Рефрактометрия что это – что это такое, подробное описание, подготовка, показания и противопоказания, проведение процедуры, как расшифровать результаты

Содержание

Рефрактометрия (химия) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Рефрактометрия (от лат. refractus — преломленный и др. -греч. μετρέω «измеряю») — это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ[1] . Относительный показатель преломления n представляет собой отношение скоростей света в граничащих средах. Для жидкостей и твердых тел n{\displaystyle n} обычно определяют относительно воздуха, а для газов — относительно вакуума (абсолютный показатель преломления). Значения n{\displaystyle n} зависят от длины волны λ{\displaystyle \lambda } света и температуры, которые указывают соответственно в подстрочном и надстрочном индексах. Например, показатель преломления при 20 °C для D-линии спектра натрия (λ = 589 нм) — . Часто используют также линии спектра водорода Н (λ = 656 нм) и F (λ = 486 нм). В случае газов необходимо также учитывать зависимость n{\displaystyle n} от давления (указывать его или приводить данные к нормальному давлению).

В идеальных системах (образующихся без изменения объема и поляризуемости компонентов) зависимость показателя преломления от состава близка к линейной, если состав выражен в объёмных долях (процентах): n=n1V1+n2V2{\displaystyle n=n_{1}V_{1}+n_{2}V_{2}}, где n,n1,n2{\displaystyle n,n_{1},n_{2}} — показатели преломления смеси и компонентов, V1,V2{\displaystyle V_{1},V_{2}} — объемные доли компонентов (V1+V2=1){\displaystyle (V_{1}+V_{2}=1)}.

Для рефрактометрии растворов в широких диапазонах концентраций пользуются таблицами или эмпирическими формулами, важнейшие из которых (для растворов сахарозы, этанола и др.) утверждаются международными соглашениями и лежат в основе построения шкал специализированных рефрактометров для анализа промышленной и сельскохозяйственной продукции.

  1. Полищук В. Р. Как разглядеть молекулу. — М., Химия, 1979. — Тираж 70000 экз. — С. 137-196

устройство, принцип работы, области применения

Рефрактометры – это приборы, позволяющие контролировать параметры различных веществ с помощью измерения величины преломления света. С точки зрения точности измерений, простоты и удобства эксплуатации оптимальными вариантами являются портативные ручные рефрактометры.

В различных отраслях промышленности при проведении каких-либо исследований, определении физико-химических параметров веществ или контроле качества готовой продукции необходимо знание показателя преломления света. Для этих целей существует специальный оптический прибор – рефрактометр.

Название этого прибора произошло от термина «рефракция» (лат. «refractus» – преломленный), веденного в научную сферу Ньютоном в начале 18 века.


Рефрактометр анализирует степень отклонения луча света от прямолинейного направления при переходе из одного вещества в другое. Соотношение угла вхождения луча и угла его преломления на границе раздела двух сред называется коэффициентом преломления.

Этот показатель возрастает пропорционально увеличению плотности субстанции. Относительный «вес» образца рефрактометр определяет в сравнении с дистиллированной водой (с ее помощью прибор предварительно откалибровывают).

Конструкция ручного рефрактометра

Основным оптическим компонентом рефрактометра, на который наносится исследуемое вещество, является главная призма. Она изготавливается из материала с высоким показателем преломления, поэтому луч света, проходящий через нее, отклоняется под большим углом. Через систему линз он проникает на шкалу, которая представляет собой градуированную окружность.

При разных углах преломления луч оказывается на шкале выше или ниже, оставляя одну из ее частей светлой, а другую темной. Коэффициент преломления определяется по положению границы раздела. Этот показатель напрямую зависит от состава анализируемого раствора и его плотности.

Некоторые модели рефрактометров учитывают также влияние температуры: внутри их корпуса расположена биметаллическая пластина, соединенная с другими компонентами. В разных термических условиях она сжимается или растягивается, плавно передвигая оптическую систему. Таким образом влияние температуры на коэффициент преломления компенсируется.


Функция АТС (Automatic Temperature Compensation System) в рефрактометрах крайне желательна, так как в противном случае полученные значения придется пересчитывать в зависимости от температуры окружающей среды с помощью специальных таблиц.

Типы рефрактометров

Современные приборы для рефракции подразделяются на:

  • Промышленные
  • Лабораторные
  • Портативные (ручные, цифровые)

Промышленные и лабораторные рефрактометры имеют достаточно большие размеры, поэтому устанавливаются, как правило, стационарно. С их помощью проводят исследования различных веществ и контролируют технологические процессы на производствах. Такие приборы характеризуются высокой точностью и сложностью.

Портативные рефрактометры используются для оперативных измерений в лабораторных, производственных или полевых условиях.

Цифровые приборы оснащены жидкокристаллическими экранами, на которые выводятся результаты измерений. Как правило, они обладаю множеством дополнительных функций, в числе которых возможность измерять коэффициент преломления вместе с плотностью вещества, применение различных единиц измерения, учит температуры и пр.

Ручные рефрактометры – наиболее компактные и простые в эксплуатации устройства. Они не содержат электронных схем и элементов питания, могут использоваться как на производстве, так и в домашних условиях. Благодаря точности, удобству и приемлемой цене ручные приборы приобрели широкую популярность.

Калибровка и подготовка рефрактометра к использованию

Перед использованием рефрактометра его необходимо откалибровать. Некоторые модели требуют для этого специальную жидкость, однако основная масса может быть откалибрована с помощью дистиллированной воды.

Рассмотрим последний способ подробнее.

Если посмотреть в окуляр любого рефрактометра без калибровочной жидкости, его шкала будет окрашена только в синий цвет (рис. 1).

Для калибровки прибора на главную призму наносятся 2-3 капли дистиллированной воды (удобно делать это пипеткой). После закрытия защитного стекла вода должна равномерно распределиться по всей поверхности призмы – без пузырьков воздуха и сухих мест.


Через 30 секунд, достаточных для того, чтобы образец адаптировался к температуре окружающей среды, рефрактометр направляется в сторону естественного дневного освещения (флюоресцентное не допускается). В окуляре при этом отображается шкала с участками синего и белого цветов (рис. 2).

Основная задача калибровки состоит в том, чтобы достичь совпадения границ этих двух участков в отметке 0.0 (рис. 3) с помощью регуляции калибровочного винта.

После окончания настройки призма аккуратно протирается мягкой тканью.

Сферы применения рефрактометра

Рефрактометры широко применяются в различных отраслях промышленности для определения концентрации веществ в каких-либо средах.

Например, в химической сфере эти приборы используются для измерения содержания в растворах кислот, солей металлов, спиртов, гликолей, аминов, фунгицидов и пр. Ими же контролируют степень полимеризации синтетических смол и пластмасс.

На предприятиях, производящих текстиль, рефрактометры применяются для определения концентрации прядильных растворов, растворов капролактама, поликарбонатов.

В пищевой промышленности ими измеряют сахаристость и качество безалкогольных напитков, крепость и плотность алкогольной продукции, с их помощью анализируют состав соусов, сиропов, джемов, детского питания, молочных продуктов.

В газовой и нефтяной промышленности рефрактометры используются для определения концентрации водной смеси моноэтиленгликоля в природном газе, анализа состав масел, смазок и охлаждающих жидкостей.

На предприятиях, производящих канцелярские изделия, рефрактометрами измеряется концентрация крахмалов и других сухих веществ в клеящих составах.

В фармацевтике эти приборы применяются при изготовлении витамина С – для определения концентрации аскорбиновой и цетогулоновой кислот. Им же контролируется чистота синтезированных веществ, а также качество лекарственных препаратов.

Газовые интерференционные рефрактометры используются для анализа состава воздуха с целью обнаружения возможных утечек горючих газов.

Ручной рефрактометр является универсальным вспомогательным средством для простого и быстрого определения концентрации водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей.

Кроме того, этот прибор позволяет выявить степень загрязненности эмульсий посторонними маслами, смазками и другими субстанциями. Таким образом предупреждаются возможные нарушения рабочего процесса.

На загрязненность СОЖ указывает размытая световая полоса на шкале рефрактометра.

С точки зрения технологических параметров наиболее удобным для большинства металлообрабатывающих предприятий являются рефрактометры для СОЖ со шкалой 0-20 % Brix. Они имеют компактный размер и могут легко использоваться даже в малых пространствах.
 

Для качественного анализа СОЖ этим прибором достаточно 2-3 капель эмульсии. Простая калибровка призмы и окуляра обеспечивают точность и воспроизводимость измерений.

Благодаря автоматической компенсации температуры в диапазоне 10…30 °C корректировать полученные значения не потребуется.

Скрытый калибровочный винт препятствует непреднамеренной регулировке рефрактометра во время его использования. Двойное соединение на пластине дневного света гарантирует точность ее установки.

Правила пользования рефрактометром

Качество измерений зависит от правильной и аккуратной калибровки прибора. Разница температур окружающей среды и образца негативно влияют на точность показаний, поэтому перед их снятием необходимо подождать около 30 секунд, как это описано выше.

Температура воздуха при калибровке в идеале должна составлять около +20° C. Однако, если устройство оснащено системой ATC, любая температура будет компенсирована.

Рефрактометр нельзя опускать в воду, так как попадание большого количества жидкости внутрь прибора может привести к затуманиванию шкалы.

Не следует измерять жесткие, абразивные и коррозионно-активные вещества (химикаты и т.п.), так как они могут повредить покрытие призмы.

Очищать инструмент необходимо мягкой тканью после каждого использования. Загрязнения на призме могут привести к ошибкам при измерениях.

Как и любой другой оптический прибор, рефрактометр требует осторожного обращения и хранения – только в таком случае он будет исправно работать много лет.

что это такое, показания к проведению, расшифровка показателей

Время на чтение: 4 минуты

АА

фото 1

Процедура рефрактометрии предназначена для исследования рефракции человеческого глаза.

Такой способ определения преломляющей силы органов зрения выполняется с помощью офтальмологического компьютерного оборудования и позволяет максимально точно определить степень нарушений рефракции при таких диагнозах, как дальнозоркость, близорукость или астигматизм.

Что такое рефрактометрия?

Органы зрения человека являются сложной оптической системой, которая состоит из нескольких поверхностей, тел и сред, обладающих свойствами преломления света.

Способность преломлять свет с нужной силой для получения четкого изображения называется рефракцией.

фото 1

Справка! При нарушениях данной функции, когда преломляющей силы недостаточно или оно происходит с превышением нормы, диагностируются близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия) соответственно.

Учитывая, что точных усредненных норм в данном случае нет, оптическая сила может быть уникальной для каждого конкретного человека и будет зависеть от степени кривизны роговицы и расстояния между ней и хрусталиком.

И за счет разности значений этих показателей достигается определенный уровень рефракции.

фото 2Определить эту преломляющую силу органов зрения помогает процедура рефрактометрии, которая выполняется с помощью рефрактометра (в настоящее время для этого используются автоматические рефрактометры).

Метод позволяет не только установить нарушения рефракции, но и определить степень ее тяжести, что особенно актуально на ранних этапах.

Это позволяет вовремя приступить коррекции и избежать необратимых нарушений зрения, особенно в детском возрасте.

Показания для применения данного метода

Процедура рефрактометрии может назначаться при подозрении на нарушения рефракции (астигматизм, близорукость и дальнозоркость), а также в ходе обследования перед коррекцией зрения и для контроля состояния органов зрения после оперативного вмешательства.

фото 2Имейте в виду! Также этот метод используется для дополнительного обследования при лечении офтальмологических патологий и в ходе регулярных профилактических осмотров.

Что может выявить рефрактометрия?

Рефрактометрия с высокой точностью позволяет определить наличие у пациента миопии, гиперметропии и астигматизма.

фото 3При этом специалист, выполняющий обследование, получает результаты в количественных показателях.

Это дает возможность назначить соответствующую корригирующую оптику.

Процедура проводится в любом возрасте и проходит безболезненно в большинстве случаев.

Методика проведения исследования

фото 1

Внимание! Проведению рефрактометрии предшествует подготовительный этап, на котором производится атропинизация глаза.

Она заключается в намеренной парализации цилиарной мышцы глаза для исключения непроизвольных или намеренных сокращений, чтобы исключить погрешности в ходе обследования.

Для этого в глаза пациента закапывают раствор атропина в течение трех дней перед обследованием дважды в сутки – утром и вечером.

В зависимости от возраста пациента используется раствор атропина с разным процентным содержанием активного вещества:

  • фото 40,1%-раствор – для детей в возрасте до одного года;
  • 0,5%-раствор – от года до трех лет;
  • 1%-раствор – начиная с возраста от трех лет и выше.

Такая разница в составе обусловлена тем, что у некоторых людей возникают аллергические реакции на данный препарат, и чем пациент младше – тем выше такая вероятность, поэтому снизить риск развития аллергии помогает снижение концентрации атропина в растворе.

фото 1

Запомните! После такой подготовительной работы выполняется непосредственно рефрактометрия – для этого используется рефрактометр, который испускает поток инфракрасных лучей.

Проходя через зрачок и другие среды к сетчатке, такие пучки достигают глазного дна и отражаются от него.

Эти обратные пучки фиксируются специальными датчиками, которые интерпретируют полученные значения, которые выводятся на монитор и распечатываются.

Для прохождения обследования пациент садится напротив рефрактометра и упирается подбородком в зафиксированную доставку, прижимая при этом лоб к верхнему упорному элементу.

фото 5Далее офтальмолог корректирует положение головы пациента, чтобы его взгляд был направлен на датчики устройства.

И от пациента на протяжении всей процедуры требуется сохранять неподвижность, но моргать во время обследования можно.

Для каждого глаза процедура длится около двух минут, а так как рефрактометрия осуществляется бесконтактным (неинвазивным) путем, предварительно не требуется введения обезболивающих, смазывающих и обеззараживающих препаратов в органы зрения.

Расшифровка результатов исследования

фото 2

Следует отметить! Расшифровка результатов обследования распечатываются на бумаге, и такая информация делится на три колонки, каждая из которых дает представление о степени и виде нарушений рефракции:

  1. AXIS. Отображает угол постановки линзы для исправления нарушений.
  2. CYL («цилиндр»). Здесь отображается информация о типе линз, которые будут применяться для коррекции.
  3. SPH («сфера»). Основная колонка, в которой указывается тип нарушения рефракции пациента.

В нижней части распечатки содержится информация о расстоянии между зрачками пациента (обозначается сокращением PD).

Рефракция – непостоянная величина, которая изменяется в течение жизни, и это связано не с внешними факторами или нарушениями, а с возрастными изменениями тканей глазного яблока и его элементов.

фото 6Так, в течение нескольких первых месяцев жизни у детей наблюдается дальнозоркость.

Такое же отклонение характерно и в пожилом возрасте, но в данном случае это обусловлено атрофическими процессами, которые приводят к развитию старческой гиперметропии.

В возрасте 20 лет и старше дальнозоркость обычно сохраняется не более чем у 30% людей, еще у 30% развивается близорукость, а у остальных рефракция находится в пределах нормы.

Противопоказания к проведению

фото 1

Осторожно! Процедура проведения рефрактометрии имеет следующие противопоказания:

  • катаракта;
  • бельмо;
  • помутнения стекловидного тела;
  • состояние наркотического или алкогольного опьянения у пациента;
  • психические нарушения, которые могут вылиться в агрессивное поведение обследуемого.

Полезное видео

Сам процесс не доставляет дискомфортных ощущений и не способствует развитию осложнений, поэтому при отсутствии противопоказаний регулярность таких обследований ничем не ограничена.

Проходить такое обследование рекомендуется не только по соответствующим показаниям, но и при появлении симптомов нарушения остроты зрения.

Это позволит вовремя выявить нарушения и приступить лечение до того, как процессы станут необратимыми или останется возможность устранить их только путем оперативного вмешательства.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Рейтинг автора

Автор статьи

Окулист (офтальмолог), Стаж 10 лет,  Врач первой категории

Написано статей

Статья была полезной? Оцените материал и автора! фото 6 Загрузка… А если у вас есть вопросы или есть опыт и хочется высказаться по данной теме — пишите в комментариях ниже.

ОФС.1.2.1.0017.15 Рефрактометрия | Фармакопея.рф

Рефрактометрия – метод анализа лекарственных средств, основанный на определении показателя преломления испытуемого вещества.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ

Рефрактометрия                                    ОФС.1.2.1.0017.15
Взамен  ГФ
XII, ч.1, ОФС 42-0040-07

Рефрактометрия – метод анализа лекарственных средств, основанный на определении показателя преломления испытуемого вещества.

Показателем преломления (индексом рефракции) называют отношение скорости света в вакууме к скорости света в испытуемом веществе (абсолютный показатель преломления). На практике определяют так называемый относительный показатель преломления (n), который является отношением скорости света в воздухе к скорости света в испытуемом веществе.

Показатель преломления зависит от температуры и длины волны света, при которой проводят определение. В растворах показатель преломления зависит также от концентрации вещества и природы растворителя.

Рефрактометрию применяют для установления подлинности и чистоты вещества. Метод применяют также для определения концентрации вещества в растворе, которую находят по графику зависимости показателя преломления раствора от концентрации раствора. На графике выбирают интервал концентраций, в котором наблюдается линейная зависимость между показателем преломления и концентрацией. В этом интервале концентрацию испытуемого раствора (Х, %) вычисляют по формуле:

X = (nno)/F,

где

n – показатель преломления испытуемого раствора;

nо – показатель преломления растворителя при той же температуре;

F – фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации испытуемого раствора на 1 % (устанавливается экспериментально).

Для определения показателя преломления применяют рефрактометры. Определение проводят при температуре (20 ± 0,5) ºС и длине волны линии D спектра натрия (589,3 нм). Показатель преломления, определенный при таких условиях, обозначается индексом n20D.

Современные приборы откалиброваны таким образом, что отсчеты, полученные по их шкалам, соответствуют показателям преломления для D линии спектра натрия. При проведении измерений следует соблюдать указания в отношении соответствующего источника света, приведенные в инструкции к прибору. Если используют белый свет, то рефрактометр снабжен компенсирующей системой.

Цена деления термометра не должна превышать 0,5 ºС.

Обычно измерения показателя преломления проводят на рефрактометрах Аббе, в основу которых положено явление полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с разными показателями преломления. Диапазон измеряемых показателей преломления при измерении в проходящем свете 1,3 – 1,7. Точность измерения показателя преломления должна быть не ниже ± (2 · 10-4).

Могут быть использованы рефрактометры других типов с такой же или большей точностью.

Рефрактометры юстируют по эталонным жидкостям, значения показателей преломления которых обозначены на этикетке, или по дистиллированной воде, для которой n20D = 1,3330 и n25D = 1,3325 (Δn/Δ  = – 0,000085).

Скачать в PDF ОФС.1.2.1.0017.15 Рефрактометрия

Поделиться ссылкой:

что это такое в офтальмологии? :: SYL.ru

Мы можем видеть мир ярким и четким благодаря возможности преломления света, проходящего через роговицу и хрусталик нашего глаза. Данная способность оптической системы наших глаз называется рефракцией. Офтальмологи различают также еще и клиническую рефракцию, которая характеризует не только способность глаза преломлять лучи, но и место образования фокуса при этом преломлении. В данной статье будет подробно рассмотрена рефрактометрия. Что это такое, интересует многих.

Измерение рефракции глаза

рефрактометрия что это такое

Считается, что оптическая система каждого человека уникальна. Эта индивидуальность возникает потому, что строение глаза у каждого человека особенное и непохожее на строение глаза любого другого человека. Обусловливается это непосредственно строением роговицы и хрусталика, а также соотношением между ними.

Рефракция глаза человека меняется на протяжении всей жизни, а от нее напрямую зависит качество зрения. Общими тенденциями являются следующие:

  • Дальнозоркостью обладают все новорожденные дети.
  • Треть молодежи, достигшей двадцатилетия, страдает дальнозоркостью, и около 40 % – близорукостью. И только оставшаяся часть имеет хорошее зрение.
  • На рефракцию имеет воздействие общее старение организма. Широко распространенное явление – миопия. Или по-другому, старческая дальнозоркость.

При необходимости скорректировать зрение в том или ином случае огромное значение имеет такая процедура, как измерение рефракции. Она дает возможность идеально подобрать очки и следить за последующим ходом лечения нарушений зрения. Коррекция зрения у подростков и детей имеет особенное значение, так как позволяет вовремя обнаружить и исправить дефекты, сохранив ребенку зрение. В этом помогает рефрактометрия. Что это такое, будет описано далее.

Не менее важным измерение рефракции является и в пожилом возрасте. Наблюдение за ее изменением позволяет отслеживать уровень падения зрения и правильно строить процесс лечения.

Также измерение рефракции считается действенным методом контроля зрения на этапе подготовки к лазерной коррекции.

Метод рефрактометрии является уникальным.

Классификация рефракций глаза

метод рефрактометрии

Строение человеческого глаза схоже с устройством фотоаппарата. При прохождении через роговицу лучи света преломляются, пересекают хрусталик. После этого происходит фокусировка на желтом пятне (макуле) центра сетчатки глаза. Если фокус приходится именно на это место, то человек обладает стопроцентным зрением. Это и считается нормой у врачей-офтальмологов.

Правильное преломление лучей и фокусировка в центре сетчатки глаза именуется эмметропией. В этом случае человек видит хорошо во всех условиях: и в сумерках, и днем, на ближних и дальних расстояниях. Образ яркий и четкий.

Однако бывает так, что фокус преломления лучей хрусталиком находится в области стекловидного тела, перед сетчаткой глаза, при этом не достигает ее. Такой дефект свидетельствует о наличии миопии (близорукости). В этом случае человек неплохо видит предметы, расположенные вблизи, однако неясно различает объекты на расстоянии. И наоборот. При фокусировке преломленных лучей за сетчаткой глаза человек ясно различает предметы на расстоянии и нечетко – расположенные рядом. Такой дефект зрения называется гиперметрией, или, простым языком, дальнозоркостью.

Среди нарушений зрения отдельно выделяют астигматизм. Он возникает из-за искривления хрусталика, в результате чего лучи света преломляются тоже искривленно. Данный дефект приводит к искажению видимого человеком изображения. Может отсутствовать четкость в отдельной зоне видимости, изображение может быть растянутым, неясным.

расшифровка рефрактометрии

Все три вида нарушения зрения, описанные выше, в зависимости от их степени требуют коррекции или лечения. Своевременно выявленное нарушение зрения у детей может позволить сохранить зрение, иногда даже полностью восстановить его. А вот в пожилом возрасте правильно измеренная рефракция позволяет назначать адекватное лечение.

Таким образом, рефрактометрия позволяет определить тип дефекта зрения и его степень, что в дальнейшем сказывается на правильности коррекции. На сегодняшний день при использовании современного оборудования определение степени остроты зрения и его нарушения занимает не более одной-двух минут.

В каких случаях показана рефрактометрия глаза? Рассмотрим далее.

Показания и противопоказания к рефрактометрии глаз

Рефрактометрия показа людям всех возрастных категорий в случае любого нарушения зрения. К наиболее часто распространённым показаниям относятся:

  1. Гиперметрия или подозрение на нее.
  2. Миопия (любой степени) или подозрение на нее.
  3. Астигматизм.
  4. Контроль результата лазерной коррекции.
  5. Подготовка к лазерной коррекции.
  6. Наблюдение в ходе лечения заболеваний глаз.
  7. Профилактические осмотры, если работа требует такового.рефрактометрия глаза

Перечень противопоказаний к рефрактометрии достаточно узкий, так как процедура неинвазивна и не несет после себя побочных эффектов. Однако не стоит забывать, что процедура предусматривает использование мидриатиков (капли, расширяющие зрачок, например «Атропин»), которые, в свою очередь, имеют ряд противопоказаний. Соответственно, при наличии у человека аллергических реакций на мидриатики также стоит отказаться от их применения, сообщив об этом лечащему врачу. То есть аллергия на мидриатики является ограничивающим фактором к тому, что назначается рефрактометрия. Что это такое в офтальмологии?

Методики процедуры измерения рефракции глаз

Несмотря на большой спектр рефрактометров, все они действуют по одному принципу. Он таков: луч лазера направляется по зрительному пути глаза (сквозь роговицу и хрусталик), тем самым имитируя путь лучей света после преломления. Затем он отражается от сетчатки. На этом обратном пути аппарат фиксирует его и производит сравнение с контрольными показателями. После этого происходит компьютерная расшифровка сигнала в понятные для специалиста показатели. Итак, рефрактометрия — что это такое?

Описание методики

Перед проведением процедуры, за три дня до нее, обследуемому пациенту назначают мидриатики, преимущественно «Атропин». Их используют для того, чтобы расширить зрачок пациента. Вследствие этого луч лазера проходит по зрительному пути свободнее.

Сама процедура проводится следующим образом. Пациент размещается перед рефрактометром. Голова должна быть зафиксирована посредством упора подбородка и лба.

Рефрактометрия производится монокулярно, то есть для каждого глаза по отдельности.

Во время проведения процедуры на мониторе устройства производится демонстрация изображений различной степени свечения. Координатор в это время при помощи джойстика на устройстве направляет луч лазера в центр зрачка и фиксирует необходимые измерения. Для точности измерения производятся трижды для каждого глаза, а затем используется среднестатистический результат.

Обследование занимает максимум 2 минуты, и тут же рассчитывается результат.

Расшифровка рефрактометрии

рефрактометрия что это такое в офтальмологии

Показатели рефрактометрии записываются в 3 колонки.

В первой колонке SPH (сферическом компоненте рефракции) отражается вид нарушения – близорукость или дальнозоркость, а также то, в какой степени упало зрение.

Во второй колонке описан показатель CYL (цилиндр) определяет наличие или отсутствие астигматизма.

В третьей колонке показатель AX (ось) указывает угол установки линзы при астигматизме.

Показатель PD определяет расстояние между зрачками и требуется при изготовлении очков и линз.

Нами рассмотрена рефрактометрия. Что это такое, теперь вам известно.

Рефрактометр — это… Что такое Рефрактометр?

Ручной рефрактометр

Рефракто́метр — прибор, измеряющий показатель преломления света в среде.

Рефрактометрия

Рефрактометрия (от лат. refractus — преломленный и др.-греч. μετρέω «измеряю») — это метод исследования веществ, основанный на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. Показатель преломления n представляет собой отношение скоростей света в граничащих средах. Для жидкостей и твердых тел n обычно определяют относительно воздуха, а для газов — относительно вакуума. Значения n зависят от длины волны λ света и температуры, которые указывают соответственно в подстрочном и надстрочном индексах. Например, показатель преломления при 20 °C для D-линии спектра натрия (λ = 589 нм) — . Часто используют также линии спектра водорода С (λ = 656 нм) и F (λ = 486 нм). В случае газов необходимо также учитывать зависимость n от давления (указывать его или приводить данные к нормальному давлению).

В идеальных системах (образующихся без изменения объема и поляризуемости компонентов) зависимость показателя преломления от состава близка к линейной, если состав выражен в объемных долях (процентах)

n=n1V1+n2V2 ,

где n, n1 ,n2 — показатели преломления смеси и компонентов, V1 и V2 — объемные доли компонентов (V1 + V2 = 1).

Для рефрактометрии растворов в широких диапазонах концентраций пользуются таблицами или эмпирическими формулами, важнейшие из которых (для растворов сахарозы, этанола и др.) утверждаются международными соглашениями и лежат в основе построения шкал специализированных рефрактометров для анализа промышленной и сельскохозяйственной продукции.

Зависимость показателя преломления водных растворов некоторых веществ от концентрации:

Влияние температуры на показатель преломления определяется двумя факторами: изменением количества частиц жидкости в единице объема и зависимостью поляризуемости молекул от температуры. Второй фактор становится существенным лишь при очень большом изменении температуры.

Температурный коэффициент показателя преломления пропорционален температурному коэффициенту плотности. Поскольку все жидкости при нагревании расширяются, то их показатели преломления уменьшаются при повышении температуры. Температурный коэффициент зависит от величины температуры жидкости, но в небольших температурных интервалах может считаться постоянным.

Для подавляющего большинства жидкостей температурный коэффициент лежит в узких пределах от –0,0004 до –0,0006 1/град. Важным исключением является вода и разбавленные водные растворы (–0,0001), глицерин (–0,0002), гликоль (–0,00026).

Линейная экстраполяция показателя преломления допустима на небольшие разности температур (10 – 20 °C). Точное определение показателя преломления в широких температурных интервалах производится по эмпирическим формулам вида: nt=n0+at+bt2+…

Давление влияет на показатель преломления жидкостей значительно меньше, чем температура. При изменении давления на 1 атм. изменение n составляет для воды 1,48·10−5, для спирта 3,95·10−5, для бензола 4,8·10−5. То есть изменение температуры на 1 °C влияет на показатель преломления жидкости примерно также, как изменение давления на 10 атм.

Обычно n жидких и твердых тел рефрактометрией определяют с точностью до 0,0001 на рефрактометрах, в которых измеряют предельные углы полного внутреннего отражения. Наиболее распространены рефрактометры Аббе с призменными блоками и компенсаторами дисперсии, позволяющие определять в «белом» свете по шкале или цифровому индикатору. Максимальная точность абсолютных измерений (10·10−10) достигается на гониометрах с помощью методов отклонения лучей призмой из исследуемого материала. Для измерения n газов наиболее удобны интерференционные методы. Интерферометры используют также для точного (до 10 ·10−7) определения разностей n растворов. Для этой же цели служат дифференциальные рефрактометры, основанные на отклонении лучей системой двух-трех полых призм.

Автоматические рефрактометры для непрерывной регистрации n в потоках жидкостей используют на производствах при контроле технологических процессов и автоматическом управлении ими, а также в лабораториях для контроля ректификации и как универсальные детекторы жидкостных хроматографов.

Рефрактометрия, выполняющаяся с помощью рефрактометров, является одним из распространённых методов идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ.

Применение прибора

Рефрактометры применяются в:

  • Химической промышленности:
    • Определение концентрации в растворах или процессах ректификации или регенерация растворителя
    • Кислоты (серная кислота, соляная кислота, уксусная кислота и т.п.)
    • Растворимые соли металлов (хлориды, фосфаты, сульфаты и т.п.)
    • Органические растворители:
      • Спирты, гликоли
      • Амины, такие как MEA, DEA, EDA
      • Пирролидоны, например, N-метил-пирролидон (NMP)
    • Фунгициды и удобрения, например, мочевино-аммониевый нитрат (UAN)
    • Контроль степени полимеризации в процессах производства пластмассы и синтетической смолы
    • Измерение концентрации водной смеси коллоидной кремниевой кислоты
  • Производстве волокна и текстильной промышленности:
    • Контроль концентрации прядильных растворов:
      • DMAC (диметилацетамид)
      • DMF (диметилформамид)
    • Измерение концентрации растворов капролактама (исходное вещество для производства полиамидов)
    • Поликарбонаты
    • Прядильный раствор из целлюлозы
  • Пищевой промышленности и производстве напитков, биохимической промышленности:
    • Свеклосахарное и тростниково-сахарное производство
    • Непрерывное измерение сахаристости для регулирования работы нагревателя сахара
    • Непрерывное измерение сахаристости в безалкогольных напитках и сладостях
    • Непрерывное измерение исходного холодного сусла при производстве пива
    • Измерение свежеотжатого винного сусла (°Öchsle)
    • Анализ пива (измерение содержания алкоголя, сусла и исходного сусла) в сочетании с измерением плотности
    • Непрерывное измерение паст и густых веществ: сахарного сиропа, мелассы, меда, джема, винного сусла, пюре)
    • Продукты из молочной сыворотки: измерение содержания сухих веществ по ареометру Брикса, лактозы, управление технологическим процессом
    • Пектин
  • Нефтяной и газовой промышленности:
    • Контроль концентрации водной смеси моноэтиленгликоля при транспортировке природного газа
  • Производстве бумаги и клея:
    • Концентрация крахмалов
    • Содержание сухих веществ в клеях на основе крахмала и казеина
    • Контроль за процессами решения проблем в производстве клея
  • Фармацевтической промышленности:
    • Контроль концентрации аскорбиновой кислоты и цетогулоновой кислоты при производстве витамина С
    • Нано-гель [неизвестный термин]
  • Научно-исследовательских работах, оптике:
    • Измерения концентрации во время процесса роста кристаллов
    • Управление технологическим процессом с применением специальных травильных растворов
  • Анализе сточных вод:
    • Измерение максимального содержания сухих веществ (в градусах Брикса или в процентах по массе) в сочетании с контролем мутности жидкой среды, например, с целью обнаружения утечек.

Газовые интерференционные рефрактометры применяются для определения состава газов, в частности для определения содержания горючих газов в воздухе шахт, поиска утечек в сетях газоснабжения и т.д.

Рефрактометрия в офтальмологии

С помощью рефрактометров (в настоящие время используются автоматические (компьютерные) авторефрактометры) в офтальмологии определяют преломляющую силу глаза человека, что используется врачами для диагностики таких заболеваний, как близорукость, дальнозоркость и астигматизм.

Ссылки

Механизм работы цифрового рефрактометра (Anton Paar)

РЕФРАКТОМЕТРИЯ — это… Что такое РЕФРАКТОМЕТРИЯ?


       

(от лат. refractus — преломлённый и греч. metreo— измеряю), раздел оптич. техники, посвящённый методам и средствам измерения показателя преломления га твёрдых, жидких и газообразных сред в разл. участках спектра оптического излучения.

Осн. методами Р. являются: 1) методы прямого измерения углов преломления света при прохождении им границы раздела двух сред; 2) методы, основанные на явлении полного внутреннего отражения (ПВО) света; 3) интерференц. методы (см. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА).

Для измерения n по углу преломления образцу из исследуемого материала придают форму призмы с преломляющим углом а и определяют n, добиваясь поворотом призмы миним. угла отклонения луча б (рис. 1, а), что имеет место при равенстве углов входа луча в призму i1 и выхода из неё i2. При этом n определяют по формуле

n=sin((a+d)/2)/sin(a/2).

РЕФРАКТОМЕТРИЯ1

Рис. 1. Измерение n по углу преломления.

Для определения этим методом n жидкости её заливают в тонкостенную призматич. кювету или в призматич. выемку в материале с известным показателем преломления N (рис. 1,б). При a=90° и g1=g2=45° величина n жидкости связана с измеряемым углом выхода b соотношением

n=1?((N2+sinb?(N2-sin2b)). Точность определения n этим методом =10-5, а минимально измеряемые разности га двух в-в =10-7.

При использовании для измерения n явления ПВО образец измеряемого материала приводится в оптический контакт с эталонной призмой из материала с высоким и заранее точно известным показателем преломления N (рис. 2). Свет может направляться как со стороны образца, так и со стороны призмы. В обоих случаях в определённом и очень узком интервале углов падения пучка лучей на границу раздела образца и призмы в поле зрения наблюдат. зрительной трубы появится граница, разделяющая тёмный и светлый участки поля и соответствующая предельному, или критическому, углу падения луча. 1 — 1′, 2—2’— ход лучей при освещении со стороны исследуемого образца. 1—1′-предельный луч, соответствующий углу j1пво в материале призмы; 3—3′, 4—4′, 5—5’— ход лучей при освещении со стороны призмы; 4—4′ — предельный луч, при падении к-рого под углом j2пво на границу раздела призмы и образца происходит ПВО.РЕФРАКТОМЕТРИЯ2

Рис. 2. Измерение n с использованием явления ПВО.

А и В — схематич. изображения поля зрения наблюдательной трубы. n связан с измеряемым углом b между направлением предельного угла и нормалью к грани призмы формулой:

n=sina?( N2-sinb)±cosasinb, где a — преломляющий угол призмы. Точность метода, использующего ПВО, -10-5.

В интерференц. методах разность Dn сравниваемых сред определяют по числу порядков интерференции лучей, прошедших через эти среды. На рис. 3 дана схема, поясняющая

РЕФРАКТОМЕТРИЯ3

Рис. 3. Принцип действия интерференц. рефрактометра.

Две части светового луча, проходя через кюветы длиной l, заполненные в-вами с различными n, приобретают разность хода и, сведённые вместе, дают на экране интерференц. картину (схематически показана справа). Разность Dn=m2-n1=kl/2, где l — длина волны света. Точность этих методов достигает 10-7—10-8. Их применяют, напр., при измерениях n газов и разбавленных растворов.

Приборы для определения га методами Р. наз. рефрактометрами.

Р. нашла широкое применение в физ. химии для определения состава и структуры в-ва, а также для контроля кач-ва и состава разл. продуктов в хим., фармацевтич., пищ. и др. отраслях пром-сти. Знание градиентов n позволяет производить расчёт градиентов плотности и концентрации. Методы Р. используют при проверке однородности тв. образцов и жидкостей в аэро- и гидродинамич. исследованиях. Особую роль играет Р. в оптич. пром-сти, т. к. n и дисперсия стекла и др. оптич. материалов явл. их важнейшими хар-ками.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

Write a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *