Refraktometry

Refraktometr

Refraktometr, který vynalezl Ernst Karl Abbe v roce 1869, zůstal jedním z nejjednodušších a nejpřístupnějších nástrojů kontroly kvality a optické analýzy. Refraktometr měří úhel lomu světla procházejícího rozhraním mezi dvěma médii. Úhel lomu je způsoben rozdílem v rychlosti, s jakou se světlo šíří oběma médii, a protože rychlost je dána hustotou, index lomu může být použit k určení hustoty – a potažmo koncentrace rozpuštěné látky. Jenom někteří lidé, kteří potřebují refraktometr, znají vlastnosti, které tento přístroj má mít, aby vyhověl jejich požadavkům. Obrovské množství informací o zkoumané látce lze odvodit ze znalosti jejího indexu lomu, patří sem například i hmotnost sušiny; takovéto vlastnosti se nemusí objevit v brožuře popisující výrobek. Stejně tak nelze přeceňovat všestrannost refraktometru. Zákazníci často hledají měření vlastností, které refraktometr nezvládne, jako je měření pH, nebo určení koncentrace, když se jedná o více směsí různých látek.

Otázky ke zvážení před koupí refraktometru

• Jaké mám důvody pro koupi refraktometru?
• Jaké druhy materiálů budu analyzovat? Jsou mé vzorky homogenní, nebo obsahují nerozpuštěné součásti?
• Jak citlivý musí být můj refraktometr?
• Kterých regulačních norem se moje pracoviště drží?
• Bude můj refraktometr použitelný v drsných podmínkách prostředí?
• Budou využití, které budu aplikovat, omezovat velikost nebo tvar mého systému?

Abbe refraktometry

Abbe refraktometry jsou ručně ovládané přístroje, které mohou mít stolní nebo ruční formu. Vzorky se vtěsnají mezi lomící a osvětlující hranol. Světlo osvětlí část vzorku a uživatel srovná měrku s měřítkem, čímž odvodí hodnotu lomu. Stolní Abbe refraktometry budou mít širší rozsah měření a větší přesnost, za cenu menší přenositelnosti. Ručně ovládané ruční refraktometry víceméně používají stejné konstrukční principy jako stolní Abbe refraktometr, přestože je výrobci málokdy řadí do stejné kategorie. Abbe refraktometry zajistí vysokou přesnost měření typických, čirých a homogenních vzorků, pokud je obsluha zručná v jejich použití. Za jinak stejných podmínek je refraktometr Abbe mnohem hospodárnější než jeho automatičtí sourozenci. Pokud však zákazník spoléhá na netrénovaný personál a vyžaduje také vysokou reprodukovatelnost, je typ Abbe špatnou volbou.

Automatické refraktometry

Automatické refraktometry jsou řízeny digitálně a nevyžadují ruční seřízení značky přes vzorek, což umožňuje použití s netrénovanou obsluhou. Zajišťují také regulaci teploty. Některé automatické refraktometry mohou využívat rozsáhlé algoritmy pro převod indexu lomu na stupně Brix nebo hustoty. Pro použití, jako je získání koncentrací sacharózy v potravinách nebo stanovení hustoty moči u pacientů se špatnou hydratací, jsou nejlepší automatické refraktometry poskytující algoritmy pro zobrazení výsledků ve stupních Brix nebo ve stupních hustoty moči, protože odstraňují potřebu výpočtu těchto výsledků. Pokud jsou refraktometrické potřeby zákazníka omezeny na koncentrace sacharózy nebo dextrózy, tak je ideální malý přenosný systém, který zobrazuje výsledky pouze v Brixech. Totéž platí pro hustotu moči. Je třeba si uvědomit, že menší a cílenější refraktometry mohou mít užší stupnici přizpůsobenou pro konkrétní aplikaci. Na druhé straně refraktometry používané pro širokou škálu látek (například v natěračském a plastovém průmyslu) vyžadují skupinu algoritmů, aby mohly přiřadit změny koncentrací přírůstkům indexu lomu /hustoty. Takové modely jsou dostupné a mohou dokonce uživatelům umožnit definovat vlastní algoritmus. Automatické refraktometry nemusí pracovat s novými, viskózními nebo nehomogenními vzorky dobře. Příkladem mohou být potraviny jako hustý med, určité druhy džemů, exotické ovoce nebo cokoliv, co může mít semena navíc nebo dužinu. Pro uživatele s takovými typy vzorků může být nejlepším řešením pravý Abbe model, protože umožňuje měřiteli uspořádat překrytí oblasti příčného kříže a měrky tak, aby se vyhnul jednotlivým nerozpuštěným složkám, které mohou výsledky znepřesnit.

Klinické refraktometry

Ti, kdo pracují v nemocnicích, na klinikách a ve veterinárních zařízeních, mají cílené využití pro refraktometrii. Příkladem je hustota moči a koncentraci plazmatických bílkovin. Ruční klinické refraktometry jsou navrženy tak, aby přesně odpovídaly těmto potřebám. Součástí požadavků na klinické prostředky je jejich validace a splnění regulační certifikace. Některé modely budou mít regulaci shodu uvedenou v popisech výrobků, ale ne všechny ji mají.