Khúc xạ kế là gì, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của khúc xạ kế

Để kiểm tra nồng độ của một chất hòa tan xác định, người ta thường lựa chọn và sử dụng khúc xạ kế. Đây chính là thiết bị đo có giá thành rẻ, linh động, đáp ứng nhu cầu sử dụng, vận hành, kiểm tra của con người một cách dễ dàng. Vậy khúc xạ kế là gì, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của khúc xạ kế? Hãy cùng Maydochuyendung.com tìm hiểu chi tiết trong bài viết sau.

Khúc xạ kế là gì?

Khúc xạ kế là một dạng của máy kiểm tra nước và thường được sử dụng để đo nồng độ của các chất hòa tan trong nước hay dung dịch. Máy đo này cho kết quả chính xác, con số cụ thể về nồng độ của chúng. Nó được thiết kế dạng hình trụ, nhỏ gọn, thích hợp cầm tay, mang theo khi di chuyển xa.

Máy đo này được nhiều đối tượng sử dụng như: nông dân các trang trại chăn nuôi tôm, trang trại nuôi ong lấy mật, các đơn vị nghiên cứu, kiểm tra thẩm định, người nấu rượu,...

Nguyên tắc cấu tạo khúc xạ kế

Có 2 dạng máy đo đó chính là khúc xạ kế cơ và khúc xạ kế điện tử. Mỗi loại sẽ có cấu tạo và cách thức hoạt động riêng như sau:

Khúc xạ kế cơ: Thiết kế đơn giản bao gồm: Lăng kính, thị kính, tấm chắn sáng, vị trí hiệu chuẩn, chỉnh tiêu cự,... Nó cấu trúc lại thành một khối hình trụ dùng nguyên lý ánh sáng phân tích mẫu và đưa ra chỉ số nồng độ xác định.

Cấu tạo của khúc xạ kế dạng cơ

Khúc xạ kế điện tử: Là dòng sản phẩm có cấu tạo gồm 3 bộ phận chính đó là: Màn hình LCD, phím chức năng, bộ phận đựng mẫu. Khi bạn nhỏ mẫu vào khoang chứa, bật mámy ấn phím READ, kết quả sẽ được trả về dạng số trên màn hiển thị sau từ 3 - 5 giây.

Cấu tạo khúc xạ kế điện tử

Nguyên lý hoạt động của khúc xạ kế

Các khúc xạ kế hoạt động tương tự một lăng kính và áp dụng nguyên lý của định luật Snell hay chính là định luật khúc xạ ánh sáng. Nguyên lý này cũng dựa vào các tính chất và đặc điểm, sự khúc xạ, tán xạ của ánh sáng.

Mỗi một chất hoà tan ở khối lượng, ở nồng độ khác nhau sẽ gây ra những phản ứng khác nhau với ánh sáng. Dựa theo nguyên lý này, các thiết bị đo cách cách ánh sáng phản ứng (cách ánh sáng đi qua) với mẫu nước/dung dịch cần đo rồi áp dụng theo công thức (1) của định luật Snell dưới đây để tính toán và xác định rồi chuyển đổi sang giá trị tỉ lệ nồng độ của các chất hòa tan trong nước/dung dịch.

Nguyên lý khúc xạ ánh sáng của khúc xạ kế

Công thức đặc trưng của hiện tượng khúc xạ, còn gọi là định luật Snell hay định luật khúc xạ ánh sáng có dạng:

Xem thêm: Những khúc xạ kế đo độ Brix được lựa chọn nhiều hiện nay

Phân loại khúc xạ kế

Các sản phẩm khúc xạ kế rất đa dạng về chủng loại, kiểu dáng, mẫu mã….Chúng phân loại như thế nào và theo những cách nào? Hãy cùng tìm hiểu sau đây để nắm rõ các cách phân loại cũng như các dạng khúc xạ kế nhé!

Phân loại khúc xạ kế theo kích thước thiết kế

Khúc xạ kế đều là thuộc dòng máy kiểm tra nước và xét theo kích thước thiết kế, người ta phân chúng ra thành 3 loại sau đây:

Phân loại khúc xạ kế theo kích thước thiết kế

• Khúc xạ kế dạng bút: là dòng khúc xạ kế có kích thước siêu nhỏ gọn, chỉ tương đương một chiếc bút. Các khúc xạ kế này có tính linh động cực cao, dễ dàng bỏ túi và mang theo khi di chuyển giúp người dùng có thể mang theo và thực hiện các phép đo tại hiện trường.
• Khúc xạ kế cầm tay: các khúc xạ kế cầm tay có kích thước lớn hơn các khúc xạ kế dạng bút, nhưng tính linh động của chúng thì không hề thua kém. Các khúc xạ kế cầm tay thường được tích hợp thêm một vài tính năng hỗ trợ người dùng trong việc đo lường cũng như xử lý dữ liệu.
• Khúc xạ kế để bàn: dạng khúc xạ kế này có thiết kế chắc chắn, độ bền cao hơn 02 dạng bên trên và thường được ứng dụng trong các phòng thí nghiệm, phòng nghiên cứu bởi tính di động kém hơn cũng như được thiết kế với nhiều tính năng nâng cao phục vụ cho công việc đòi hỏi sự kỹ lưỡng và tính chính xác cao 

Phân loại khúc xạ kế theo cấu tạo

Xét theo thiết kế cấu tạo của bộ phận đo thì các khúc xạ kế lại được chia ra thành 2 loại cơ bản là:

Phân loại khúc xạ kế theo cấu tạo

Khúc xạ kế quang năng (quang học): Khúc xạ kế quang năng hay còn được gọi là khúc xạ kế quang học có thiết kế cấu tạo rất đơn giản. Các thiết bị này không cần dùng pin,, không có bộ mạch điện tử nào cả và hoạt động hoàn toàn dựa trên các nguyên lý và ánh sáng và khúc xạ ánh sáng.  Chúng hoạt động rất đơn giản và thuần thủ công. Bạn sẽ đọc kết quả thông qua một thước chia độ. Việc sử dụng các thiết bị này rất đơn giản và đặc biệt chúng có giá thành rẻ hơn nhiều so với các dòng khúc xạ kế điện tử (kỹ thuật số).

Khúc xạ kế điện tử (kỹ thuật số)

Khúc xạ kế điện tử (kỹ thuật số): Khác với các khúc xạ kế quang học, các khúc xạ kế điện tử hay được còn được gọi là khúc xạ kế kỹ thuật số có cấu tạo phức tạp hơn. Các thiết bị này sẽ có thêm phần mạch điện tử được gọi là “phần máy” bao gồm các bộ vi mạch giúp số hóa và thực hiện các thao tác hỗ trợ tự động, tiên tiến hơn. Bộ mạch điện tử trong các khúc xạ kế kỹ thuật số sẽ có chức năng tự động hóa quá trình đo, nó tiếp nhận thông tin, xử lý và mã hóa chúng dưới dạng văn bản, kí hiệu giúp còn người có thể nắm bắt dễ dàng.

Với các khúc xạ kế điện tử này, kết quả đo sẽ được hiển thị chính xác dưới dạng các con số cụ thể trên màn hình kỹ thuật số LCD; người dùng không cần thực hiện các thao tác thủ công nhu đối với các khúc xạ kế quang học. Các thiết bị này cần tiêu thụ điện để có thể hoạt động.

Khúc xạ kế điện tử (kỹ thuật số)

Phân loại khúc xạ kế theo nhóm chức năng

Xét theo nhóm chức năng phục vụ, các khúc xạ kế được phân thành 5 nhóm chính, bao gồm:

Khúc xạ kế đo nồng độ cồn, rượu:Các khúc xạ kế đo độ cồn có chức năng thực hiện đo lường và xác định nồng độ cồn của mẫu được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp sản xuất đồ uống, rượu, bia...

Khúc xạ kế đo nồng độ cồn, rượu

Khúc xạ kế đo độ mặn: Các thiết bị này có vai trò thực hiện các phép đo để đo nồng độ mặn trong các mẫu; được ứng dụng cho các hoạt động trong lĩnh vực sản xuất thủy sản, chế biến thực phẩm, nước mắm và các phụ gia thực phẩm…

Khúc xạ kế đo độ ngọt: Các khúc xạ kế đo độ ngọt là các thiết bị có chức năng chính là đo độ ngọt, % đường… trong các mẫu bánh kẹo, mứt, đồ uống, các loại thực phẩm…. chủ yếu được ứng dụng trong ngành sản xuất và chế biến thực phẩm...

Khúc xạ kế đo nồng độ: Là loại thiết bị giúp người dùng xác định được nồng độ hay chính là trọng lượng riêng hay tỷ trọng của một loại chất  trong dung dịch chứa nó. Ví dụ: nồng độ sữa/dung dịch sữa.

Khúc xạ kế đo độ đóng băng: Các sản phẩm này giúp người dùng xác định được điểm nhiệt độ đóng băng của dung dịch thông qua việc xác định được nồng độ, mật độ của các thành phần trong dung dịch đó.

Xem thêm: Khúc xạ kế nhận biết mật ong rừng nguyên chất chính xác

Ứng dụng của khúc xạ kế

Khúc xạ kế có ứng dụng rất đa dạng, mỗi loại lại có những ứng dụng khác nhau. Các quá trình phản ứng và chuyển đổi của các loại chất sẽ được thể hiện thông qua các chỉ số khúc xạ. Do vậy, người ta có thể ứng dụng trong nhiều hoạt động như: xác định được nồng độ thành phần, độ tinh khiết của nhiều nguyên liệu trong các ngành, các lĩnh vực khác nhau.

Dưới đây là những ứng dụng tiêu biểu của các loại khúc xạ kế trong một số các ngành nghề, lĩnh vực:

Ngành công nghiệp hóa chất

Đối với ngành công nghiệp hóa chất cũng tương tự; các khúc xạ kế được ứng dụng vào quá trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm. Người ta sẽ sử dụng khúc xạ kế để kiểm tra độ tinh khiến, nồng độ của các nguyên liệu đầu vào, để theo dõi các phản ứng trong quá trình sản xuất các dung môi hữu cơ, các dung dịch muối, dầu công nghiệp, sơn, nhựa, thành phần keo, sillicon…. cũng như kiểm soát chất lượng đầu ra của chúng.

Ứng dụng của khúc xạ kế

Công nghiệp dầu khí, tự động và hàng không, công nghệ xử lý và xây dựng kim loại

Đối với lĩnh vực này, các khúc xạ kế đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra thành phần, độ ổn định của các loại nhiên liệu, dầu bôi trơn, chất làm mát, các chất tẩy rửa… 

Công nghiệp thực phẩm

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, người ta chủ yếu ứng dụng các khúc xạ kế đo độ mặn hoặc độ ngọt để kiểm tra các loại nguyên liệu đầu vào và chất lượng sản phẩm cuối cùng: đường, mứt, các loại sốt, mù tạt, các sản phẩm từ sữa…

Trong sản xuất, chế biến rượu, dụng cụ đo nồng độ rượu được vận dụng giúp người dùng có thể kiểm tra và kiểm soát độ cồn của rượu, bia, nước ép.

Khúc xạ kế được dùng trong kiểm tra nồng độ rượu

Công nghiệp mía đường

Ứng dụng trong ngành công nghiệp mía đường, các khúc xạ kế đo độ ngọt sẽ giúp xác định nồng độ đường, kiểm tra độ tinh khiết của các bán thành phẩm và thành phẩm cuối cùng, 

Ngoài ra, các sản phẩm này cũng được ứng dụng nhiều trong các ngành, lĩnh vực khác như: sản xuất mùi thơm, nước hoa, tinh dầu; công nghiệp sản xuất đồ uống, nước giải khát; các hoạt động trong bệnh viện; nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và hoạt động giáo dục, đào tạo trong trường học, học viện…. 

Ngành công nghiệp, dược phẩm

Trong ngành công nghiệp, dược phẩm, khúc xạ kế đo nồng độ được sử dụng để kiểm tra, nhận dạng các đặc tính, kiểm soát độ tinh khiết, xác định được nồng độ của các nguyên liệu thô đầu vào, các sản phẩm trong quá trình sản xuất và thành phẩm cuối cùng…. trong việc nghiên cứu và phát triển các loại dược phẩm, các dung dịch tiêm truyền, huyết thanh hay các dung dịch lọc máu….

Xem thêm: Lý do tại sao bạn nên sử dụng khúc xạ kế đo độ ngọt?

Cách sử dụng khúc xạ kế

Tương tự các loại máy đo pH, ORP, TDS.. hay bất cứ máy kiểm tra nước nào, trước khi thực hiện đo trực tiếp với mẫu thì người dùng cũng cần hiệu chuẩn trước. Thông thường, các khúc xạ kế sẽ được hiệu chuẩn bằng nước cất hoặc nước khử ion.

Cách hiệu chuẩn khúc xạ kế:

Trước khi sử dụng, khúc xạ kế cần phải được hiệu chỉnh bằng cách như sau: khởi động máy

Cách hiệu chuẩn khúc xạ kế

• Bước 1: Nhấc tấm daylight lên và nhỏ 2 - 3 giọt nước cất (hoặc nước khử ion) lên trên lăng kính.
• Bước 2: Đậy tấm daylight lại để nước được trải đều lên khắp bề mặt lăng kính, và lưu ý không được để có có bất kỳ điểm khô hay bóng khi nào và chờ khoảng 15 giây.
• Bước 3: Giữ khúc xạ kế của bạn hướng theo nguồn ánh sáng tự nhiên, và đặt mắt nhìn qua ống kính để quan sát thang chia độ và vặn vít hiệu chuẩn cho tới khi phần màu xanh phía trên và màu trắng phía dưới đều nằm tại vị trí số 0 trên thang đo.

Sử dụng khúc xạ kế:

Cách sử dụng khúc xạ kế

Sau khi đã thực hiện hiệu chuẩn, bạn có thể tiến hành đo với khúc xạ kế như sau:

• Bước 1: Hãy lau sạch bề mặt lăng kính ở đáy khoang chứa mẫu để đảm bảo khu vực này khô và thoáng.
• Bước 2: Đổ mẫu vào lăng kính cho tới khi đầy khoang chứa mẫu. Chờ khoảng 1 phút để đạt được cân bằng nhiệt độ giữa mẫu và máy.
• Bước 3: Nhấn đo để khúc xạ kế thực hiện đo và đọc kết quả.

Về cơ bản, quá trình sử dụng khúc xạ kế để đo sẽ gồm có 03 bước này; một số mẫu sản phẩm sẽ có những sự khác biệt chi tiết, hãy đọc kỹ hướng dẫn sử dụng để nắm kỹ nhé. Sau khi đo xong, nhớ vệ sinh khoang chứa mẫu sạch sẽ nhé!

Xem thêm: Mua khúc xạ kế đo nồng độ cồn trong rượu ở đâu giá tốt?

Một số khúc xạ kế được sử dụng phổ biến

Nếu bạn đang tìm kiếm loại khúc xạ kế chất lượng, giá tốt có thể tham khảo một số model bán chạy sau:

Khúc xạ kế đo độ ngọt điện tử Atago PAL-1

Giá tham khảo: Liên hệ

Máy đo đo độ ngọt điện tử Atago PAL-1 là thiết bị đo được biết đến và sử dụng nhiều hiện nay chủ yếu trong lĩnh vực nghiên cứu, nông nghiệp. Máy đo có cấu tạo nhỏ gọn, vừa tay cầm, thời gian đáp ứng nhanh chóng, kết quả đo được trả về dạng số hiển thị trên màn hình LCD.

Máy đo đo độ ngọt điện tử Atago PAL-1 

Thiết bị đo này hoạt động gần như hoàn hảo khi đo bất kỳ loại nước hoa quả, thực phẩm hoặc đồ uống nào như sốt, tương cà, nước sốt cà chua, mứt ít đường hoặc mứt cam.

Bút đo độ mặn nhiệt độ Hanna HI98319

Giá tham khảo: 2.150.000 đồng (giá sản phẩm có thể biến động theo thời gian)

Bút đo độ mặn HI98319 được đánh giá là dòng máy đo điện tử có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn cho phép người dùng bỏ túi mang theo khi di chuyển. 

Bút đo độ mặn nhiệt độ Hanna HI98319

Hanna HI98319 sử dụng phương pháp đo độ dẫn điện để xác định phương pháp đo độ mặn của nước biển tự nhiên và cả nước biển nhân tạo. Máy có tốc độ đo nhanh chóng, trả về kết quả chỉ trong vài giây; là thiết bị rất tiện lợi và lý tưởng cho các phép đo độ mặn, giúp người dùng tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức.

Máy đo độ cồn trong rượu LH-J80

Giá tham khảo: 1.550.000 đồng (giá sản phẩm có thể biến động theo thời gian)

Máy đo độ cồn trong rượu LH-J80 có thiết kế nhỏ gọn, tiện lợi và rất dễ sử dụng. Thân máy được làm bằng Nhôm bền, chắc và nhẹ. Máy hỗ trợ tính năng tự động điều chỉnh nhiệt độ do ảnh hưởng của môi trường giúp đảm bảo độ chính xác của kết quả đo.

Máy đo độ cồn trong rượu LH-J80

LH-J80 là máy đo nồng độ cồn trong rượu, được dùng để xác định nồng độ cồn trong các loại rượu: rượu vang, rượu hoa quả, rượu nho...được ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp sản xuất rượu.

Trên đây, maydochuyendung.com đã phân tích nguyên lý hoạt động cũng như các ứng dụng tiêu biểu của khúc xạ kế. Nếu bạn cần tư vấn về các sản phẩm, hãy liên hệ với chúng tôi Hotline 0986568014 - 0902148147 để được hỗ trợ.