折光仪的原理|分类|应用

　　折光仪又称折射仪，是利用光线测试液体浓度的仪器，用来测定折射率、双折率、光性。折光仪可分为手持式折光仪、糖量折光仪、蜂蜜折光仪、宝石折射仪、数显折光仪、全自动折光仪及在线折光仪。

　　折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产中常用的工艺控制指标，通过折光仪测定液态食品的折射率可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及品质。

　　蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。折光仪测定折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等食品的糖度，折光仪还可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。

　　各种油脂由一定的脂肪酸构成，每种脂肪酸均有其特定的折射率。含碳原子数目相同时不饱和脂肪酸的折射率比饱和脂肪酸的折射率大得多;不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大;酸度高的油脂折射率低。因此通过折光仪测定折射率可以鉴别油脂的组成和品质。

　　正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范围，如正常牛乳乳清的折射率在正1.34199～1.34275之间，当这些液态食品因掺杂、浓度改变或品种改变等原因而引起食品的品质发生了变化时，折射率常常会发生变化。所以通过折光仪测定折射率可以初步判断某些食品是否正常。如牛乳掺水，其乳清折射率降低，故测定牛乳乳清的折射率即可了解乳糖的含量，判断牛乳是否掺水。

　　一束可见光在经过两种不同物质的界面的时候，会发生折光现象。在一种极端的折光条件(全反射)，光线会不进入第二种物质的界面，而是象遇到镜子似的发生反射。发生这种现象时的光线入射角被称为“临界角”。

　　临界角度的大小是严格地由它们两种物质的折光率来确定的。如果一种物质的折光率是已知的，加上对临界角的测算，那就能确定另一种物质的折光率。折光率是每一种物质所固有的物理属性。对液体的分析，就建立在对溶质浓度分析的基础上。

　　折光仪，就是利用上述原理用来测定折射率、双

　　折光仪又称折射仪，是利用光线测试液体浓度的仪器，用来测定折射率、双折率、光性，折射率是物质的重要物理常数之一。折光仪主要由高折射率棱镜、棱镜反射镜、透镜、标尺和目镜等组成。

　　一般来说折光仪分为手持式折光仪、糖量折光仪、蜂蜜折光仪、宝石折射仪、数显折光仪、全自动折光仪、在线折光仪、阿贝折光仪等。

　　阿贝折光仪：

　　阿贝折光仪能测定透明、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)，如折光仪上接恒温器，则可测定温度为0℃-70℃内的折射率nD。折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散大小等。

　　阿贝折光仪能测出蔗糖溶液的质量分数(锤度Brix)(0-95%，相当于折射率为1.333-1.531)。折光仪使用范围甚广，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。

　　宝石折光仪：

　　宝石折光仪主要用来测定宝石折射率值的一种仪器。

　　鉴定宝石需要从晶体结构、比重、折光度、多向色性、硬度等多方面综合考虑，即使同样的宝石，产地不同，性质也有差异，价值也不同，如产自缅甸的红宝石和产自泰国的，在光学性质和内部结构上都有一定的差异。

　　糖量折光仪：

　　糖量折光仪用于快速测定含糖溶液的溶度、果酒密度;通过换算还可以测量其它非糖溶度或折射率，是制糖、食品、饮料、酿酒、农业科研、纺织及矿山机械等行业必不可少的检测仪器。

　　1、打开折光仪盖板，滴入2-3滴蒸馏水或标准溶液在棱镜表面上，合上盖板，让样品溶液盖满整个棱镜表面，不能留有气泡或空隙，让样液留在盖板上约30秒，这样可以促使样品与折光仪周围的温度一致。

　　2、将折光仪置于光源下通过目镜观察，将会看到一标有刻度的圆形区域，若图像不够清晰可通过调节调焦筒使刻度线更清

　　折光仪又称折射仪，是检测透明、半透明液体或固体的折射率ND和平均色散NF-NC的仪器。折光仪的检测结果常作为检测原料、溶剂、中间体和Z终产物的浓度、纯度及鉴定未知样品的依据，是科研单位不可缺少的常用设备。

　　1、折光仪有哪些分类，各有什么特点?

　　折光仪主要分为手持式、台式折光仪，半自动折光仪，全自动折光仪。前两种售价便宜，测试也比较方便，缺点是精度比较低;半自动折光仪同手动的相比，减少了人为误差，一定程度上也提高了测试精度;全自动折光仪是未来实验室应用的主流，其具有测试速度快，效率高，测量准确等优点，缺点是售价比较高，一般都在10万以上。

　　2、全自动折光仪同阿贝折光仪有什么区别?

　　①全自动折光仪可以测试液体，阿贝折光仪固体和液体都可以测;

　　②阿贝折光仪对测量液体有一定要求，比如粘稠的和深色的样品都会降低它的测量精度，而全自动折光仪则没有这些顾虑。

　　3、折光仪具体的应用领域有哪些?

　　石油工业、油脂工业、制药工业、制漆工业、食品工业、日用化工工业、制糖工业等领域均可以采用折光仪。

　　4、折光仪测试折光率为什么要控温?

　　因为温度会对物质的折射率有影响，并且温度对不同物质的影响都不同，同一物质的温度偏离也都不是线性的，只有少数几种物质具有温度偏离系数或者是温度偏离表，而大部分的物质使用折光仪测试时都需要在规定的温度下进行测量。

　　5、温度对样品的测试结果影响有多大?

　　不同的物质对温度的影响是不确定的，并且同种物质在不同的温度下的折光率变化率也是不成线性的。有些物质温度对折光率影响较大，每偏差1℃折光率会变化0.001以上，而有的物质折光率对温度变化不敏感，每偏差1℃可能折光率只变化0.0001。

　　6、折光仪测试棱镜为什么要选用蓝宝石级玻璃为原材料?

　　传统的折光仪都是采用普通玻璃棱镜，但普通玻璃棱镜不耐磨损而且使用寿命短，蓝宝石级玻璃既避免了天

　　宝石折射仪在宝石鉴定中是Z有效的仪器之一，可基本确定宝石的种属。宝石折射仪的工作原理是建立在全内反射的基础上。是通过测量宝石的临界角，并将读数直接转换成折射率值。

　　宝石折射仪的原理为全内反射原理，当光从光密介质入射到光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角达到某个值时，折射角为90°，此时入射角为临界角，当入射角大于临界角时，宝石不再发生折射，而是发生全内反射。不同宝石的临界角不同，据此可测得折射率值。

　　宝石折射仪主要由棱镜、反射镜、透镜、标尺、偏光片光源等组成。

　　高折射率棱镜：起聚焦的作用。

　　接触液：也叫折射油。它的作用是使待测宝石与高折射率棱镜产生良好的光学接触。当折射率升到1.78时，再加入18%的四碘乙烯，折射率可升至1.81。这种接触液可以满足绝大部分宝石品种的测试，并且在正常情况下使用是安全的。折射率大于1.81的接触液都有极强的腐蚀性和剧毒，对测试者和棱镜都十分不利，宝石折射仪使用时需要注意通风。

　　光源：宝石折射仪中统一采用589.5nm的单色黄光，可以是外置也可以是内置。若入射光为白光，由于宝石的色散，阴影边界为彩色谱带读数时看准黄绿交界部位即可。用白光作光源，在测试单折射率宝石时尚可，但在测试具双折射的宝石时，两彩色阴影互相叠加，不易读数。棱镜和宝石的色散差别越大，则阴影边界彩色性越强。

　　待测宝石：待测宝石必须有抛光的平面或弧面。

　　1、宝石折射仪可测得刻面宝石的折射率、双折射率、轴性和光性，从而确定宝石种属

　　光学性质不同的宝石在宝石折射仪上现象不同。①均质体宝石只有一个折射率值，在宝石折射仪上表现为只有一个折射率值，宝石转动一周，折射率值不变。②一轴晶宝石有两个折射率值，Ne和No，在宝石折射仪上表现为两个折射率值，旋转宝石一周，数值变化的为Ne，数值不变的为No。若大值动，即Ne>No，为

　　糖量折光仪也称糖镜，通过测定果蔬含糖量，可了解果蔬的品质，估计果实的成熟度。糖量折光仪用于方便、快速测定含糖溶液中重量百分比浓度或折射率。广泛应用于制糖、食品、饮料等工业部门及农业生产和科研中。

　　光线从一种介质进入另一种介质时会产生折射现象，且入射角正弦之比恒为定值，此比值称为折光率。果蔬汁液中可溶性固形物含量与折光率在一定条件下(同一温度、压力)成正比例，故测定果蔬汁液的折光率，可求出果蔬汁液的浓度(含糖量的多少)。

　　糖量折光仪能测定透明、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)。如仪器上接有恒温器，则可测定温度0~70℃的折射率ND。折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、浓度及色散大小等。本仪器并能测出蔗糖溶液内含糖量浓度百分数。

　　水果糖度含量不仅是评价水果食用品质的一个重要指标，同时也是检验水果成熟度的重要指标，在农业研究和农业生产以及水果贮藏环境下，水果糖度是确定采摘、运输、储藏的重要依据之一。

　　在同一种水果不同的成熟阶段，其成熟度不同，那么其糖度值也是不一样的，因此在水果的种植阶段，采用糖量折光仪来测定水果的糖度，可以帮助蔬果种植者提供方便，比如确定Z佳的采摘时间;保证水果的食用品质，为消费者提供Z好的水果产品;通过水果的糖度变化情况来调整土壤的灌溉和施肥;区分水果的等级等，另外数糖量折光仪还可以作为农业合作社和农产品研究机构的有效工具，帮助提高水果的种植品质。

　　1、打开盖板，滴2-3滴蒸馏水或标准液在棱镜上。合上盖板，确保液体布满整个表面，不要有气泡。液体在棱镜上大约30秒钟后开始第二步的操作(这样可以使液体和糖份计的温度一致)。

　　2、把棱镜放在光源下，从目镜里可看到刻度(使用聚焦调节环调节清晰度)。上面部分是暗