Рефрактометр своими руками как сделать

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 04.10.2024

Вращением поляризационного фильтра (несколько полных оборотов) мы сразу устанавливаем, является ли исследуемый камень однопреломляющим или двупреломляющим. Если при неизменности положения камня на призме при вращении фильтра не происходит НИКАКИХ изменений с положением тени, она не двигается, не появляется вторая тень – камень однозначно однопреломляющий, обладатель кубической кристаллической решетки.
Если при неизменном положении камня на призме при вращении поляризационного фильтра происходят какие-либо изменения с тенью ( появление второй тени, движение тени) – камень двупреломляющий. Для определения набора его оптических характеристик необходимо провести комплекс наблюдений.

Если при наблюдении в рефрактометре и при анализе записей мы видим, что было две тени, и обе меняли свое положение при вращении камня, мы можем сделать вывод, что камень оптически двуосный.

Коэффициенты преломления «нижний и верхний) и числовое значение двупреломления мы определяем также, как и в предыдущем случае.
При тестировании камня в рефрактометре возможен также вариант, когда вся шкала остается темной, и мы не наблюдаем вообще никакой тени.

Единственный параметр, который НИКОГДА не определяется при геммологических тестах – твердость. Все остальное можно определить и использовать в качестве идентификаторов. Позже мы еще вспомним и про удельный вес, и про плеохроизм, а в ближайшем продолжении мы продолжим знакомиться с возможностями рефрактометра. Поучимся определять оптические характеристики кабошонов и бусин, определять дисперсию, идентифицировать, когда возможно, камни в изделиях… Но это все – в продолжении…
Продолжение следует…

Для самогонщика основным вспомогательным прибором измеряющим процент содержание спирта в жидкости является рефрактометр по спирту.

Лично я без него как без рук.

Спиртометры ареометры это уже прошлый век.

Ареометры бьются, для измерения крепости самогона нужны дополнительные колбы.

Рефрактометр удобен. Вы просто капает измеряемую жидкость на подложку рефрактометра, закрываете крышечкой, смотрите на свет и на границе раздела синего и белого прибор показывает вам содержание спирта в самогоне.

При перегонке браги нам не нужны приспособления типа попугай, мы просто капаем на рефрактометр и смотрим сколько спирта в струе.

Стоит он дороже ареометра, но удобства все окупают.

Рефрактометр работает так.

Мы капаем пипеткой самогон на подложку.

Свет падает на подложку на которой есть жидкость со спиртом, потом проходит через окошечко, где призма направляет его на шкалу с делениями.

В зависимости от концентрации спирта в самогоне свет преломляется, отклоняется по разным углом, граница синего и белого перемещается.

Новый рефрактометр надо проверить на жидкостях с различной крепостью.

Если нет у вас ареометра, чтобы разбавить жидкости до нужной крепости, можно проверить рефрактометр на купленной водке.

Если показания рефрактометра не совпадают с показаниями ареометра, то подкрутите отвёрткой на приборе до нужного значения.

Не забывайте что эталонная температура жидкостей для ареометра 20 С.

Ещё одно из преимуществ рефрактометра, температура измеряемой капли, быстро остывает или нагревается до комнатной температуры.

Можно ли рефрактометром измерить содержание спирта в браге.

Если мы будем измерять содержание спирта рефрактометром в самогоне или браге где есть сахар, дрожжи, то прибор будет показывать неправду, так как они тоже дополнительно отклоняют луч света, а значит границу синего и белого на приборе.

Рефрактометром, как и спиртометром- ареометром измеряем содержание спирта в растворе, только если там вода и спирт, без других веществ.

Второй измерительный прибор для самогонщика это рефрактометр по сахару.

Если вы делаете брагу из сахара, то он вам и не нужен.

Рефрактометр по сахару будет полезен тем кто варит пиво или делает вино и не знает сколько сахара в них на данный момент.

Когда надо добавить сахара в сусло или вино до нужной концентрации.

Рефрактометр по сахару работает так же как и по спирту.

Мы капаем раствор на подложку рефрактометра, свет проходит через неё и отклоняется, попадает через призму на проградуированную шкалу, где на границе разделения синего и белого указана наша концентрация сахара в капле в Brix.

Один Brix, это и есть 1% сахара в растворе.

Мой рефрактометр по сахару немного отклоняется от теоретической концентрации сахара в браге при различных гидромодулях.

Гидромодуль	Сахар.%	Крепость.%	Brix
1:6	15	9.2	14.5
1:5.5	16.4	9.8	15.5
1:5	17.8	10.8	17
1:4.5	19.5	11.8	18
1:4	21.6	13.2	20
1:3.5	24.2	14.8	21
1:3	27.5	16.8	24

Свой рефрактометр я градуировал по воде из под крана,так как именно ее использую в браге, капнул на подложку и подкрутил отверткой на ноль.

Хорошо бы отградуировать его по эталону воды с сахаром, где взять такой, сахар из магазина думаю может врать

Можно ли измерить рефрактометром концентрацию остатков сахара в созревшей браге.

Опять ответ нет, спирт влияет на угол отклонения луча света, а значит рефрактометром измерить остатки сахара в браге нельзя, он будет врать.

Начальные показания сахара в браге в зависимости от гидромодуля можно посмотреть в таблице.

Определить качество меда, узнать крепость вина, проверить состав масла и антифриза вам поможет рефрактометр. Рассмотрим в статье, что это такое, устройство и принцип работы прибора, и чем различаются модели для меда, вина, антифриза и других СОЖ.

Что это такое?

Как известно, каждое вещество характеризуется своей плотностью. Она изменится, если в жидкость попадет другое вещество и растворится в ней.

Например, чистый мед плотнее, чем тот, что разбавлен сиропом, а готовое вино легче, чем не до конца перебродившая брага, когда дрожжи еще не успели переработать весь сахар в спирт.

Для определения плотности служит специальное оптическое устройство — рефрактометр. Когда луч света проходит через исследуемую жидкость, он отклоняется от прямой линии. По углу преломления вычисляется плотность вещества и его состав.

Устройство и принцип работы

Прибор для измерения плотности прозрачной жидкости работает за счет преломления света – эффекта рефракции. Его строение и оптическая схема показаны на рисунке. Чем плотнее вещество, тем сильнее падает скорость прохождения света через него, и тем больше он отклоняется от прямой линии.

Дальше свет проходит через группу линз и падает на шкалу. По линии раздела между освещенным и темным участками шкалы определяется коэффициент преломления – плотность вещества.

Для различных жидкостей рефрактометры показывают результаты в разных единицах измерения.

Величина спирта в браге измеряется в градусах.
Массовая часть сахарозы определяется в градусах Brix (Брикс). Например, значение 25°Bx показывает, что в 100 граммах раствора содержится 25 граммов сахара и 75 граммов воды.
Шкала Baume (Боме) показывает плотность жидкости. К примеру, плотность дистиллированной воды при 15°С составляет 0 Be°. При 15% растворе поваренной соли прибор покажет 15 Be°.
Значение Water нужно для определения влажности продукта.

Эти шкалы различаются частотой делений – расстояниями между рисками. Есть таблицы, по которым градусы можно перевести в°Bx, но проще купить специализированный рефрактометр – простые модели стоят 2000-4000 руб.

По принципу действия измерители плотности не различаются между собой и состоят из похожих элементов.

Главная деталь – призма, у которой большой коэффициент преломления. На нее наносится исследуемая жидкость.
Снаружи призму прикрывает защитное стекло. Оно не только защищает призму от царапин при хранении, но и разглаживает и сжимает подопытный материал. Тем самым возрастает точность измерений.
Калибровочный винт предназначен для настройки оптической схемы прибора. Для безопасности он утоплен в корпус. Чтобы его прокрутить, нужна отвертка – случайно сбить регулировку не получится.
Система линз направляет луч света на шкалу. Линзы окрашены в синий, чтобы на шкале была четкая граница между светом и тенью.
При росте температуры плотность любого материала падает, и это дает погрешность измерений. Чтобы ее устранить, в конструкцию вводят биметаллическую пластину, которая при нагреве перемещает нулевую отметку. Это называется системой ATC – Automatic Temperature Compensation System. Пластина настраивается на заводе и в корректировке не нуждается.

Благодаря ATC измерения можно производить при температуре в пределах 10-30°С. Поэтому лучше выбрать прибор с этой системой. Если такой возможности нет, то измерения должны производиться при 20°С, иначе возникнут погрешности, и результат придется пересчитывать по специальным таблицам.

Точность многих приборов лежит в пределах 1-2,5% или 0,1-0,3 Brix. И хотя устроены они одинаково, у каждого рефрактометра есть своя область применения.

Современные устройства для рефракции бывают 3-х типов – ручные, лабораторные и промышленные.

Промышленные

Устанавливаются на предприятиях и представляют собой стационарные установки. Часто они работают непрерывно, то есть контролируют состав материала в режиме реального времени. Такие устройства можно подключить к компьютеру и использовать для автоматического контроля производства. Они незаменимы для измерений в больших количествах на промышленных предприятиях.

Лабораторные

Приборы для лабораторий имеют наибольшую точность. Они, как правило, не портативные и устанавливаются на столе. Эти установки используются в научных целях и для контрольных проверок на предприятиях.

Ручные

Ручные рефрактометры наиболее удобны для личного пользования и малого бизнеса. Они делятся на 2 категории.

Для сахара. Рассчитывают количество сахара в веществе, и показывают результат в градусах Brix (°Bx). К примеру, 19°Bx означает, что в жидкости 19 граммов сахара и 81 грамм воды. Многие модели имеют диапазон измерений от 0 до 32-40 Brix, чего достаточно для большинства виноделов. Важно! Замеряется концентрация всего сахара, то есть и сахарозы, и фруктозы, и других соединений. И она рассчитывается на массе, а не по объему.

Для спирта. Нужны для процентного расчета массовой части спирта в жидкости. Многие модели имеют двойную шкалу – в Brix и градусах крепости напитка. Тогда точный результат определяется в градусах Brix, а содержание спирта получается приблизительным.

Ручные измерители бывают аналоговые и цифровые. Обращаться с ними надо по-разному.

Для считывания показаний аналоговых приборов надо через объектив смотреть на источник света. Эти устройства не требуют источника питания, но им обязательно нужно внешнее освещение.
В электронных моделях вся информация выводится на дисплей. Они универсальные, не такие требовательные к освещению и показывают результат в разных единицах измерения. Для работы им нужен источник питания. Батареек формата АА хватает примерно на месяц, а аккумулятор придется заряжать каждый день.

Благодаря надежной работе и простоте обращения рефрактометры встречаются в любой отрасли.

Сферы применения

Промышленные рефрактометры повсеместно распространены в промышленности.

Эти устройства незаменимы для кондитерской, текстильной, фармацевтической и других отраслей промышленности. Но пригодятся такие устройства и в быту.

Для замеров понадобится 2-3 капли материала, не больше. И это выгодно отличает рефрактометр от аналогичных по назначению приборов – спиртометра и сахарометра, для работы которых нужно по 300-400 мл жидкости. О том, как правильно пользоваться рефрактометром, мы сейчас расскажем.

Как пользоваться прибором?

Перед применением устройство нужно откалибровать. В идеале – перед каждым замером, но достаточно раз в 2-4 недели. Или после долгого, более 3-х месяцев, перерыва в работе. Цель – сделать так, чтобы грань между светлым и темным участками совпадала с нулевой отметкой шкалы. Для этого понадобится пипетка, отвертка и калибровочная жидкость. Они входят в комплект. Если нет специальной жидкости, то подойдет очищенная вода. Важно! Из-за того что при нагреве плотность любого вещества снижается, калибровать устройство нужно только при температуре +20°С. Но если рефрактометр оснащен системой АТС, то это требование необязательно.

Чтобы настроить прибор, действуйте в такой последовательности.

Поднимите крышку. Пипеткой нанесите 2-3 капли калибровочной жидкости на поверхность призмы.
Закройте крышку. Жидкость должна равномерно покрыть всю рабочую зону призмы. Сухие участки не допускаются.
Подождите 15-30 секунд, чтобы выровнялась температура воды и измерителя.
Через окуляр рефрактометра посмотрите на свет, желательно дневной. Если цифры нечеткие, то настройте фокус окуляра.
Покрутите калибровочный винт так, чтобы переход света и тени четко встал на нулевую отметку. На некоторых устройствах он должен встать на уровень 78,4%.
Примерно так выглядит шкала до и после калибровки.
Откройте крышку, и тщательно удалите влагу с главной призмы. Для этого в комплекте идет специальная салфетка.

Производить измерения нужно так же, как и калибровку. Разве что вместо чистой воды на призму нужно нанести исследуемую жидкость и не трогать калибровочный винт. Но есть несколько правил.

Чтобы не поцарапать призму, мед надо брать стеклянной или пластмассовой палочкой. Если он закристаллизовался, то разогрейте его на водяной бане до +40°С, затем охладите до комнатной температуры. Тщательно перемешайте. Тогда он станет жидким.
Чем тоньше слой меда, тем точнее измерения. Это касается и других жидкостей.
Летучие жидкости, такие как бензин и спирт, наносите на призму быстро, ведь они быстро испаряются. А когда нанесете и закроете крышку, можно не волноваться.
Для снятия показаний желательно использовать естественный свет. Даже боковое флуоресцентное освещение от ламп дневного света даст погрешность.
Не забудьте после измерений тщательно протереть прибор. Внимание, не поцарапайте призму. Для очистки используйте только комплектную тканевую салфетку. В крайнем случае можно взять мягкую ветошь, микрофибру или похожие варианты.

Не погружайте рефрактометр в воду, храните его бережно, как и любой другой измерительный прибор. Не пытайтесь самостоятельно его разобрать или починить, тогда устройство прослужит вам долгие годы.

Для чего вообще нужен рефрактометр? Для начала давайте разберемся, что такое рефрактометрия.

Данная модель рефрактометра имеет шкалу измерений в Brix и следовательно предназначена для измерения сахарозы в растворе жидкости.

Градус Brix (Брикс) (символ °Bx) — мера массового отношения растворённой в воде сахарозы к жидкости. Измеряется рефрактометром. Раствор в 25 °Bx — 25 % (вес/вес), означает 25 граммов сахара в 100 граммах жидкости. Или, выражаясь иначе, в 100 граммах раствора находятся 25 граммов сахарозы и 75 граммов воды.

Каково практическое применение рефрактометра в народном домашнем хозяйстве? Меня заинтересовало определение содержания сахара в браге для самогона. Это же элементарно скажет читатель. Сколько сахара засыпать в воду, столько его там и будет. Можно высчитать все на калькуляторе. И конечно читатель будет прав. Но всегда есть нюанс.

Нюансы:
1. Бывают браги фруктовые, ягодные, зерновые, да разные они бывают (вплоть до опилок ☺ ). Их сахаристость калькулятором не рассчитать
2. Хорошо бы наблюдать за изменением сахаристости браги во время процесса брожения

Для чего надо знать содержание сахара в браге на всех этапах брожения? Да очень просто. По разнице в содержании сахара можно элементарно высчитать процент спирта, который набродили наши дрожжи за время между измерениями. Если процент спирта находится в нормальном для того или иного сырья диапазоне, то все отлично, а если нет то надо срочно принимать меры. Например, аэрировать брагу, регулировать температуру, подкармливать и т.д. и т.п.

Так как домашнее самогоноварении это для меня прежде всего хобби, то и заморачиваться надо по полной. Поэтому и был приобретен рефрактометр.
Приехал он в жесткой пластиковой коробке

В коробке находился сам рефрактометр, пипетка, отвертка, краткая инструкция и салфетка для протирания оптики.

Модель называется RZ113 – со шкалой измерения от 0 до 32 Brix или % сахара в воде.

В сети есть куча моделей рефрактометров внешне выглядящих абсолютно одинаково. Единственное различие между ними — шкалы измерения, нанесенные на стекло окуляра. Где-то это Brix, как в моем случае, где-то это объемная доля спирта, specific gravity (отношение плотности измеряемого вещества к плотности воды) и многие другие величины. В принципе можно покупать любой из них и использовать формулы пересчета, либо линейку, наподобие такой:

Но если Вы измеряете какую- либо конкретную величину, то разумеется удобнее пользоваться рефрактометром со шкалой в нужных Вам единицах измерения.

Сам рефрактометр представляет собой металлический прибор с предметным стеклом и окуляром.

Окуляр имеет диоптрическую подстройку, что для меня, как очкарика, пришлось весьма кстати.

Измерения производятся следующим образом. На стеклышко капают жидкостью и смотрят в окуляр. За счет разницы в преломлении света появляется полоса смены цвета с синего на белый. Записываем в каком месте шкалы прошло разделение цветов. Вот и все.

Перед использованием прибор необходимо откалибровать. В инструкции написано, что лучше это делать при температуре 20 градусов Цельсия. Для этого нужно капнуть на стеклышко дистиллированной водой, и крутя винтик регулировки вывести показания прибора на ноль.

Винт регулировки находится под колпачком.

У меня прибор пришел идеально откалиброванный. Так что колпачок я так и не открыл. Он натянут достаточно плотно. И я не стал его насиловать.

Также на приборе была наклейка ATC, что означает автоматическую компенсацию температуры в диапазоне 10-30 градусов Цельсия. Вообще информация по прибору была разбросана по интернету и ни один из продавцов не давал всей информации сразу. Удалось также найти, что точность измерений составляет 0.2 Brix.

Давайте проверим прибор в действии! Сделаем правильную брагу для вкусного самогона. Для простоты это будет сахарная брага.

Какие основные проблемы возникают при изготовлении сахарной браги и последующей перегонке самогона? Прежде всего это излишние компоненты, появляющиеся в браге, как побочный продукт жизнедеятельности дрожжевых культур.

Бороться мы с этим будем при помощи предварительной селекции дрожжевых культур. Этот способ я подсмотрел на форуме АлкоДистиллерс, и мне он очень понравился.

Мы засеем дрожжи не в воду, а в слабо спиртовой (4-5%) раствор. При этом от содержащегося в растворе спирта слабые штаммы погибнут, и останутся только сильные спиртовые штаммы дрожжей. Приступим

Для изготовления 16 литров браги мы для предварительного сбраживания возьмем: 1.6 литра воды (10 % от общего планируемого объема браги), 200 мл. водки (чтобы получилась спиртуозность 4-5%), 4 столовых ложки сахара (одна столовая ложка сахара на 4 литра планируемой браги), 4 чайных ложки муки (одна чайная ложка на 4 литра планируемой браги).

Мука нужна для подкормки дрожжей. Как и любой живой организм, дрожжи любят разнообразное питание, и на одном только сахаре чувствуют себя неуютно. Мука дает им разнообразные микроэлементы, и дрожжи радостно начинают поглощать сахар и размножаться.

Замешиваем все компоненты и оставляем на одни сутки.

Прошли сутки. В паре литров горячей воды (около 70 градусов Цельсия) растворяем 4 кг сахара и выливаем в бродильную емкость с 12 литров заранее отстоянной воды (можно использовать бутилированную воду). Тщательно размешиваем. Итого у нас получилось 14 литров сладкой воды.

Измеряем температуру воды. Она должна быть не более 30 градусов Цельсия. Вливаем банку с разбродившимися сильными штаммами спиртовых
дрожжей в бродильную емкость.

Измеряем начальную сахаристость сусла.

У нас получилось 21 Brix, запоминаем это. Накрываем крышкой и оставляем.

Через 1.5 часа дрожжи начинаю работать и гидрозатвор начинает весело булькать.

Через шесть суток я решил посмотреть, что у меня происходит внутри бродильной емкости.

Однородная брага с легким приятным запахом дрожжей и чего-то слегка хлебного. На поверхности разрываются сотни маленьких пузырьков, будто это шампанское. Брага почти выбродила. На вкус появилась горечь, но и сладость еще присутствует.

Измеряем сахаристость раствора.

У нас получилось 10.5 Brix. Используем калькулятор, вводим начальную и конечную сахаристость и получаем процент набродившегося спирта – 9.473%.

Неплохо, но пока маловато. Закрываем крышку и ждем еще сутки.

Брага наконец перестала играть и успокоилась. Замеряем ее сахаристость

Результат 9.5 Brix. Опять берем калькулятор

Содержание спирта 10.263%, это неплохой результат. Норма для сахарной браги 10-12% В Москве началась осень с холодными дождями. Температура на улице уже 12-13 градусов днем и 6-8 ночью. В квартире около 19-20. Батареи пока не включили. Дрожжам некомфортно, но они все равно проявили себя неплохо и выдали результат в рамках нормы.

Теперь брагу можно поставить на холод, она осветлится и ее можно будет перегонять. Но это будет уже совсем другая история)))

И как обычно, видео процесса

Резюме. Без рефрактометра жить можно, но с ним однозначно удобнее. Данный прибор работает просто, точно и удобно. Диоптрийная подстройка окуляра сильно облегчает жизнь людям с ослабленным зрением. Если вы занимаетесь виноделием, самогоноварением, пивоварением и подобными увлечениями, то есть полный смысл приобрести данный рефрактометр.

Читайте также: