Khúc xạ kế là gì? Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Khúc xạ kế là gì?

Như đã nói ở trên, khúc xạ kế chính xác là một máy kiểm tra nước, chúng được dùng để đo nồng độ của các chất hòa tan có trong nước hoặc các dung dịch khác. Khúc xạ kế sẽ cho kết quả đo chính xác và đó là một con số cụ thể về nồng độ của dung dịch.

Khúc xạ kế là thiết bị dùng để đo nước

Các máy khúc xạ kế được thiết kế hình trụ, nhỏ gọn, thích hợp cầm tay và tiện dụng trong khi di chuyển.

Ứng dụng của khúc xạ kế

Khúc xạ kế có ứng dụng khá đa dạng, sau đây sẽ là những ứng dụng tiêu biểu nhất của khúc xạ kế:

Ngành công nghiệp, dược phẩm

Khúc xạ kế được dùng để kiểm tra, nhận dạng các đặc tính, kiểm soát độ tinh khiết, xác định nồng độ của các nguyên liệu thô đầu vào; các sản phẩm trong quá trình sản xuất và thành phẩm cuối cùng…. Máy cũng được ứng dụng để phát triển các loại dược phẩm, dung dịch tiêm truyền, huyết thanh và dung dịch lọc máu….

Khúc xạ kế được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Ngành công nghiệp hóa chất

Khúc xạ kế được dùng để kiểm tra độ tinh khiến, nồng độ của các nguyên liệu đầu vào, để theo dõi các phản ứng trong quá trình sản xuất các dung môi hữu cơ, các dung dịch muối, dầu công nghiệp, sơn, nhựa, thành phần keo, silicon…. và kiểm soát chất lượng đầu ra của chúng.

Dầu khí, tự động, hàng không, công nghệ xử lý và xây dựng kim loại

Khúc xạ kế được dùng để kiểm tra thành phần, độ ổn định của các loại nhiên liệu, dầu bôi trơn, chất làm mát và các chất tẩy rửa…

Công nghiệp thực phẩm

Khúc xạ kế được dùng để đo độ mặn, ngọt của các thực phẩm như: đường, mứt, các loại sốt, mù tạt, các sản phẩm từ sữa… Ngoài ra, bạn còn có thể sử dụng để kiểm tra và kiểm soát độ cồn của rượu, bia, nước ép.

Công nghiệp mía đường

Khúc xạ kế được dùng để đo nồng độ đường, kiểm tra độ tinh khiết của các bán thành phẩm và thành phẩm cuối cùng.

Bạn cũng có thể dùng khúc xạ kế trong các lĩnh vực như: sản xuất mùi thơm, nước hoa, tinh dầu; công nghiệp sản xuất đồ uống, nước giải khát; các hoạt động trong bệnh viện; nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và hoạt động giáo dục, đào tạo trong trường học, học viện….

Nguyên lý làm việc của khúc xạ kế

Khúc xạ kế hoạt động như một lăng kính và có nguyên lý giống như hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Khi ánh sáng đi qua dung dịch, chất lỏng sẽ bị lệch hướng khác nhau và khúc xạ kế sẽ đo mức độ ánh sáng bị đổi hướng. Giá trị đó sẽ giúp bạn xác định nồng độ của các dung dịch mẫu. Các số đo sẽ được đọc tại thời điểm dung dịch và lăng kính khúc xạ gặp nhau.

Nguyên lý làm việc của khúc xạ kế

Nếu dung dịch có nồng độ thấp, lăng kính có chiết xuất lớn sẽ tạo ra góc khúc xạ lớn. Góc khúc xạ này sẽ được chuyển thành nồng độ phần trăm chất cần đo trong dung dịch mẫu. Hiện nay, các thiết bị khúc xạ có sẵn thang đo hiệu chuẩn để giúp cho việc đọc các giá trị dễ dàng hơn.

Phân loại khúc xạ kế

Phân loại khúc xạ kế theo kích thước thiết kế

Dựa vào kích thước, người ta sẽ chia chúng thành 3 loại là:

• Khúc xạ kế dạng bút: Kích thước siêu nhỏ gọn, chỉ tương đương một chiếc bút và có tính di động cao.
• Khúc xạ kế cầm tay: Có kích thước lớn hơn các khúc xạ kế dạng bút, nhưng vẫn vô cùng linh hoạt trong công việc. Dạng này thường được tích hợp thêm một vài tính năng hỗ trợ người dùng trong việc đo lường cũng như xử lý dữ liệu.
• Khúc xạ kế để bàn: Thiết kế chắc chắn, độ bền cao hơn 02 dạng bên trên và thường được ứng dụng trong các phòng thí nghiệm, nghiên cứu.

Phân loại khúc xạ kế theo cấu tạo

Xét theo cấu tạo sẽ có 2 loại khúc xạ kế là khúc xạ kế cơ và khúc xạ kế điện tử.

Khúc xạ kế cơ có cấu tạo như sau:

• Lăng kính
• Thị kính
• Thang đo
• Tấm chắn sáng
• Vít hiệu chuẩn
• Bộ phận điều chỉnh tiêu cự

Cấu tạo khúc xạ kế cơ

Khúc xạ kế điện tử:

Thiết bị này có cấu tạo gồm 3 bộ phận chính là: màn hình LCD, phím chức năng, bộ phận đựng mẫu. Tiến hành nhỏ mẫu thử vào khoang chứa, bật máy rồi ấn phím READ thì kết quả trả về sẽ ở dạng số và hiển thị trên màn hình từ 3 – 5 giây.

Phân loại khúc xạ kế theo nhóm chức năng

Theo chức năng, khúc xạ kế sẽ được chia thành 5 nhóm là:

• Khúc xạ kế đo nồng độ cồn, rượu: Được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp sản xuất đồ uống, rượu, bia…
• Khúc xạ kế đo độ mặn: Được dùng để đo nồng độ mặn trong các mẫu, được ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất thủy sản, chế biến thực phẩm, nước mắm…

Có nhiều cách khác nhau để phân loại khúc xạ kế

• Khúc xạ kế đo độ ngọt: Chức năng chính là đo độ ngọt, % đường… trong các mẫu bánh kẹo, mứt, đồ uống, các loại thực phẩm….  trong ngành sản xuất và chế biến thực phẩm…
• Khúc xạ kế đo nồng độ: Ví dụ như đo nồng độ sữa/dung dịch sữa.
• Khúc xạ kế đo độ đóng băng: Giúp xác định điểm nhiệt độ đóng băng của dung dịch thông qua việc xác định được nồng độ, mật độ của các thành phần trong dung dịch đó.