Принцип действия рефрактометров основан на измерении угла полного внутреннего отражения при прохождении света через границу раздела двух прозрачных сред с разными показателями преломления, одна из которых измеряемое жидкое или твердое вещество, а другая измерительная призма.

Анализируемая жидкость наносится на поверхность измерительной призмы и плотно прижимаются осветительной призмой. Твердый образец притирается к измерительной призме через контактную иммерсионную жидкость и прикрывается осветительной призмой для уменьшения интенсивности постороннего света. Температура измерительной призмы контролируется внешним цифровым термометром, выполняющим роль аналого-цифрового преобразователя.

В процессе измерений анализируемое вещество освещается источником света через осветительную призму. При этом образуется граница света и тени соответствующая предельному углу преломления системы двух сред: измерительная призма с высоким показателем преломления и измеряемое вещество с меньшим показателем преломления.

Положение границы света и тени зависит от показателя преломления измеряемого вещества, и для разных веществ оно разное. В процессе измерения выполняется наведение перекрестья на границу раздела света и тени в смотровом поле, которое осуществляется вручную и связано с перемещением визуальной шкалы рефрактометров, наблюдаемой через окуляр. Визуальная шкала рефрактометров проградуирована непосредственно в значениях показателя преломления nD и массовой доли сахарозы в водных растворах % Brix.

В рефрактометре модели AR2008 используется фотоэлектрическая регистрация смотрового поля, а в модели AR4 результат измерения считывается через окуляр по шкале в смотровом поле.

В модели AR2008 при наведении вручную перекрестья на границу раздела света и тени с фотоприемника в аналого-цифровой преобразователь поступают электрические сигналы, которые в соответствии с записанным в памяти математическим алгоритмом, преобразуются в значения показателя преломления nD и массовой доли сахарозы в водных растворах % Brix. Эти значения непрерывно меняются в процессе наведения на границу раздела света и тени. После завершения наведения они вместе с текущим значением температуры отображаются на цветном жидкокристаллическом дисплее в цифровом виде.

С помощью рефрактометров можно определять среднюю дисперсию nF - nC и число Аббе в диапазоне температур от 0 до +70 °С.

Рефрактометры представляет собой настольные лабораторные измерительные приборы, состоящие из оптико-механического блока и водяного термостата проточного типа. Оптико-механический блок включает в себя измерительную и осветительную призмы, оптическую систему, смотровое поле с перекрестьем и шкалой, окуляр для наблюдения, компенсатор дисперсии для исключения окраски границы раздела света и тени.

К оптико-механическому блоку подключен датчик температуры и внешний источник света, в качестве которого используется светодиод с максимумом интенсивности излучения на длине волны 589 нм (соответствует линии D в спектре излучения натрия).

Лист № 2 всего листов 5 Рефрактометры моделей AR2008 и AR4 предназначены для анализа жидких прозрачных образцов, содержащих сахарозу, порошкообразных и пастообразных образцов (ореховое масло, стручковый джем, неочищенное масло), жидких образцов с содержанием твердых веществ (сладкая желатиновая стручковая паста), а также образцов из стекла, пластика, пленок и полимерных материалов. Для измерения жидких образцов рефрактометры могут использоваться с проточной кюветой с воронкой или для насоса. При этом образец будет непрерывно протекать через поверхность измерительной призмы.

Рефрактометры модели AR4 является визуальными, а модели AR2008 - цифровыми измерительными приборами и оснащены функцией «автоматической температурной компенсации» (АТС), что позволяет проводить измерения независимо от температуры окружающей среды для образцов с различной температурой в установленном температурном диапазоне.

Рефрактометры модели AR4 применяются для анализа как низкотемпературных, так и высокотемпературных образцов в широком температурном диапазоне.

Рефрактометры модели AR2008 используются для измерения полимерных материалов с высокими значениями показателей преломления.

Модели рефрактометров отличаются метрологическими характеристиками.

Корпус рефрактометров изготовлен из листового алюминия и опломбирован от несанкционированного проникновения (для модели AR2008 в двух местах).

Внешний вид рефрактометров Аббе показан на рисунке 1.

а)

Рис. 1. Рефрактометры Аббе: а) модель AR4; б) модель AR2008

Таблица 2

Лист № 4 всего листов 5