shù)字式折射計(jì)則采用反射系統(tǒng)。

透射系統(tǒng)

刻度型手持式折光儀的檢測系統(tǒng)（透射系統(tǒng)）概述如下：

（1）棱鏡與樣品的分界面的折射現(xiàn)象如下圖所示，棱鏡的折射率遠(yuǎn)大于樣品。

（2）如果樣品很稀，棱鏡與樣品的折射相差很大因而折射角也大（見線a）。

（3）如果樣品較稠，棱鏡與樣品的折射相差較小因而折射角也小（見線b）。

反射系統(tǒng)

數(shù)字型折光儀的檢測系統(tǒng)（反射系統(tǒng)）如下所述：

如下圖所示，如果光線A由棱鏡的左下部小角度入射，將不會被分界面

反射，而會穿過樣品。光線B則會被分界面反射至右部，幾乎沿著棱鏡界面射出。光線C，則由于入射角太大而不能穿過樣品，被棱鏡*反射至右下部。

如上所述，圖中所示的虛線B即為明暗區(qū)域的分界線。由于分界線的反射角與反射率成正比，因此明暗區(qū)域分界線的位置即成為一個(gè)標(biāo)度可轉(zhuǎn)換為折射率數(shù)據(jù)。

三、折射率與Brix值

折射計(jì)測量的是溶液的折射率。Brix標(biāo)度實(shí)際上表示是蔗糖水溶液的濃度。

而在大多數(shù)溶液中除蔗糖外，可能還包括鹽、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)等，Brix值表示溶液中總的可溶性固形物的含量。對于特定的樣品，如切削油或其它工業(yè)產(chǎn)品，可通過建立Brix值與樣品實(shí)際濃度的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行測量。

Brix（%）值與折射率（nD）換算表

上表所用Brix0-85%與折射率之間的換算值系采用ICUMSA（糖分析

方法協(xié)會，1974年成立）數(shù)據(jù) 。

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