阿贝折射仪

　　阿贝折射仪是一种常用的光学检测仪器，主要用于测量蔗糖溶液的质量分数，被广泛用于石油工业、油脂工业、制药工业、制漆工业、日用化学工业、制糖工业等领域中。阿贝折射仪作为一种精密测量仪器，在使用前需要进行校准，同时还要注意保养和维护，这样才能得到准确的测量结果，并延长仪器使用寿命。

阿贝折射仪的原理

　　折射率和平均色散是物质的重要光学常数，通过这两项参数可以了解物质的纯度、色散大小等光学性能。阿贝折射仪是测定透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色散nF-nC的重要仪器。

　　阿贝折射仪的是将被测试样与一已知折射率的折射棱镜紧贴在一起，根据光线全反射临界角求得试样的折射率。阿贝折射仪采用了一对直角色散棱镜。当仪器用白光照明时，选择直角色散棱镜来抵消被测试样和折射棱镜产生的综合色散，在消色散位置得到清晰的临界线，此时可测得D谱线的折射率nD，同时借助于它所旋转的角度，通过色散分度圈上的读数Z值和测得的折射率nD值，可以计算出被测试样的平均色散nF-nC。

阿贝折射仪的功能

　　测定透明、半透明液体：

　　将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面，并将进光棱镜盖上，用手轮锁紧，要求液层均匀，充满视场，无气泡。打开遮光板，合上反射镜，调节目镜视度，使十字线成相清晰，此时旋转手轮并在阿贝折射仪目镜视场中找到明暗分界线的位置，再旋转手轮使分界线不带任何彩色，微调手轮，使分界线位于十字线的ZX，再适当转动聚光镜，此时目镜视场下方显示的示值即为被测液体的折射率。

　　测定透明固体：

　　被测物体上需有一个平整的抛光面。把阿贝折射仪进光棱镜打开，在折射棱镜的抛光面加1-2滴比被测物体折射率高的透明液体(如溴代萘)，并将被测物体的抛光面擦干净放上去，使其接触良好，此时便可在阿贝折射仪目镜视场中寻找分界线，瞄准和读数的操作方法如前所述。

　　测定半透明固体：

　　将被测半透明固体上抛光面粘在折射棱镜上，打开反射镜并调整角度利用反射光束测量，具体操作方法和透明固体测量一样。

　　测量蔗糖溶液质量分数：

　　操作与测量液体折射率相同，此时读数可直接从视场中示值上半部读了，即为蔗糖溶液质量分数。

　　测定平均色散值：

　　基本操作方法与测量折射率相同，只是以两个不同方向转动色散调节手轮时，使透明固体视场中明暗分界线无彩色为止，此时需记下每次在色散值刻度圈上指示的刻度值Z，取其中平均值，再记下其折射率nD。根据折射率nD值，在阿贝折射仪色散表的同一横行中找出A和B值(若nD在表中二数值中间时用内插法示得)。再根据Z值在表中查出相应的a值，当Z>30时a值取负值。当Z<30时a取正值，按照所求出的A、B、a值代入色散值公式nF-nC=A+Ba就可求出平均色散值。

　　若用阿贝折射仪测量在不同温度时的折射率，将温度计旋入温度计座中，接上恒温器的通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度稳定十分钟后，即可测量。

阿贝折射仪的用途

　　阿贝折射仪是可直接用来测量液体的折射率，定量地分析溶液的成分，建言液体的纯度。阿贝折射仪是测定分子结构的重要仪器，因为折射率与物质内部的分子运动状态有关，所以测定折射率在结构化学方面也是很重要的，比如求算物质摩尔折射率、摩尔质量、密度、极性分子的偶极距等都需要折射率的数据。

　　阿贝折射仪测定折射率时有许多优点：所需用的样品很少，数滴液体即可进行测量;测量精度高(折射率精确到10^-4)，重现性好;测定方法简便，无需特殊光源设备，普通日光或其他日光即可;棱镜有夹层，可通恒温水流，保持所需的制定温度。阿贝折射仪是物理化学实验室和科研工作中较常用的一种光学仪器。近年来，随着技术的发展，阿贝折射仪也在不断地更新。

与阿贝折射仪的原理|功能|用途相关文文章：

　　阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色散nF-nC的仪器(其中以测透明液体为主)，如阿贝折射仪接上恒温器，则可测定温度为0℃～70℃内的折射率nD。阿贝折射仪使用范围甚广，是石油工业、油脂工业、制药工业、制漆工业、日用化学工业、制糖工业和地质勘察等有关工厂、学校及有关科研单位不可缺少的常用设备之一。

阿贝折射仪的校正

　　阿贝折射仪的刻度盘的标尺零点有时会发生移动，须加以校正。校正的方法一般是用已知折射率的标准液体，常用纯水。通过阿贝折射仪测定纯水的折光率，读取数值，如同该条件下纯水的标准折光率不符，调整刻度盘上的数值，直至相符为止。

　　阿贝折射仪用标准试样校正，先对折射棱镜的抛光面加1～2滴溴代萘，再贴上标准试样的抛光面，当读数视场指示于标准试样上之值时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，若有偏差则用螺丝刀微量旋转小孔内的螺钉，带动物镜偏摆，使分界线相位移至十字线ZX。通过反复地观察与校正，使示值的起始误差降至Z小。阿贝折射仪校正完毕后，在以后的测定过程中不允许随意再动此部位。

　　在日常的测量工作中一般不需校正阿贝折射仪，如对所测的折射率示值有怀疑时，可按上述方法进行检验，是否有起始误差，如有误差应进行校正。

　　每次测定工作之前及进行示值校准时必须将进光棱镜的毛面，折射棱镜的抛光面及标准试样的抛光面，用无水酒精与乙 醚(1：1)的混合液和脱脂棉花轻擦干净，以免留有其他物质，影响阿贝折射仪成像清晰度和测量准确度。

阿贝折射仪的操作步骤

　　1、仪器安装：将阿贝折射仪安放在光亮处，但应避免阳光的直接照射，以免液体试样受热迅速蒸发。用超级恒温槽将恒温水通入棱镜夹套内，检查棱镜上温度计的读数是否符合要求。

　　2、加样：旋开测量棱镜和辅助棱镜的闭合旋钮，使辅助棱镜的磨砂斜面处于水平位置，若棱镜表面不清洁，可滴加少量丙酮，用擦镜纸顺单一方向轻擦镜面(不可来回擦)。待阿贝折射仪镜面洗净干燥后，用滴管滴加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上，迅速合上辅助棱镜，旋紧闭合旋钮。若液体易挥发，动作要迅速，或先将两棱镜闭合，然后用滴管从加液孔中注入试样。

　　3、调光：转动镜筒使之垂直，调节阿贝折射仪反射镜使入射光进入棱镜，同时调节目镜的焦距，使目镜中十字线清晰明亮。调节消色散补偿器使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋，使明暗的界面恰好同十字线交叉处重合。

　　4、读数：从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的阿贝折射仪可读至小数点后的第四位，为了使读数准确，一般应将试样重复测量三次，每次相差不能超过0.0002，然后取平均值。

阿贝折射仪的使用注意事项

　　阿贝折射仪是一种精密的光学仪器，使用时应注意以下几点：

　　1、使用时要注意保护棱镜，清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸等。加试样时不能将滴管口触及镜面。对于酸碱等腐蚀性液体不得使用阿贝折射仪。

　　2、每次测定时，试样不可加得太多，一般只需加2～3滴即可。

　　3、要注意保持阿贝折射仪清洁，保护刻度盘。每次实验完毕，要在镜面上加几滴丙酮，并用擦镜纸擦干。Z后用两层擦镜纸夹在两棱镜镜面之间，以免镜面损坏。

　　4、读数时，有时在目镜中观察不到清晰的明暗分界线，而是畸形的，这是由于棱镜间未充满液体;若出现弧形光环，则可能是由于光线未经过棱镜而直接照射到聚光透镜上。

　　5、若待测试样折射率不在1.3～1.7范围内，则阿贝折射仪不能测定，也看不到明暗分界线。

阿贝折射仪的维护保养

　　阿贝折射仪使用完毕后，要注意保养。应清洁仪器，如果光学零件表面有灰尘，可用高级鹿皮或脱脂棉轻擦后，再用洗耳球吹去。如阿贝折射仪有油污，可用脱脂棉蘸少许汽油轻擦后再用乙 醚擦干净。用毕后将仪器放入有干燥剂的箱内，放置于干燥、空气流通的室内，防止仪器受潮。

与阿贝折射仪使用方法相关文文章：

　　阿贝折射仪是利用光线在两种不同介质的交界面发生折射现象，测量临界角的原理，测定透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色散(nF-nC)的仪器。阿贝折射仪的光学部分由望远系统和读数系统组成。

阿贝折射仪检定项目

　　阿贝折射仪外观检查：

　　1、阿贝折射仪的电镀表面与油漆表面不应有脱皮、锈蚀、碰伤和明显的颜色不均匀。

　　2、阿贝折射仪应能平稳地置于工作台上，传动部分各操作手轮及传动部件应灵活可靠。

　　3、光学零件应清洁，胶合良好，折射棱镜表面不应有影响测量结果的霉斑、气泡、麻点、擦痕、灰尘、油斑等疵病。读数部分的数字、刻线应清晰。

　　4、阿贝折射仪所配备的工作标准块的抛光表面应与折射棱镜表面要求相同。标准块应刻上折射率(nD)的标称值。

　　5、阿贝折射仪应有生产厂名(或商标)和出厂编号。

　　阿贝折射仪光学系统检查：

　　1、光学系统视场亮度应均匀，分界线、指标线成象应清晰，测量时临界折线应明显，分界线与十字线间不应有明显的视差，读数系统分划线与指标线的视差不应超过刻线宽度的1/2，在整个视场内不应出现目视可见的色差。

　　2、进光棱镜与折射棱镜安装牢固，胶面平整，受热或受液体浸润时，粘接剂不应发生溶解或脱落现象。

　　阿贝折射仪恒温系统检查：

　　1、棱镜组内恒温结构不能有渗漏，铰链不能松斜。

　　2、阿贝折射仪所配备的温度计示值误差不应超过1℃。

　　3、恒温系统稳定性不应超过0.05℃。

　　4、由阿米西棱镜对纳光偏向所引起的折射率测量重复性不应超过0.0002。

　　5、在室温状态下，折射率(nD)测量不确定度不应超过0.0003。

　　6、在室温状态下，平均色散(nF-nC)测量不确定度不应超过0.0005。

阿贝折射仪检定方法

　　检定设备：

　　1、标准物质，蒸馏水及折射率(nD)测量不确定度优于0.00003的四种光学玻璃标准物质。

　　2、钠灯及40W白炽灯。

　　3、折射液，常用折射液的折射率及配制方法。

　　4、恒温器，控温稳定度为0.5℃。

　　检定环境：

　　阿贝折射仪检定时，室温为20±3℃。

　　检定项目：

　　1、阿米西棱镜引起的折射率测量的变动量

　　由于阿米西棱镜的加工调整所带来的问题，使得阿米西棱镜对钠光(即D光)产生偏折，从而给所测的折射率带来了误差。将不同的消色散位置上同一被测试样测得的折射率之差，称为“阿米西棱镜引起的折射率测量变动量”。

　　阿贝折射仪折射率的测量范围是nD=1.3～1.7，小折射率处的刻度角间隔较小。由于阿米西棱镜对钠光(即D光)产生的偏折与度盘位置无关，所以在小折射率处阿米西棱镜引起的折射率测量变动量将较大。蒸馏水是折射率Z小的常用被测物质，因此，阿米西棱镜引起的折射率测量变动量的Zda值用蒸馏水引起的折射率测量变动量Zda值来表征。

　　按照折射率测量变动量Zda值测量方法，重复测量五次取平均，得出蒸馏水的“阿米西棱镜引起的折射率测量变动量”的Zda值。

　　2、折射率(nD)测量示值误差

　　按照折射率测量示值误差的测量方法对四种阿贝折射仪标准块分别进行测量，每种重复测量四次，取8个折射率测量值的平均值，计算出各自的折射率测量示值误差。

　　3、折射率(nD)测量重复性

　　利用8个折射率测量值，计算出其实验标准差，用来表征折射率测量重复性。

　　4、平均色散(nF-nC)测量示值误差

　　按照平均色散测量示值误差的测量方法对四种阿贝折射仪标准块分别进行测量，每种重复测量四次，各取8个Z测量值的平均值，计算出各自的平均色散测量示值误差。

　　检定结果标准：

　　1、阿米西棱镜引起的折射率测量的变动量

　　规定阿贝折射仪阿米西棱镜引起的折射率测量的变动量，Zda值不应超过2×10^-4。

　　2、折射率(nD)测量示值误差

　　规定阿贝折射仪折射率(nD)测量示值误差，Zda值不得超过±3×10^-4。

　　3、折射率(nD)测量重复性

　　规定阿贝折射仪折射率(nD)测量重复性，Zda值不得超过1.5×10^-4。

　　4、平均色散(nF-nC)测量示值误差

　　规定阿贝折射仪平均色散(nF-nC)测量示值误差，Zda值不得超过±5×10^-4。

与阿贝折射仪检定规程相关文文章：

　　阿贝折射仪是一种能测定透明半透明的液体或固体物质折射率和平均色散的精密光学仪器。阿贝折射仪的用途很广泛，是物理和化学实验中不可缺少的常用设备。从结构上看，阿贝折射仪是读数显微镜和望远镜的组合体。因此，若是使用保管不当或是维护保养不及时以及受经常使用自然磨损等因素的影响，往往会导致阿贝折射仪出现这样或那样的故障现象，缩短其使用寿命。

　　1、水的折射率的测定读数不准确

　　阿贝折射仪这种故障现象也就是表征为读数镜视场中的水的折射率n0 1.333与望远镜视场中临界线对中(对十字线zhong心)不一致，换句话说，就是临界线对准十字线zhong心了，而水的折射率1.333读数却不对z心指标线，出现水的折射率测量不准确的误差。

　　阿贝折射仪此现象说明带玻璃刻度盘的扇形齿轮板绕其主轴发生了转动。这必须拆动齿轮板进行校对。修理比较麻烦，也有一定的难度。解决的具体方法及步骤是:

　　①依次拆取下棱镜转动手轮、齿轮轴座组和元盘罩盖。

　　②旋松或旋下齿轮板固定螺丝。

　　③旋下齿轮板元孔中的止动螺丝，旋上“工具螺丝”，即另一个与止动螺丝相同(M2.5)的专用螺丝。

　　④频频往复转动阿贝折射仪棱镜组，即棱镜座体，使其齿轮板孔面冲击工具螺丝头，一点点使齿轮板从带有锥端主轴上松动，或取下齿轮板后重新装压并适当旋紧固定螺丝，使齿轮板能绕其主轴转动。

　　⑤擦洗棱镜组二表面及方窗口，加入蒸馏水。用方桦旋动调节望远镜的物镜螺钉，使其明暗分界线以十字线为基准zhong心上下距离对称。接着转动棱镜座体将分界线再调至zhong心。

　　⑥一手握住阿贝折射仪棱镜座体不动，另手转动已松动的齿轮板(同时观察读数镜视场)至右边读数1.333前、左边浓度刻度数0-5前3大的格位置，紧固齿轮板螺丝。这样，很可能一次使水的折射率的读数与望远镜视场中明暗分界线的对中而相一致校好。

　　2、读数视场中度盘刻度象偏心

　　阿贝折射仪度盘应居读数镜视场zhong心。如果发现度盘象不对中而偏离一字线分划板视场zhong心，一般情况是因折光棱镜的正确位置变动所致。度盘变动的可能极小。此应调节移动折光棱镜的上下位置予以校正。

　　①调节目镜，以至一字线分划板清晰时为准。如度盘象不清晰，再用物镜调清度盘刻度象。

　　②松开位于支架前后两侧相对位置上的折光棱镜的2个固定螺丝，以40-1.40为基准(因40与1.40二刻线相对)，可用凸形状的板手旋动折光棱镜方摔螺丝，把度盘象调至居于读数视场zhong心。对此居中的一个明确标准或者标志是:40-1.40二刻线与视场内边缘相接。但在1.40刻线右端距视场内边缘允许有一根刻线的宽度缝隙。

　　3、望远系统和读数系统的视差

　　阿贝折射仪是借助分划板上的刻度线进行对准测量用的光学仪器。如果存在视差，必然对测量结果或精度带来影响或误差。视差严重时，即物象离开分划板距离较大，物象和分划板刻度线就不能同时看清。视差较小时，眼睛虽能看清物象和分划板刻线，但可移动眼睛位置来发现视差并从而对其加以校正清除。这种移动眼睛位置检校视差的方法叫低头法(或摆头法)。用此方法来检查和校正阿贝折射仪的望远镜视场中暗分界线(或临界线)不清晰和读数镜视场中度盘刻度象不清晰的视差，其具体过程如下。

　　①检校望远视差：

　　加入蒸馏水，转动阿贝折射仪棱镜组使临界线上或下离开十字分划线zhong心一微小距离，向下离开一小段距离。频频低头抬头的观察临界线的移动方向，如与眼睛同方向移动，则松开物镜体压圈，将物镜往里拧(从镜筒下端看);如反方向移动，则将物镜往外拧(每次里外旋动物镜后要将其压圈适当旋紧，待视差消除后再紧固压圈)，直至临界线不随眼睛移动即为视差消除。

　　②检校读数视差

　　用和检校望远视差相同的低头法来检校读数视差。如有视差，可松开阿贝折射仪镜筒外面的固定螺丝，用小棒伸入细长圆形孔中上下拨动调节显微物镜，视差要求要小于1/2刻线宽。

　　4、支架自锁失控

　　阿贝折射仪连接望远镜、读数镜及圆盘组等部件的支架自锁(即无外力作用时处于任一转动选择的工作位置上都应是静止不动的)是靠固连支架的外轴与支座轴承紧配合的摩擦力实现的。自锁失控，是因长期转动使用使外轴与其轴承配合过松所致。排除此故障的方法通常就是适当旋紧位于轴承座侧面的一个松紧调整螺丝即可解决。

　　5、棱镜转动手轮松动失灵

　　因棱镜转动手轮压帽松脱或齿轮轴座活动等而使其往往失去正常的传动作用以致失灵，即对有关机械结构部分不起传动作用或不甚好用。阿贝折射仪这类故障Z为常见，修理也较为简单一些。对此采取以下办法予以解决：

　　①如果手轮里面的垫圈磨损严重，则需在更换或加垫调整后紧固手轮压帽。

　　②倘若固定阿贝折射仪齿轮轴座的2个螺丝松动，则可利用这2个螺丝与其通孔的配合间隙，适当径向移动齿轮轴座组，借以调整装于齿轮轴座中的齿轮与齿轮板的啮合间隙，待使手轮处Z小空回或无明显空回时拧紧固定螺丝。这个方法同样适用于如前所述齿轮板拆装校对固定后的齿轮轴座组的安装。

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