手持糖度計簡(jiǎn)介及光學(xué)元件分析
手持糖度計,又稱(chēng)水果糖度計、數字折射儀,是一種用于測量水果和蔬菜可溶性固形物含量(即糖含量)的便攜式儀器。通過(guò)測量可溶性固形物的含量,可以判斷水果和蔬菜的品質(zhì),并準確估算其成熟度。此外,手持糖度計還適用于醬油、番茄醬等醬類(lèi)產(chǎn)品的濃度測量,以及果醬、糖稀、液糖等含糖分較多產(chǎn)品的糖度測量。
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一、手持糖度計的組成
手持式糖計通常為圓柱形,儀器結構為:①折光棱鏡、 ②蓋板、 ③校準螺絲、 ④鏡筒和手柄、 ⑤目鏡(視度調節輪)
折光棱鏡:折光棱鏡是手持糖度計的核心部件,通常采用高透光率、低色散的材料制成,以確保測量結果的準確性。用于引導光線(xiàn)并產(chǎn)生折射。當待測溶液滴在棱鏡上時(shí),光線(xiàn)穿過(guò)溶液并發(fā)生折射,折射角度與溶液的折射率成正比。
蓋板:用于覆蓋折光棱鏡,用于防止外部光線(xiàn)干擾,并確保待測溶液均勻覆蓋在棱鏡表面,蓋板通常設計為可拆卸式,用來(lái)保護棱鏡,防止灰塵和污垢,也便于清潔和更換,
校準螺絲:校準螺絲用于調整儀器的零點(diǎn),確保測量結果的準確性。在使用前,通常需要通過(guò)取幾滴蒸餾水置于檢測棱鏡上,然后旋轉校準螺絲,使分界線(xiàn)對準刻度的0%位置來(lái)完成校準。
鏡筒和手柄:方便我們握住和使用。目鏡:通過(guò)它觀(guān)察視野,調整清晰度。
二、光學(xué)元件組成
手持糖度計內部包含了多個(gè)關(guān)鍵的光學(xué)元件,這些元件共同協(xié)作以實(shí)現準確的糖度測量。
光源:用于產(chǎn)生測量所需的光線(xiàn)。在手持糖度計中,光源通常是LED或其他類(lèi)型的燈源,它們能夠發(fā)出穩定、均勻的光線(xiàn)。
光學(xué)棱鏡:是手持糖度計的核心部件之一。當光線(xiàn)從一種介質(zhì)(如空氣)進(jìn)入另一種介質(zhì)(如糖溶液)時(shí),由于兩種介質(zhì)的折射率不同,光線(xiàn)會(huì )發(fā)生折射。光學(xué)棱鏡用于引導和改變光線(xiàn)的傳播路徑,使其能夠穿過(guò)糖溶液并發(fā)生折射。
反射鏡:用于將光線(xiàn)反射回接收器。在手持糖度計中,反射鏡通常位于光學(xué)棱鏡的末端,用于將經(jīng)過(guò)糖溶液折射后的光線(xiàn)反射回接收器。
接收器:用于接收經(jīng)過(guò)折射和反射后的光線(xiàn),并將其轉換為電信號進(jìn)行處理。接收器通常包括一個(gè)光敏元件(如光敏二極管或光敏電阻)和一個(gè)信號處理電路。
三、手持糖度計的工作原理
手持糖度計的工作原理基于光學(xué)折射原理。具體來(lái)說(shuō),當光線(xiàn)從光源發(fā)出并穿過(guò)糖溶液時(shí),由于糖分子對光的折射作用,光線(xiàn)的傳播方向會(huì )發(fā)生改變。這種改變與糖溶液的濃度(即糖度)成正比。手持糖度計通過(guò)測量光線(xiàn)折射的角度或強度,可以間接推算出糖溶液的濃度。
具體的工作過(guò)程如下:
光線(xiàn)發(fā)射:光源發(fā)出穩定、均勻的光線(xiàn),這些光線(xiàn)經(jīng)過(guò)光學(xué)棱鏡的引導進(jìn)入糖溶液。
光線(xiàn)折射:當光線(xiàn)穿過(guò)糖溶液時(shí),由于糖分子的折射作用,光線(xiàn)的傳播方向會(huì )發(fā)生改變。這種改變與糖溶液的濃度成正比。
光線(xiàn)反射:經(jīng)過(guò)折射后的光線(xiàn)被反射鏡反射回接收器。
信號處理:接收器接收經(jīng)過(guò)反射的光線(xiàn),并將其轉換為電信號。這些電信號經(jīng)過(guò)處理后可以得出糖溶液的濃度值。
四、手持糖度計使用方法
對準光亮方向調整折光棱鏡,并通過(guò)目鏡視度環(huán)調至標線(xiàn)清晰。
在測定前,確保標準液(純凈水)、儀器及待測液體處于同一溫度。然后,滴1-2滴標準液于折光棱鏡上,輕輕按壓蓋板以形成明暗分界線(xiàn)。接著(zhù),旋轉校準螺栓,使目鏡中的明暗分界線(xiàn)與基準線(xiàn)(0%)重合。
擦凈棱鏡表面后,滴1-2滴被測溶液于折光棱鏡上,蓋上蓋板并輕輕按壓,讀取明暗分界線(xiàn)的相對刻度,即為被測液體的濃度值。
測量完畢后,用潮濕絨布擦去棱鏡和蓋板上的附著(zhù)物,待干燥后妥善保存。
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五、手持糖度計外觀(guān)及性能檢查
1.儀器外表應保持完好,無(wú)剝落或生銹現象;光學(xué)零件必須清潔,確保無(wú)妨礙讀數的疵病。
2.儀器標尺上的刻字和刻線(xiàn)應清晰一致,粗細均勻,且無(wú)斷線(xiàn)情況。
3.光學(xué)與金屬部件之間的粘接或裝配必須牢固,儀器的活動(dòng)部件應確保靈活且可靠,金屬蓋板能在任意位置穩定停留。
4.在儀器目鏡的視場(chǎng)中,明暗界線(xiàn)必須清晰可見(jiàn),與標尺刻線(xiàn)在目視條件下無(wú)顯著(zhù)視差或傾斜。
5.儀器的零位調整范圍應滿(mǎn)足日常使用的需求。
6.儀器上應清晰標注型號、制造廠(chǎng)信息(或廠(chǎng)標)、出廠(chǎng)編號等必要標記。
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