折光仪(折射仪)

折光仪选型心得 更多

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  一款网红挂面含盐量检测

          从2022年5月1日起，国家对挂面执行国标GB/T40636-2021，进一步加强食品管理。但各地执行情况参差不齐，任重道远，还需进一步努力工作。下面对一款网红挂面添加食盐（NaCl）量进行检测。        食盐作为制作挂面允许添加的辅料（也可以不添加），可以使产品成型白亮、易于存储，能缩短煮面时间，煮出的面条筋道有弹性。        挂面GB/T40636-2021对添加食盐作为辅料，没有对添加量作出规定，由各生产企业自行决定。市场上，挂面中食盐的添加量高低不等。一个不小心，买到的高盐挂面就可能会成为人的健康严重隐患。        根据网上挂面销售的情况，许多企业在挂面外包装上印刷了挂面原材料组成、含量等基本情况，绝大多数是企业标准。见下面图片。下面这款挂面，企业标准，未添加食盐，钠含量为0毫克：    下面这款挂面，企业标准，未添加食盐，但含有微量钠，25mg/100克：    下面这款挂面，企业标准，添加食盐，钠含量352毫克/100克，钠含量较低：    下面两款空心挂面，企业标准，添加食盐，钠含量分别高达1960mg/100克、2256mg/100克：    下面这款挂面，是为数不多的厂家采用当前国家标准，未添加食盐，钠含量为0mg：        现代医学确认，吃盐过多与高血压发病有一定关系。吃盐量过多，高血压发病率高。高血压病患者一定要注意控制食盐摄入，不是高血压患者也要注意平时不要吃得过咸，避免引起高血压病发生。        《中国居民膳食指南（2022）》建议成人每天盐摄入量不超过5克。长期食盐摄入过量，会增加患高血压、骨质疏松的风险，还会加重心脏、肾脏、心血管等器官的负担。买挂面食用，最好选择无钠或低钠挂面（钠含量0或500mg/100克以下）。        挂面中钠含量标示为××mg/100克（面条）。与食盐含量换算方法：食盐成分是氯化钠（NaCl），其中钠的质量分数为：23 / (23 + 35.5) × 100% = 39.32%，所以标准状况下1克钠约2.54克盐。        以上显示的挂面都是正规食品企业生产，有食品生产许可证，相对售价高一些。网上还有一些作坊（姑且这样称呼），售大包装挂面，价格低廉，吸引到不少老百姓。下面的商家号称疯抢了46.1万+销量，去拍了一包：    到货后，无标签塑料袋包装，“三无”产品，作坊生产无疑。准备对其检测一下，看看钠含量情况。    检测仪器糖盐二合一手持折光仪。仪器糖度检测范围0～32%，盐度检测范围0～28%。见下图：    样品前处理取10挂面，用打粉机打成粉状：        将打好的挂面粉放入烧杯，加市售瓶装纯净水20毫升浸泡20分钟后（当前室温20.8℃），用双层定性滤纸（快速）过滤，得到滤清液（样品液）待用。      检测过程检测样品前，先用纯净水试验，如果手持折光仪读数不为零，用小改刀旋转仪器调节螺丝，使读数为零（校零操作）。       将滤清液（样品液）滴加在仪器折光棱镜表面，合上盖板，样品液应均匀分布在棱镜表面，否则重新操作。然后，将光棱镜表面对准光源，从目镜进行读数。焦距不清楚时，调节视度调节手轮，使图像清晰可见。检测结果为：盐度3%      检测结果整理20毫升滤清液（样品液）的盐度为3%，10克面条样品含盐量约为（10+20）×3%=0.9（g）, 10克面条中有食盐0.9克。即100克面条中有食盐9克，换算为Na含量为9克÷2.54=3.5433克，即3543.3mg/100克。这个含量相当高了，也就是说，吃一碗2两面条，就摄入约10×10×3%=3克食盐（仅以实验条件为例，纯净水溶解的盐分未计算在内。），还未计算佐料的盐分，一天吃饭下来，很容易超过了成人每天盐摄入量不超过5克的健康指导标准。        结语：健康是大事，只有健康的身体，才能保障正常生活、学习、工作，养老。网上购食品最好选择正规食品企业产品，不要选作坊生产的“三无”廉价产品，避免长期摄入影响身体健康的食物，造成不良后果。

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  手持折光仪ATC功能解析

          手持折光仪是纯机械光学结构，没有电子电路。由于结构简单、制造工艺不复杂，市面上同类产品较多。现在生产的手持折光仪几乎都有ATC功能，并且标示在仪器机身上，见下图：        ATC是什么功能？它是自动温度补偿的英文Automatic Temperature Compensation的缩写。对于具有ATC功能的手持折光仪，在20℃环境下校准后，只要使用温度在10℃～30℃之间，都可以直接读数，不影响精度。手持折光仪工作的光学原理见下面图片：        根据手持折光仪光学原理，在仪器刻度盘上显示的样品浓度值是由被测液体样品折射率决定的。不同浓度的液体，对光线的折射率不同。低浓度液体，折射角小；高浓度液体，折射角大。调零螺丝与镜头机构连接，可使镜头上下移动，从而可以改变基线位置，实现调零。而液体样品（水溶液）及仪器的光学玻璃元件（棱镜、镜头）的折射率也会受到环境温度变化的影响发生变化，使得测量的误差变大。为了减小环境温度变化对测量准确性的影响，应进行温度补偿。        谈到温度补偿，会联想到电子电路。手持折光仪是纯机械光学结构仪器，那么它的ATC功能是如何实现的呢？看下面折光仪解剖示意图，ATC元件安装在仪器刻度盘下端：        手持折光仪的ATC元件采用了双金属元件（片）来进行温度补偿。        双金属片也称热双金属片，通常由两组热膨胀系数不同的金属材料复合组成。由于各组元层的热膨胀系数不同，膨胀系数较高的称为主动层，膨胀系数较低的称为被动层。当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲、产生形变。本仪器双金属元件（片）工作原理见下面示意图：        对于手持折光仪，当温度变化使得测量值出现上移偏差时，双金属片也会带动刻度盘向上移动，抵消掉该上移偏差；当温度变化使得测量值出现下移偏差时，双金属片也会带动刻度盘向下移动，抵消掉该下移偏差；从而实现了温度自动补偿。这个设计非常巧妙、简洁。当然，工程师们为了找到合适的双金属材料，付出了艰苦的努力，做了大量实验才获得最佳的ATC元件。下面对网上拆机视频截图，看看仪器ATC元件的面目：拆下折光仪目镜组件后，看见玻璃刻度盘：从镜筒中取出刻度盘组件:刻度盘组件结构见下图，玻璃刻度盘安装在基座上，通过双金属片与镜筒固定端相连接。双金属片采用FPA206-78型双金属材料，属于中温、中敏感型(温曲率在15～30×10－6/℃范围）:结语：手持折光仪的ATC可以在一定范围内，对因环境温度变化引起的样品液体及仪器本身光学元件折射率变化带来的误差进行补偿，使得测量值更准确。该仪器20℃环境下校准后，只要使用温度在10℃～30℃之间，都是ATC工作范围内，无需再调整。但当使用环境温差太大，超出了10℃～30℃范围，每次使用前，应该用标准液进行校正，以确保检测结果的准确性。由于用标准液（大多数检测，可以使用蒸馏水或纯净水）进行校正的操作很简单，建议养成仪器使用前进行校正的良好习惯。

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  手持机械折光仪使用体会

          手持机械折光仪，体积小巧、携带方便、无需电源、操作简单、价格便宜。根据其用途不同，被制成为专一使用的糖度计、水果测糖仪、卤水盐度计、切削液浓度计、蜂蜜波美度计、酒精浓度计等等。它们的工作原理相同，都是利用光线通过液体时发生折射的现象，测量液体样品中所含物质浓度。因此，它们的使用方法及维护保养基本相同。下面通过一台糖盐二合一机械折光仪来谈谈使用及保管的注意事项。一、仪器基本情况市面上，几乎所有的机械折光仪都是下图这样的塑料包装盒：本次实验的是糖盐二合一机械折光仪，包装盒上有贴签，测量范围：糖含量0～32%，盐（NaCl）含量0～28%。不然，还难以区分：打开盒子，主机、吸管、调零小改刀、擦镜布四件套，几乎都是这样的标配：仪器结构图如下，几乎都是这个样子，外观看不出区别：仪器检测光学原理图如下，不同浓度的液体，对光线的折射率不同。低浓度液体，折射角小；高浓度液体，折射角大。调零螺丝与透镜机构连接，可使镜头上下移动，从而可以改变基线位置，实现调零：从目镜端看看，下图是手机拍摄的图片，到此时，才从刻度板上的糖及盐浓度的标示，看出这是糖盐二合一折光仪（检测其它物质的折光仪，有自己特有的刻度板标示，彼此是不相同的，不能混用）：下面，在棱镜上滴加纯净水，调零后的图片：测量几个样品看看。配制16%氯化钠溶液，实测16%盐浓度，见下图：配制10%白砂糖溶液，实测10%糖浓度，见下图：将白砂糖样品溶液用6层清风木浆面巾纸过滤，测量结果为10%，未改变：下图是百事美年达含糖汽水测量情况（注意样品中气泡须散尽），厂家标示含糖量7%，实测7%：将美年达液体经6层清风木浆面巾纸过滤后测量，测量值有轻微的降低，实测6.6 %左右：下图是百事可乐无糖汽水测量情况（注意样品中气泡须散尽），厂家标示含糖量0%，实测0%。虽然样品液体中有颜色及甜味剂，但不影响对蔗糖含量的检测:下图是阳光玫瑰葡萄测量情况（用手捏汁直接滴加，未过滤） ，含糖浓度11.5%：下图是阳光玫瑰葡萄汁经6层清风木浆面巾纸过滤测量情况 ，含糖浓度11 %，略有降低：        经过葡萄汁及美年达液体检测案例，看到对于有色含糖溶液，过滤与不过滤，是有一些差别的。过滤后，糖度比过滤前要稍低一点。其它水果及液体是不是也有这种情况，应经实验确定。这个糖盐二合一机械折光仪准确度还是比较高的。二、使用注意事项除了按照说明书的各项要求，正确使用仪器外，还应特别注意以下几点：1、机械折光仪是光学机械仪器，内部光学镜片等元件的装配精度要求较高，不要轻易拆解。维修应交给有经验的人员。平时轻拿轻放，不要摔跌，以免内部光学元件松动，影响测量准确性。2、机械折光仪的光学棱镜是粘接的，有一定防水能力。应禁止用高温液体或在高温环境中使用，突然变换到低温环境，防止棱镜脱胶。3、机械折光仪禁止用于标示范围以外的液体物质测量，以免有机溶剂或腐蚀性液体对仪器造成损坏。4、机械折光仪的光学棱镜比较娇气，不要让金属、金刚砂等硬物接触甚至摩擦镜面，造成不可逆损坏。5、仪器每次使用前，记得用纯净水校零。使用完毕，小心用清水冲洗干净折光仪棱镜及压板，不要让水进入到仪器转动部位及目镜。若不小心落入水中，应及时请维修人员进行除水烘干处理。三、保管注意事项仪器使用完毕，清洗后，用干燥的镜头软布擦拭光学棱镜及压板，不要用掉屑的纸巾或毛巾擦拭。放置一段时间，待潮气挥发后，放入装有干燥剂的塑料袋中，再放入仪器盒子中。仪器盒放到阴凉、干燥、无腐蚀性气体的房间保管。