Abbe Refraktometer PCE-DRB 10

Das digitale Abbe Refraktometer ist einfach zu bedienen und benötigt nur geringe Probemengen. Die digitale Anzeige verhindert Ablesefehler. Die Ergebnisse können im Abbe Refraktometer gespeichert, gedruckt oder an einen PC übergeben werden. Die Möglichkeit der Zuordnung von achtstelligen Benutzer- und Probenbezeichnungen über das Menü des Abbe Refraktometer erleichtert später die Auswertung der Messergebnisse. Für jede Messung wird die Messtemperatur auf dem Touchscreen des Abbe Refraktometer angezeigt, so dass die temperaturabhängigen Messwerte umgerechnet werden können.

Messprinzip des digitalen Abbe Refraktometer
Mit dem Abbe Refraktometer kann präzise der Brechungssindex sowie der Brixwert ermittelt werden. Der Brechungsindex setzt die Wellenlänge des Lichts im Vakuum zur Wellenlänge des Lichts im überprüften Medium ins Verhältnis. Dazu misst ein hochauflösender Sensor im Refraktometer die Totalreflexion einer speziellen Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 589 nm beim Auftreffen des Lichts auf die zu überprüfende Probe. Das Abbe Refraktometer ist daher zur Überprüfung flüssiger, viskoser und ebenso fester Proben geeignet. Die Messung ist nicht abhängig von der Trübung, der Viskosität, der Transparenz oder der Absorption der Probe. Nach der Messung zeigt das Abbe-Refraktometer den Brechungssindex zwischen 1,3000 und 1,7000 nD und den Brixwert zwischen 0 und 100 % an. Neben diesen Messparametern verfügt das Abbe Refraktometer über eine hohe Ablese- und Messgenauigkeit. Aufgrund der Möglichkeit verschiedenste Einstellungen im Menü vornehmen zu können, kann das Abbe Refraktometer auf unterschiedlichste Bedürfnisse und Anforderungen abgestimmt werden. Alle Einstellungen können über sehr gut ablesbaren LED-Touchscreen vorgenommen werden.

Abbe Refraktometer sind Geräte, die optische Gesetzmäßigkeiten zur Ermittlung des Brechungsindex nutzen. Licht kann beim Übergang von einem in ein anderes Medium gebeugt, reflektiert oder absorbiert werden. Dieses Abbe Refraktometer nutzt das Reflexionsprinzip. Die Reflexion findet an der Grenzschicht zwischen Prisma und Probe statt. Da das Licht die Probe nicht durchqueren muss, misst dieses Abbe Refraktometer unabhängig von der Trübung, der Viskosität oder der Transparenz der Probe.

Die Probe wird auf das Prisma in der Messkammer des Abbe Refraktometer aufgebracht. Der Deckel der Messkammer muss geschlossen werden, um Messfehler durch Fremdlicht zu vermeiden. Die interne Lichtquelle des Abbe Refraktometer sendet nach Start der Messung Lichtstrahlen durch das Prisma auf die Grenzschicht zwischen Probe und Prisma. Diese Lichtstrahlen werden ab einem bestimmten Winkel komplett reflektiert. Der optische Sensor des digitalen Abbe Refraktometer erfasst diese reflektierten Strahlen. Über die Auswertung der beleuchteten Sensorbereiche berechnet das Abbe Refraktometer den Brechungsindex der Probe. Die Brechzahl des im Abbe Refraktometer verwendeten Prismas muss größer als die Brechzahl der Probe sein. Das eingesetzte Prisma bestimmt also die obere Messbereichsgrenze des Abbe Refraktometer.

Der Messbereich beträgt bei diesem Abbe Refraktometer 1,30000 nD bis 1,70000 nD. Das D steht für die Wellenlänge des bei der Messung verwendeten Lichts mit 589,3 Nanometer Wellenlänge. Der Brechungsindex ist nicht nur von der Lichtart sondern auch von der Temperatur abhängig. Mit steigender Temperatur sinkt der Brechungsindex. Um hochgenaue Ergebnisse zu ermöglichen, haben viele Abbe Refraktometer Schlauchanschlüsse zur Temperierung.

Ermittlung des Brixwertes mit dem Abbe Refraktometer
Zwischen Brechungsindex und Brixwert besteht ein direkter Zusammenhang. Anstelle des Brechungsindex kann deshalb mit diesem digitalen Abbe Refraktometer auch der Brixwert sehr genau ermittelt werden. Der Brixwert ist die weltweit am häufigsten genutzte Einheit zur Messung der Zuckerkonzentration und wird sehr häufig mit einem Abbe Refraktometer bestimmt. Er ist definiert über den Saccharosegehalt in Wasser.
Bei 1 °Brix = 1 %Brix enthält 100 g Lösung 1 g Saccharose in 99 g Wasser
Bei 12 °Brix = 12 %Brix enthält 100 g Lösung 12 g Saccharose in 88 g Wasser
Oft wird der Brixwert – auch für nicht zuckerhaltige Proben - als Prüfwert verwendet, weil er einfacher zu vergleichen ist als der Brechungsindex. So sind zum Beispiel bei 20°C Messtemperatur
2 %Brix = 1,33586 nD, 12 %Brix =1,35093 nD, 30 %Brix = 1,38115 nD und 60 %Brix = 1,44193 nD.

Kalibrierung und Justage des Abbe Refraktometer
Bei jedem Start des Abbe Refraktometer wird automatisch eine Kalibrierung durchgeführt. Durch die Kalibrierung wird eine fehlerfreie Messung garantiert, die Kalibrierung erfolgt komplett automatisch und wird vom Messgerät selbständig durchgeführt. Alternativ kann die Kalibrierung ebenso während der Benutzung jederzeit durchgeführt werden. Für die ISO oder DAKKS-Kalibrierung können Sie das Abbe Refraktometer in ein akkreditiertes Prüflabor einschicken. Dort wird mittels zertifizierter Standards kalibriert und ein Kalibrierzertifikat für das Abbe Refraktometer ausgestellt. Mit dem Zertifikat sind Sie in der Lage die Messgenauigkeit und die Prüfintervalle nachzuweisen.
Mit Standardlösungen für verschiedene Brechungsindizes kann der Nutzer die Messgenauigkeit des Abbe Refraktometer regelmäßig selbst kontrollieren. Weichen die Ergebnisse trotz kontrollierter Temperaturbedingungen zu weit ab, kann das Abbe Refraktometer justiert werden. Dazu ruft man im Menü des Abbe Refraktometer die Kalibrierfunktion auf und gibt den Brechungsindex der verwendeten Standardlösung ein. Das Abbe Refraktometer wird dann auf diese Standardlösung justiert.

Messdatenspeicherung beim Abbe Refraktometer
Die vom Abbe Refraktometer ermittelten Messdaten können über die RS232-Schnittstelle an einen PC übertragen oder auf den 100 Speicherplätzen direkt im Abbe Refraktometer gespeichert werden. Für eine spätere Analyse werden diese Messdaten am Touchscreen des Abbe Refraktometer über eine Probennummer und einer Benutzernummer im System so ausgelesen, dass sie nach Benutzer-ID, Proben-ID oder Datum erneut abgerufen oder zum anderen Datenträger übertragen werden. Ein Auslesen der Messwertdaten über eine PC-Software ist ebenfalls möglich, um die weiterführende Dokumentation zu erleichtern. Auch am Abbe Refraktometer lassen sich die gespeicherten Messwerte nach Datum oder nach Nutzer- oder Probennummer filtern. Zur Vermeidung von Messwertverfälschungen durch Umgebungs-Lichtquellen, wie Tageslicht, Glühlampen oder Leuchtstofflampen zu vermeiden, muss die Probenklappe am Abbe Refraktometer an der Oberseite geschlossen werden. Da der Brechungsindex temperaturabhängig ist und dies für eine präzise Messung ständig berücksichtigt werden sollte, sind gleichbleibende Umgebungstemperaturen bei Vergleichsmessungen wichtig, idealerweise im Bereich um 20 °C.

Die Lichtbrechung hängt stark von der Wellenlänge des Lichts und je nach Flüssigkeit auch von der Temperatur ab. Idealerweise werden Messungen mit dem Abbe Refraktometer daher bei gleichbleibenden Temperaturbedingungen um +20°C durchgeführt werden. Will man etwa Messungen bei Siedetemperatur des zu untersuchenden Stoffes durchführen, so ist die Regeltemperatur hinfällig. Die verwendete Einheit um den Brechungsindex darzustellen ist das nD. Das tiefgestellte "D" stellt dabei die Bezugswellenlänge der Lichtquelle dar, welche sich auf die Natrium-D-Linie bei 589nm bezieht. Aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit des Brechungsindex muss die Messung mit monochromatischem Licht erfolgen. Zum Teil wird zur besseren Nachvollziehbarkeit der Umgebungsbedingungen während der Messung auch noch als hochgestellter Index die Temperatur, bei welcher die Messung durchgeführt wurde angegeben.

PC-Software zum Abbe Refraktometer
Die Daten aus dem Speicher des Abbe Refraktometer können mit der zugehörigen PC-Software ausgelesen werden. Die über die RS232-Schnittstelle des Abbe Refraktometer übertragenen Messwerte werden als Tabelle angezeigt. Diese Daten können komplett oder teilweise als CSV-Datei exportiert werden. Die Tabelle enthält:

Nr. / Datum / Uhrzeit / Nutzer-ID / Proben-ID / Messwert / Einheit nD oder %Brix /Messtemperatur

Über die Software kann auch der Datenspeicher im Abbe Refraktometer gelöscht werden, so dass wieder 100 Speicherplätze frei sind und keine Daten doppelt ausgelesen werden.

Zubehör zum Abbe Refraktometer für spezielle Flüssigkeiten
Um Messfehler durch Fremdlicht zu vermeiden, muss der Deckel der Probenkammer des Abbe Refraktometer geschlossen werden. Für spezielle Flüssigkeiten gibt es zu diesem Abbe Refraktometer besondere Deckel. Der Deckel für hochviskose Flüssigkeiten drückt durch das installierte Zusatzelement die Probe an die Prismaoberfläche des Abbe Refraktometer. Beim Deckel für flüchtige Proben ist das Zusatzelement mit einem Dichtring ausgestattet. Dieser Dichtring verhindert das Verdunsten von Flüssigkeit während Temperaturausgleich und Messung im Abbe Refraktometer. Das Verdunsten würde zu einer Konzentrationsänderung in der zu messenden Probe und damit zu falschen Ergebnissen führen.

Abbe Refraktometer sind weit verbreitet, weil sie die schnelle und einfache Messung des Brechungsindex ermöglichen. Häufig wird der Brechungsindex für die Prüfung der Reinheit einer Substanz genutzt. Für viele Gemische aus zwei Soffen gilt ein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Brechungsindex und der Zusammensetzung Das Abbe Refraktometer ermöglicht also über die Brechzahl die einfache Bestimmung des Gehalts einer bestimmten Substanz in einem Lösungsmittel. Bei Stoffgemischen die bestimmten Schwankungen unterliegen, zum Beispiel Honig mit unterschiedlichem Wassergehalt, kann oft eine Spanne für die gewünschte Brechzahl angegeben werden. Die Einhaltung dieser Werte lässt sich mit dem Abbe Refraktometer prüfen.

Abbe Refraktometer in Chemie-, Automobil-, Metallindustrie und Gebäudewirtschaft
ermöglichen Konzentrationsbestimmung für Lösungsmittel, Beizen, Industrieöle, Lacke, Kleber, Tenside, Kühlmittel und die Überprüfung des Ablaufs chemischer Prozesse während der Produktion.

Abbe Refraktometer in Zucker-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie
dienen zur Bestimmung der Zuckerkonzentration in Zwischen- und Endprodukten, zur Ermittlung von Alkoholgehalt in Bier, Wein, Spirituosen, Qualitätskontrolle und zur Abwasserkontrolle.

Abbe Refraktometer in Medizin und Pharmazie
erlauben die schnelle Analyse von Körperflüssigkeiten, Reinheitskontrolle von Rohstoffen, Zwischen- und Endprodukten z.B. für Infusionslösungen, Dialysepräparate.

Dabei werden dann Konzentrationsbestimmungen von Roh-, Hilfs- und Betriebsmitteln sowie Halb- und Fertigerzeugnissen durchgeführt. Die Überprüfung von Feststoffgehalten ist in vielen Industrien in der Entwicklung, Forschung und Produktion ausgesprochen wichtig und wird häufig mittels einem Abbe Refraktometer vorgenommen. In der Getränkeindustrie ist die Kontrolle des Zuckergehalts und der Zuckerkonzentration eine sehr wichtige Maßnahme und gehört somit zur Routineanalytik.

Viele Anwendungen zielen darauf die Konzentration in einem Trägermedium zu bestimmen. Ein traditionelles Beispiel ist die Bestimmung des Zuckergehaltes in meist wässrigen Lösungen. Beispielsweise kann durch die Bestimmung der Zuckerkonzentration einer Weintraube ihr Reifegrad bestimmt werden, was sie interessant für Winzer macht. Auch kann vom Abbe Refraktometer die Stammwürze beim Brauen von Bier gemessen werden, der Wassergehalt in Honig. Aber auch in der Industrie kann ein Abbe Refraktometer ein echtes Hilfsmittel sein so kann zum Beispiel die Öl-Wasser-Konzentration in Kühlemulsionsgemischen bei Metallbearbeitungsmaschinen oder die Säurekonzentration in Batterien bestimmt werden. Auch in der Medizin ist ein Abbe Refraktometer anzutreffen so kann beispielsweise der Proteingehalt in Urin gemessen. Es gibt viele weitere Anwendungsbereiche in denen ein Refraktometer sinnvoll ist und die Arbeit stark vereinfacht. Um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten haben sich mittlerweile eigene Skalen etabliert (Grad Oechsle, Grad Brix, Grad Plato). Refraktometer sind meistens mit der Doppelskala % mas Saccharose (Brix)/°Oe oder Dreifachskala % mas Saccharose (Brix)/°Oe/KMW-Babo ausgestattet. International ist die Skala % mas Saccharose (Brix) gültig. Die Oechsle-Skala 0-140°Oe ist gültig für Fruchtsäfte, ausländische Traubenmoste und Brennmaischen. Für deutsche Traubenmoste gilt nur die Oechsle-Skala 30-140°Oe. Refraktometer mit dieser Skala sind mit einem „D“ gekennzeichnet.

Um die im Prüfmittelhandbuch Ihres Unternehmens festgelegten Prüfkriterien bzw. Prüfintervalle zu erfüllen und einhalten zu können, besteht die Möglichkeit, das Abbe Refraktometer jederzeit in das Prüf- und Kalibrierlabor von PCE Instruments einzuschicken. Mittels zertifizierter Standards wird das Abbe Refraktometer dann kalibriert, gleichzeitig wird ein ISO Kalibrierzertifikat ausgestellt, sodass Sie immer in der Lage sind bei einer Auditierung, die einwandfreie in den technischen Daten des Gerätes spezifizierten Angaben einzuhalten und die Messgenauigkeit nachzuweisen. Außerdem sind optional auch Standards für verschiedene Brechungsindizes erhältlich, mit denen die Messgenauigkeit des Refraktometers regelmäßig direkt im Betrieb kontrolliert werden kann.

Das Abbe Refraktometer PCE-DRB 10 stellt sich als modernes, hochgenaues, datenfähiges und preisgünstiges Messgerät zur multifunktionalen Analyse unterschiedlichster Parameter wie Brechungsindex oder Brixwert dar und ist somit unverzichtbar für alle betrieblichen und öffentlichen Laboratorien die im Bereich der Analytik tätig sind.

Wie funktioniert ein Abbe Refraktometer?
Ein Abbe Refraktometer dient als Messgerät, mit dem Sie den Brechungsindex bestimmen können. Dies funktioniert sowohl bei flüssigen oder festen Stoffen, solange diese transparent sind, mithilfe der Refraktometrie. Nachdem die Probe auf das Abbe Refraktometer aufgetragen wurde erzeugt eine spezielle Optik im Refraktometer gegenüberliegende Hell-Dunkel-Felder, die Grenzlinie zwischen den beiden Feldern ist das Messergebnis der Probe.

Im Groben kann man zwischen drei Messverfahren von einem Abbe Refraktometer unterscheiden:

- Durchlicht
- Streifender Einfall
- Totalreflexion

Hierfür wird die Refraktion, also die Brechung oder die Totalreflexion des Lichtes und deren physikalischen Eigenschaften ausgenutzt. Der gemeinsame Nenner der drei vorgestellten Messprinzipien ist das Messprisma mit bekanntem Brechungsindex. Licht hat die Eigenschaft, dass es sich beim Übergang zwischen Messprisma und Probemedium nicht gleich schnell bewegt, sondern sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ausbreitet. Der unbekannte Brechungsindex des zu messenden Mediums wird über die Lichtablenkung gemessen.

- Beim Durchlicht-Prinzip wird ein paralleles Strahlenbündel an der Grenzfläche beider Medien gebrochen.

- Beim streifenden Einfall und bei der Totalreflexion wird der kritische Winkel eines Strahlenbündels mit verschiedenen Einfallswinkeln auf die Grenzfläche gemessen.

Das Messergebnis ist am genauesten bei 20 °C, deswegen sollte immer die Temperatur bestimmt werden und die Verfälschungen mithilfe einer Korrektionstabelle zu bestimmen. Bei diesem Abbe Refraktometer findet aber eine automatische Temperatur-Korrektion statt, welches den Messkomfort natürlich sehr stark erhöht.

Abbesche Zahl (Abbe Zahl)
Die Einstufung von Gläsern (z.B. Brillengläsern oder technischen Kunststoffen) erfolgt z.B. mittels der Abbe Zahl. Die Zahl wurde nach ihrem Erfinder Ernst Karl Abbe (Jena) benannt und sie ist eine individuelle dimensionslose Glaskonstante. Vereinfacht beschrieben stellt die Abbe Zahl das Ratio zwischen Lichtstreuung verschiedener Wellenlänge und dem korrespondierenden Brechungsindex dar (wie ändert sich der Brechungsindex in bezug auf die Wellenlänge). Auch charakterisiert die Zahl die Feinstverteilung (Dispersion) von Gläsern. Je größer die Feinstverteilung, umso kleiner ist die Abbe Zahl. Eine eindeutige Relation zwischen Glasqualität und Abbe Zahl besteht: Hohe Zahl = hohe Qualität. Auch die Dispersion von Kunststoffen wird mit einem Abbe Refraktometer bestimmt.