光的折射
由于光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同,光從一種介質(zhì)射像另一種介質(zhì)時,光的傳播方向發(fā)生了
改變,這種現(xiàn)象叫做光的折射。人類對光的折射進(jìn)行了長期的研究,總結(jié)出光在發(fā)生折射時所遵循的
基本定律——光的折射定律。在現(xiàn)實生活中折射現(xiàn)象是很普遍的,例如,插入水杯中的鉛筆,看上去
好象在水中被折斷。根據(jù)折射定律我們就可以很好理解了:水下部分的鉛筆射出的光線從水中斜射向
空氣中發(fā)生了光的折射現(xiàn)象,折射光線遠(yuǎn)離法線,逆著折射光線看去,鉛筆插入水中的部分好像向上
彎折了,這種現(xiàn)象就屬于光的折射現(xiàn)象。在一定條件 ,由于每一種介質(zhì)的濃度都與光的折射率相關(guān),
在實際應(yīng)用中,我們可以利用測量光發(fā)生折射時的臨界角來確定介質(zhì)的濃度。美國EMC公司生產(chǎn)的EScan
在線折光儀就是采用這種方法來測量各種溶液濃度的。
測量原理
我們知道,當(dāng)一束光到達(dá)與溶液接觸的棱鏡表面時,將產(chǎn)生一部分反射光和一部分折射光。
當(dāng)入射角增加到一定角度,將發(fā)生全反射。折光儀光源所發(fā)出的光線將以不同的角度照射到棱鏡表
面,這樣將產(chǎn)生明暗兩部分組成的光學(xué)圖像。與光學(xué)圖像明暗分界線相對應(yīng)的入射角就是全反射臨界
角。如果測定了分界線的位置,也就可以得知溶液的濃度了。
采用CCD圖像探測器來測量分界線的位置,在CCD探測器芯片上使用的CCD線性陣列包
含2048個獨立的象素點,保證高精度測量。光學(xué)檢測器逐點將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為電信號并以一組脈沖信
號表示出來高脈沖與亮區(qū)光電池對應(yīng),微處理器確定分界線的準(zhǔn)確位置,并轉(zhuǎn)化為某濃度單位下的讀
數(shù)。
產(chǎn)品特點
與其它測量方法不同的是, 折光儀在進(jìn)行測量時不受樣品中的濁度、氣泡、產(chǎn)品色度、產(chǎn)品是
否結(jié)晶等影響,具有高精度測量的特點。當(dāng)樣樣品中含有粒子或氣泡時,入射光穿過棱鏡照在其表面
會發(fā)生折射現(xiàn)象,折射后的光線只能顯像在圖示中的陰影區(qū)。在線折光儀足通過測定分界
線的位置,得知溶液濃度的,所以幾乎沒有外存在因素影響其測量的精確度。而采用散射光測量方法
或密度方法間接測量產(chǎn)品濃度的儀表就會受到諸如氣泡、濁度、色度等的影響,從而很準(zhǔn)保證測暈的
準(zhǔn)確度。
測量參數(shù)
MPR E-Scan在線折光儀口可以進(jìn)行以下測量:
濃度測量 (重量的%)
液體密度 (固體物% )
折射率 (R.I.)
Brix (白利糖度)
典型應(yīng)用
麥汁濃度測量在啤酒釀造過程中,麥汁的制備是比較重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。麥汁根據(jù)需要被煮鍋蒸
煮為同的濃度。例如,淡色啤酒被蒸煮后的濃度人約 8度~10度, 而濃啤酒被蒸煮后的濃度約存10
度~17度。麥汁在煮鍋中一般要被蒸煮90分鐘,在此過程中.麥汁的濃度不斷發(fā)生變化。通常,工廠
人員采取現(xiàn)場取樣,然后在實驗室用密度計來測定麥汁濃度。但是,在工作人員從蒸煮鍋取走樣品進(jìn)
行分析的過程中(一般在周期30分鐘).蒸煮鍋內(nèi)的麥汁濃度經(jīng)常發(fā)生改變,而分析完成 ,我們又不得
不設(shè)法調(diào)整麥汁濃度到需要的濃度范圍。另外,由于麥汁被取出后,隨著溫度的改變,萁分子結(jié)構(gòu)也
發(fā)生變化,所以實驗室分析的結(jié)果并不能真實反映蒸煮鍋內(nèi)麥汁的濃度。
如果 采用折光儀在線檢測麥汁濃度,就可以減少不必要的分析環(huán)節(jié),縮短蒸點周期,并
可以很好的控制麥汁的品質(zhì)。在線折光儀可以安裝在麥汁過濾后及蒸煮鍋內(nèi)。由于麥汁是非常粘稠
的,MPR E-Scan在線折光儀配備了自動蒸汽清洗系統(tǒng),保證儀表測量的準(zhǔn)確和免維護(hù)。除此以外,折
光儀還可以被校正為Brix (”B)位或%b/w單位。
釀酒飲料工業(yè)應(yīng)用:
酒精、朗姆酒、糖蜜、酒精飲料、蘋果酒、啤酒、麥汁、水果汁、混合水果汁和甘露、濃縮果
汁、;水茶、冰咖啡、速溶咖啡、速溶茶、軟飲料、能量和運動飲料、飲料酒基、葡萄酒、葡萄汁等
產(chǎn)品濃度測量。
食品工業(yè)應(yīng)用:
糖果、冰糖、飴糖、香料、太妃糖、果汁、食糖、奶制品、濃縮奶、奶粉、酪蛋白酸、酵
母粉、酸乳酪、~乳清、蛋類、蛋黃、蛋白、蜜餞、水果罐頭、蔬菜罐頭、醬油、速溶湯料、大豆、豆
奶、番茄濃湯、番茄醬等產(chǎn)品濃度測量。