Réfractométrie
Les réfractomètres sont des instruments d’analyse très répandus dans le domaine de l’assurance de qualité. Du plus clair au plus foncé, du plus basique au plus acide, du moins visqueux au plus visqueux, nos réfractomètres sont capables de mesurer pratiquement tous les échantillons.
Les appareils déterminent l’indice de réfraction des substances liquides ou solides, ce qui permet de déduire leur identité et leur qualité ainsi que leur concentration dans des mélanges binaires (mélange de deux composants différents) ou quasi-binaires. Par exemple, si l’on ajoute du sucre à de l’eau pure, l’indice de réfraction varie en fonction de la quantité ajoutée.
Par exemple, si l’on ajoute du sel à l’eau, l’indice de réfraction change également, mais dans une proportion différente par rapport à la concentration. Cela signifie que si l’eau n’a pas un indice de réfraction de 1,3330 nD à 20°C, ce n’est pas de l’eau pure.
⇒ La mesure de l’indice de réfraction (nD) dépend de la température du milieu et de la longueur d’onde de la lumière utilisée.
Compensation de la température
Lors de la mesure de boissons sucrées et de confiseries, il n'est pas nécessaire de tempérer l'échantillon de mesure. Une table de conversion publiée par l'ICUMSA, qui montre l'influence de la température sur l'indice de réfraction des solutions de saccharose, de glucose, de fructose et de sucre inverti, rend cela possible. L'influence de la température sur la valeur mesurée étant connue, il est désormais possible d'effectuer des mesures à n'importe quelle température de l'environnement et de les convertir automatiquement à la température de référence souhaitée - souvent 20°C. Les différences de température sont donc automatiquement compensées.
Facteur d'influence : température
Si la température de l'échantillon varie de 1°C, cela est visible dès la quatrième décimale de la valeur mesurée. Un contrôle précis de la température est donc extrêmement important pour garantir une précision, une répétabilité et une reproductibilité élevées des résultats de mesure. Cela est réalisé soit par un élément Peltier intégré, soit par un thermostat externe. Il est ainsi possible d'effectuer des mesures conformes aux normes à différentes températures, comme par exemple à 20°C (Ph. Eur.) ou à 25°C (USP). L'indice de réfraction (nD) de l'eau distillée à 20°C (589 nm) est exactement de 1,33299. Ce milieu est idéal pour l'étalonnage et l'ajustement.
Échelles
En technique de mesure, nous parlons d'échelles lorsque, par exemple, l'indice de réfraction est converti dans une unité appropriée spécifique à la substance. L'échelle la plus courante est l'échelle BRIX. Elle sert à déterminer la concentration en sucre dans les solutions aqueuses. Elle est utilisée par exemple pour mesurer le moût primitif de la bière. L'échelle OECHSLE est destinée à mesurer la teneur en sucre du moût de vin. L'échelle repose sur l'hypothèse que la densité (le poids spécifique) du moût de vin est supérieure à la densité de l'eau. L'échelle de BAUMÉ (une échelle pour mesurer la densité des liquides) est largement utilisée dans les pays francophones. Elle est principalement utilisée pour mesurer la teneur en sucre du jus de raisin et d'autres jus de fruits.
Comment fonctionne un réfractomètre ?
Réfractomètre – Réflexion totale et réfraction
Que mesure le réfractomètre? L’angle critique de réflexion totale est déterminant pour les résultats de mesure du réfractomètre. Il est utilisé par les réfractomètres pour mesurer l’indice de réfraction d’un échantillon.
Lorsque la lumière rencontre une interface de milieux ayant des indices de réfraction différents, il y a généralement réfraction et réflexion de la lumière.
A partir d’un certain angle d’incidence, qui dépend du matériau, la lumière n’est plus réfractée à l’interface, mais seulement réfléchie. Il se produit une réflexion totale de la lumière.
Exemple : pour le plexiglas, l’angle critique de réflexion totale est de 42°, d’où un indice de réfraction de 1,49 nD, mesuré à 20°C.
Pourquoi la lumière est-elle réfractée ?
La lumière ne se déplace pas toujours à la même vitesse. La vitesse de la lumière dépend du milieu dans lequel elle se propage. Plus l’indice de réfraction d’un milieu est élevé, plus la vitesse de la lumière est faible. Dans le vide, par exemple, la lumière se déplace à une vitesse d’environ 300.000 kilomètres par seconde. Dans l’eau, en revanche, la vitesse est d’environ 225.000 kilomètres par seconde, soit 25% plus lente.
La réfraction de la lumière fait également en sorte que les objets qui se trouvent entièrement ou partiellement sous l’eau apparaissent pliés. La cause en est la différence d’indice de réfraction des milieux (air | eau).
La vidéo montre un autre exemple : Si une tasse contenant de l’air (indice de réfraction nD 1,0003) est remplie d’eau (indice de réfraction nD 1,3330), le contenu est plus clairement visible en raison de la réfraction de la lumière.
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Plus d'informationsNormes et directives
Les réfractomètres sont conçus et utilisés en tenant compte de normes
Les normes en matière de technique de mesure décrivent les termes, les méthodes de mesure et les unités de mesure. Mais les normes régissent également la mise en réseau en uniformisant les ports de communication, la communication et la transmission sécurisée des données. Ils permettent un accord de qualité pour les normes et les tolérances. Même si elle n’est pas juridiquement contraignante, l’action normative est associée à une grande sécurité juridique pour l’utilisateur. Elle facilite le choix des appareils et garantit ainsi la qualité des processus et des produits.
Les normes en matière de réfractométrie régissent les conditions environnementales et la préparation des échantillons, ainsi que les tolérances de mesure, les caractéristiques et l’équipement d’un appareil ou d’un moyen d’étalonnage, sous l’angle de « best practice ». En utilisant des réfractomètres conformes aux normes, on peut garantir que les mesures sont effectuées correctement et selon des procédures reproductibles.
Vous trouverez ci-dessous un aperçu de toutes les normes et directives que nous connaissons et qui font référence à la réfractométrie. Note: Il s’agit d’un bref aperçu général en guise de synthèse. Nous pouvons discuter des spécifications auxquelles répondent les différents modèles de réfractomètres A.KRÜSS lors d’une consultation personnelle. N’hésitez pas à nous contacter.
Échantillons et valeurs de mesure
Presque tous les échantillons sont mesurables
Pour choisir le réfractomètre le plus adapté, il est utile de définir la plage de mesure dont vous avez besoin. Lors d’un nouvel achat, il existe un réel potentiel d’économies, car les réfractomètres avec un petit plage de mesure sont généralement moins chers que les appareils de mesure qui couvrent l’ensemble du plage de mesure.
N’hésitez pas à vous renseigner : nous avons rassemblé dans notre tableau un aperçu complet des échantillons de mesure avec l’indice de réfraction spécifique. La plupart des échantillons ont été mesurés dans des conditions de mesure standard (20°C, λ = 589 nm), les écarts sont indiqués. Les valeurs de mesure indiquées ne sont pas des spécifications.
Remarque : cet aperçu est donné à titre indicatif. Nous pouvons discuter des modèles de réfractomètres les mieux adaptés à vos besoins de mesure lors d’une consultation personnelle. N’hésitez pas à nous contacter.
Domaines d'application typiques
Réfractomètre Utilisation dans de nombreuses industries
Les réfractomètres sont utilisés dans une grande variété d’applications : de la détermination de la pureté et de la concentration des ingrédients de médicaments à la mesure de la teneur en sucre des aliments et des boissons, en passant par l’analyse du pétrole. Ils permettent également de détecter l’allongement de l’huile de tournesol avec des huiles bon marché. De même, ils sont le moyen de choix pour le contrôle de qualité des liquides de fonctionnement des machines et des moteurs, ainsi que de l’AdBlue, la solution d’urée synthétique utilisée pour traiter les gaz d’échappement des moteurs diesel. Les réfractomètres permettent en outre de déterminer la teneur en eau des émulsions, comme les émulsions de perçage, les huiles de coupe ou les réfrigérants lubrifiants.
Nous proposons également des réfractomètres portables manuels très précis pour mesurer, par exemple, la teneur en extrait des jus de fruits, des moûts de raisin, des sirops de sucre, des produits fruitiers, des glaces et du miel. Pour ces appareils, le choix de l’échelle appropriée dépend de l’échantillon à mesurer ainsi que de la dimension et de la précision souhaitées pour l’affichage du résultat de la mesure.
Vous trouverez ci-dessous un aperçu des différents réfractomètres A.KRÜSS avec des exemples de domaines d’application. Pour les réfractomètres portables manuels, nous avons créé un aperçu des modèles d’appareils avec les échelles disponibles. Ces informations sont destinées à vous aider à choisir le réfractomètre approprié. Nous pouvons également discuter des détails lors d’une consultation personnelle. N’hésitez pas à nous contacter.
Conseils de nettoyage
Un nettoyage précis garantit des résultats de mesure précis
- Normalement, le nettoyage est facile. En règle générale, il suffit d’utiliser un chiffon en cellulose doux, si possible non pelucheux et absorbant, pour nettoyer le prisme de mesure. Ramasser l’échantillon avec le chiffon, puis essuyer avec un chiffon humidifié.
- L’eau est souvent un solvant approprié. Pour les échantillons huileux, il est recommandé d’utiliser de l’éthanol. Selon la compatibilité avec le réfractomètre, il est également possible de nettoyer avec de l’acétone.
- Nettoyer le prisme de mesure directement après chaque utilisation. Vous vous assurez ainsi que votre échantillon ne sèche pas ou ne durcit pas sur le prisme.
- Entre la mesure de substances et d’échantillons très différents, il est utile de contrôler le succès du nettoyage avec la mesure test de l’eau ou d’une autre référence appropriée.
- Le composant sensible de tout réfractomètre est le prisme de mesure, celui-ci n’est pas résistant aux alcalis. Veuillez donc nettoyer rapidement le prisme de mesure après avoir mesuré des échantillons alcalins ou agressifs et vérifier ensuite le nettoyage. Une mesure rapide avec ces échantillons réduit le temps de contact et préserve le réfractomètre.
Ouvrir découvrir les produits de nettoyage qui donnent de bons résultats :
| Probe | Reinigungsmittel 1 | Reinigungsmittel 2 |
|---|---|---|
| Branche: Lebensmittel, Getränke und Spirituosen | ||
| Fruchtsäfte | Wasser | Ethanol |
| Softdrinks | Wasser | Ethanol |
| Zuckerlösungen, Salzlösungen, Honig | Wasser | – |
| Bier, Bierwürze | Wasser | Ethanol |
| Spirituosen, Destillate | Wasser | – |
| Branche: Chemie, Kosmetik, Pharmaindustrie | ||
| Aromen, Duftstoffe, After Shave, Parfüm | Ethanol, Isopropanol | _ |
| AdBlue | Wasser | _ |
| Reinigungsmittel | Wasser | Ethanol |
| Ethylenglycol, Propylenglycol | Wasser | Ethanol |
| Polyamide, Polymere | Kresol | – |
| Parafinische Substanzen | Toluol | Xylol, Waschbenzin |
| Holzschutzmittel auf Terpentinbasis | Waschbenzin | Ethanol |
| Holzschutzmittel auf Wasserbasis | Wasser | Ethanol |
| Branche: Petrochemie | ||
| Motoröl, Schmieröl | Waschbenzin | Aceton |
| Mineralöle | Isopropanol | _ |
| Diesel, Kerosin und Heizöl | Waschbenzin, Petrolether | Aceton |
Une efficacité maximale grâce à l'automatisation
Le rinçage, le nettoyage et le séchage automatisés de nos réfractomètres semi-automatiques et entièrement automatiques augmentent l’efficacité, et pas seulement dans les analyses de routine à haut volume d’échantillons.
Les modèles DR6000-TF avec cellule de flux, associés à une unité de séchage, une pompe péristaltique et un échantillonneur, permettent un travail entièrement automatique. L’interface utilisateur des modèles DR6000-TF vous permet de créer des procédures de nettoyage personnalisées, quel que soit leur nombre. Le liquide de nettoyage circule dans le système à grande vitesse et avec beaucoup d’air comprimé, ce qui permet d’évacuer toutes les impuretés et les résidus d’échantillons de la chambre de mesure.
Pour un travail semi-automatique, il est nécessaire d’utiliser des appareils avec une fonction de débit, une cellule de flux, une unité de séchage (modèle DS7060) et une pompe péristaltique (modèle DS7070). Ceux-ci aspirent l’échantillon ou le produit nettoyant dans la cellule de flux. L’unité de séchage possède une vanne 3/2, ce qui évite de devoir changer les tuyaux pour les procédures de nettoyage, lors du passage de l’alimentation de l’échantillon ou du nettoyage au séchage.
Comment utiliser
Mesurer avec le réfractomètre A.KRÜSS – Conseils de professionnels
En étroite collaboration avec des partenaires renommés de l’industrie et de la recherche, nous avons développé des réfractomètres qui s’intègrent facilement dans les flux de travail existants dans les laboratoires. Vous voyez ici des réfractomètres en application pratique. Fréquemment demandé par nombre de nos clients : la mesure et l’ajustement des réfractomètres portables manuels.
Réfractomètre Mesure & Ajustement
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