一、定義

折光儀是一種利用折光的原理簡(jiǎn)便快速測(cè)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(duì)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(duì)真空的折射率叫做絕對(duì)折射率。 

二、折光儀的產(chǎn)品形態(tài)

刻度手持式折射儀:也稱(chēng)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(jiǎn)便，測(cè)量快速，不消耗化學(xué)試劑，無(wú)化學(xué)污染

臺(tái)式數(shù)顯折光儀:精度高，操作簡(jiǎn)便，測(cè)量快速

在線(xiàn)折光儀:可進(jìn)行生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品折射率、Brix、各種自定義濃度、溫度，確保生產(chǎn)安全。

 

三、折光儀的用途

用途一：測(cè)量折射率

折射率是物質(zhì)的物理常數(shù)，每種物質(zhì)都有自己特征的折射率。折光儀可被用來(lái)測(cè)量藥品，香精香料，玻璃，塑料等物品。

用途二：測(cè)量糖度

折光儀可用來(lái)測(cè)量富糖樣品的Brix值，如果汁、糖漿、果醬、蜂蜜等，測(cè)量值與測(cè)量樣品的糖濃度相關(guān)聯(lián)， Brix標(biāo)度實(shí)際上表示蔗糖水溶液的濃度。Brix值和折射率之間的換算值是采用ICUMSA(國(guó)際糖分析方法協(xié)會(huì))的數(shù)據(jù)。

用途三：測(cè)量食品濃度

醬油及其他醬料，調(diào)味液及其他液體食物中含有糖、鹽等多種物質(zhì)成分。折射儀的測(cè)量值與這些溶液中的可溶性固形物的含量成正比，這樣，Brix值能表示溶液中總的可溶性固形物的總含量。

用途四：測(cè)量水溶液濃度

折射計(jì)可以用于確定水溶液如油基溶液、藥品和重化工制品如機(jī)油、洗滌劑、甘醇、氯化銫、氫氧化鈉等物質(zhì)的濃度。每種溶液的Brix值與濃度之間呈比例關(guān)系。溶液濃度能夠通過(guò)折射儀測(cè)定的Brix值與建立的轉(zhuǎn)換表來(lái)確定，Brix值是確定溶液中可溶性固體含量的基本標(biāo)度。

四、折光儀的應(yīng)用

1.食品飲料行業(yè)：測(cè)量原料或半成品及成品的Brix或濃度或鹽度等，或生產(chǎn)過(guò)程中的濃度在線(xiàn)檢測(cè)。檢測(cè)樣品如可樂(lè)、果汁、茶飲料等各類(lèi)含糖飲料 、果醬、蜂蜜、糖類(lèi)、糖漿等各類(lèi)含糖食品、調(diào)味品、調(diào)味醬或湯羹類(lèi) 、豆奶，植物蛋白等 。也適用于蔬菜水果從種植至銷(xiāo)售的過(guò)程中，它可適用于測(cè)定準(zhǔn)確的收采時(shí)期，作甜度分級(jí)分類(lèi)，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(cè)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(cè)定、定形劑測(cè)定、有機(jī)溶劑濃度監(jiān)測(cè)（DMF，DMSO等）、漿料的濃度測(cè)定

4.化工行業(yè)：各類(lèi)有機(jī)物及無(wú)機(jī)物濃度測(cè)定與監(jiān)測(cè)、清洗液濃度

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

7.醫(yī)療和臨床檢驗(yàn)：醫(yī)藥原料折射率濃度測(cè)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(cè)定。個(gè)人健康管理，如糖尿病人飲食糖度監(jiān)測(cè)，日常生活鹽度監(jiān)測(cè)，腎臟病人尿比重監(jiān)測(cè)等。

五、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(huì)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(huì)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(cè)量?jī)x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(cè)量通常采用兩類(lèi)檢測(cè)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(cè)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(jiàn)線(xiàn)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(jiàn)線(xiàn)b）。

反射系統(tǒng)

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

如下圖所示，如果光線(xiàn)A由棱鏡的左下部小角度入射，將不會(huì)被分界面反射，而會(huì)穿過(guò)樣品。光線(xiàn)B則會(huì)被分界面反射至右部，幾乎沿著棱鏡界面射出。光線(xiàn)C，則由于入射角太大而不能穿過(guò)樣品，被棱鏡完全反射至右下部。

如上所述，圖中所示的虛線(xiàn)B即為明暗區(qū)域的分界線(xiàn)。由于分界線(xiàn)的反射角與反射率成正比，因此明暗區(qū)域分界線(xiàn)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(cè)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(duì)于特定的樣品，如切削油或其它工業(yè)產(chǎn)品，可通過(guò)建立Brix值與樣品實(shí)際濃度的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行測(cè)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(國(guó)際糖分析方法協(xié)會(huì)，1974年成立)數(shù)據(jù) 。