Для определения концентрации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и для определения степени загрязнения эмульсий посторонними смазочными материалами широко применяется ручной рефрактометр.
Принцип действия рефрактометра
Функциональное предназначение рефрактометра – измерение показателя преломления света в водной эмульсии или растворе.
Основным оптическим элементом этого прибора является измерительная призма (главная призма). Материалы, из которых она изготовлена, имеют высокий показатель преломления. СОЖ, концентрацию которого необходимо измерить, наносится на защитное стекло, плотно прилегающее к линзе. Дневной свет, проходя через слой СОЖ и главную призму, преломляется и попадает на шкалу рефрактометра. Концентрация смазочно-охлаждающей жидкости выражается в процентах по расположению границы света и тени на шкале.
На величину коэффициента преломления луча (рефракции) оказывают влияние оптические характеристики базовой жидкости и растворенных в ней компонентов, в том числе концентрата СОЖ. Показатель преломления луча определяется как отношение углов падения и отражения светового луча на границе сред.
Калибровка рефрактометра
Перед тем как проводить измерения необходимо произвести калибровку рефрактометра. Этот процесс состоит из следующих шагов:
- Подняв защитную крышку дневного света, на призму необходимо нанести 2-3 капли чистой воды для разбавления СОЖ.
- Распределить воду под защитной крышкой дневного света по всей поверхности призмы, после чего опустить крышку.>
- Проверить слой воды на наличие сухих пятен или пузырьков воздуха. В течение 15…30 с. температуры воды и рефрактометра выравниваются.
- Направив прибор в направлении света, настроить фокус окуляра так, чтобы отчетливо была видна шкала с делениями.
- С помощью калибровочного винта установить нулевое деление шкалы на границе верхней синей и нижней белой областей.
- При помощи салфетки удалить дистиллированную воду с поверхности призмы. Рефрактометр готов к работе.
Если температура окружающей среды изменилась на 3-4 °С, необходимо произвести повторную калибровку.
Проведение измерений с помощью рефрактометра
Измерение концентрации смазочно-охлаждающей жидкости осуществляется при первом ее смешивании с водой, а затем измерительный процесс повторяется каждые несколько дней. Для определения концентрации СОЖ необходимо произвести следующие действия:
- Подняв защитную крышку дневного света, нанести на сухую призму 2-3 капли СОЖ.
- Распределить жидкость под защитной крышкой дневного света по всей поверхности призмы.
- Убедившись, что в слое образца отсутствуют сухие пятна или пузырьки воздуха, опустить крышку дневного света.
Через 15…30 с. линия границы между синей и белой областями на шкале рефрактометра укажет значение концентрации смазочно-охлаждающей жидкости (в %).
Чтобы вычислить концентрацию СОЖ для различных групп продуктов, необходимо получившийся результат умножить на поправочный коэффициент:
- для СОЖ с высоким содержанием минерального масла – 1,0;
- для СОЖ со средним содержанием минерального масла – 1,1;
- для СОЖ с низким содержанием минерального масла – 1,4;
- для синтетических СОЖ без содержания минерального масла – 2,0.
Более точные значения коэффициента рефракции указаны в технической информации на конкретные продукты.
Если граница между зонами шкалы размыта, это свидетельствует о том, что образец загрязнен посторонними смазками и маслами. Если разделительная линия между границами отсутствует, то уровень загрязнения высок и СОЖ в системе подлежит замене.
В ходе измерений калибровочный винт не крутить!
Уход за рефрактометром
Рефрактометр – точный оптический прибор. Именно поэтому он требует особого внимания при эксплуатации и хранении.
Для сохранения целостности поверхности призмы следует проводить ее своевременную очистку и не допускать длительного контакта этого элемента с кислотами или щелочами. Несоблюдение данных рекомендаций неизбежно приведет к потере точности прибора и, как следствие, искажению результатов измерений.
По окончании измерений с помощью мягкой ткани, смоченной водой или другим (например, спиртосодержащим) растворителем, необходимо тщательно промыть призму и защитное стекло рефрактометра, полностью удалив остатки СОЖ и масел, находящихся в образцах. После этого нужно вытереть призму и стекло насухо.
Опускать рефрактометр в воду нельзя! Запотевание прибора – признак того, что внутрь него попала вода. Хранить рефрактометр следует при комнатной температуре в футляре. Длительное воздействие на прибор открытого солнечного света, ударов и вибраций недопустимо. Надлежащий уход за рефрактометром способен обеспечить долговременную надежную работу прибора.