Was ist ein Refraktometer?
Mit einem Refraktometer wird der Brechungsindex von festen oder flüssigen, transparenten Stoffen mit Hilfe der Refraktometrie gemessen. Dabei wird das Verhalten von Licht am Übergang zwischen dem zu prüfenden Stoff und einem Prisma mit bekannten Eigenschaften genutzt. Ist die Zusammensetzung einer Flüssigkeit bekannt, wird der Refraktometer eingesetzt, um die Konzentration zu messen.
Welche Messprinzipien gibt es?
Die Refraktometrie unterscheidet drei Messprinzipien:
- Durchlicht
- streifenden Einfall
- Totalreflexion
Die Brechung - auch Refraktion genannt - bzw. die Totalreflexion des Lichtes wird dabei ausgenutzt. Alle Messprinzipien basieren auf dem bekannten Brechungsindex (nPrisma). Beim Übergang zwischen Messprisma und Probe (nFluid) breitet sich das Licht unterschiedlich schnell aus. Über die Lichtablenkung kann dann der unbekannte Brechungsindex gemessen werden. Das Durchlicht-Prinzip nutzt die Brechung eines parallelen Strahlenbündels an der Grenzfläche. Beim Prinzip des streifenden Einfalls sowie bei der Totalreflexion wird der kritische Winkel eines Strahlenbündels mit unterschiedlichen Einfallswinkeln auf die Grenzfläche gemessen.
Welche Refraktometer gibt es?
Bei den Refraktometern wird grundsätzlich zwischen digitalen und analogen Messgeräten unterschieden. Analoge Refraktometer nutzen meistens Sonnenlicht oder eine Glühbirne, teilweise mit Farbfilter, als Lichtquelle. Über eine Optik kann dann eine Skala, die als Detektor dient, abgelesen werden.
Zu analogen Refraktometern gehören u.a.:
- Handrefraktometer
- Abbe-Refraktometer
- Pulfrich-Refraktometer
- Wollastons Refraktometer
- Jelley-Refraktometer
- automatische/halbautomatische Refraktometer
Digitale Refraktometer hingegen nutzen LED als Lichtquelle. Hier gilt ein CCD-Sensor als Detektor. Der digitale Refraktometer verfügt über eine integrierte, genaue Temperaturmessung. Dadurch kann der temperaturabhängige Brechungsindex kompensiert werden. Digitale Refraktometer sind standortunabhängig und bieten eine hohe Ablesgenauigkeit.
Zu digitalen Refraktometern gehören beispielsweise:
- Hand- und Tischgeräte, welche sich für kleine Probenmengen eignen
- Prozessrefraktometer, welche direkt in den Prozess eingebaut werden können (z.B. in ein Rohr oder einen Tank)
Wofür werden Refraktometer eingesetzt?
Häufig wird ein Refraktometer genutzt, um Konzentrationen in einem Trägermedium - wie den Zuckergehalt in wässrigen Lösungen - zu bestimmen. Im medizinischen Bereich wird ein Refraktometer eingesetzt, um den Proteingehalt im Urin festzustellen. In der Chemie wird due Reinheit von organischen Stoffen mit dem Refraktometer geprüft.
Refraktometer in der Augenheilkunde
Manuelle oder automatische Refraktometer spielen auch in der Augenheilkunde eine große Rolle, da sie eingesetzt werden, um die objektive Refraktion der Augen zu bestimmen bzw. messen. Dadurch können Korrekturlinsen angepasst werden.