رفراکتومتر یا شکست‌سنج (Refractometer) دستگاهی برای اندازه‌گیری مقدار بریکس (از مقیاس بریکس، به‌جای عبارت گرم یا وزن، برای بیان سطح مواد جامد محلول در محلول‌ها استفاده می‌شود) محلول در آزمایشگاه است. به عبارتی دقیق‌تر، این دستگاه ضریب شکست محلول را برای محاسبه غلظت جامد محلول، اندازه‌گیری می‌کند. ازنظر عملکردی، ضریب شکست مقدار مواد جامد محلول را بر اساس تغییرات جهت پرتوی نوری که از مایعی حاوی مواد جامد محلول یا معلق نامرئی عبور می‌کند، محاسبه می‌کنند. بنابراین می‌توان گفت، هرچه مقدار جامدات در مایع بیشتر باشد، هنگام عبور از درون آن، نور بیشتری خم می‌شود. همچنین لازم به ذکر است که این میزان شکست به دمای محلول مورد آزمایش بستگی دارد. رفراکتومترها انواع مختلفی دارند. سه نوع از این دستگاه عبارت است از؛ شکست‌سنج‌های دستی-چشمی، شکست‌سنج‌های دستی-دیجیتال و شکست‌سنج رومیزی.
معرفی رفراکتومتر دستی، دیجیتال و رومیزی
شکست‌سنج دستی به‌طورمعمول راحت‌ترین دستگاه است. چراکه می‌توان آن‌ها را به‌راحتی جابه‌جا کرد و برای اندازه‌گیری‌های بریکس در محل استفاده کرد. نوع دستی-چشمی رفراکتومتر آزمایشگاهی از نور خورشید یا یک لامپ محصور به‌عنوان منبع نور خود استفاده می‌کند. این رفراکتومتر دارای صفحه‌نمایش آنالوگ است. لازم است بدانید، رفراکتومتر چشمی و دیجیتالی برای دقیق شدن میزان بریکس محلول باید در دمای مناسب مقیاس شوند. رفراکتومترهای اتوماتیک یا دیجیتال مانند شکست‌سنج‌های رومیزی، هزینه بیشتری دارند و قابل‌حمل نیستند. البته قابل‌ذکر است که این نوع از شکست‌سنج‌ها، داده‌های مربوطه را به‌سرعت برمی‌گردانند. همچنین به آموزش کمی نیاز دارند و می‌توانند خطای اپراتور را هنگام خواندن کاهش دهند.
شکست‌سنج‌های دیجیتالی قابلیت شارژ دارند و دارای باتری‌اند. این نوع رفراکتومتر معمولاً دارای ATC (جبران حرارت خودکار) برای رسیدن به میزان بریکس دقیق است. در رفراکتومترهای بدون ATC باید دمای نمونه موردنظر و دمای محیط تنظیم شوند. بنابراین این مسئله موجب می‌شود که برای به دست آوردن بریکس به آزمایشگاه خود بازگردید و در محل موردنظر نتوانید آزمایش خود را انجام دهید. شکست‌سنج‌های رومیزی در آزمایشگاه‌ها به‌صورت QA و QC استفاده می‌شوند.
خصوصیات و ساختار دستگاه شکست‌سنج
دستگاه رفراکتومتر شامل دو قسمت نوری و خوانش است. هرکدام از این قسمت‌ها، متشکل از اجزایی هستند که عبارت‌اند از؛ منشورها (متقارن و بازتاب‌دهنده، چهارگوش)، منشور انتشاردهنده (طیف ساز)، عدسی‌ها (چشمی، شیئی و عدسی خوانش)، کندانسور، آینه بازتاب‌دهنده نور، آینه نوسانی، کراتیکول و صفحه مدرج. با توجه به این اجزا در ساختار رفراکتومتر، لازم به ذکر است که بدانید قسمت خوانش از اجزای شکست‌سنج چشمی و دستی محسوب می‌شود. همچنین در رفرکتومترهای اتوماتیک این قسمت در صفحه دیجیتال قرار می‌گیرد.
روش استفاده از رفراکتومتر
روش استفاده از این دستگاه به‌گونه‌ای است که با عبور نور از یک مایع، میزان زاویه شکست نور (میزان تغییر مسیر نور هنگام عبور از مایع) را محاسبه می‌کند. پس از مرتبط سازی با شاخص‌های انکساری (ND)، ضریب شکست مواد و غلظت محلول‌ها را اندازه‌گیری می‌کند. به‌صورت دقیق‌تر، برای استفاده از این دستگاه لازم است که ۱ الی ۲ قطره از یک مایعی که ماده حل‌شده در آن موجود است را برای اندازه‌گیری در ابتدا بر روی صفحه شیشه‌ای دستگاه بریزید. بعدازآن درپوش رفراکتومتر را ببندید و آن را در مقابل نور (مصنوعی یا طبیعی) قرار دهید. خواندن نتایج نشان داده‌شده توسط دستگاه شکست‌سنج به این صورت است که با نمایان شدن عدد بر روی دستگاه می‌توانید با کمک جدول‌های مخصوص بریکس و یا جدول‌های حرارتی، عدد به‌دست‌آمده را تفسیر کنید.
نگهداری دستگاه شکست‌سنج
در صورت استفاده از این دستگاه لازم است برای نگهداری هرچه بهتر و مداوم از آن به برخی از نکات توجه کنید. به‌عنوان‌مثال؛ برای نگهداری درست و مناسب از این دستگاه لازم است برای از کپک زدن عدسی‌ها جلوگیری کنید. به‌عبارتی‌دیگر توصیه می‌شود از دستگاه شکست‌سنج در محیط خشک و دارای تهویه استفاده شود. همچنین در صورت استفاده از مواد و محلول‌های خوردنده برای جلوگیری از صدمه به بخش‌های مکانیکی و اپتیکی، لازم است تا بلافاصله دستگاه را پاک و تمیز کنید. برای تمیز کردن بخش‌های نوری یا اپتیکالی دستگاه از پارچه‌های کتان و محلول اتر و یا گزیلول، استفاده نمایید (لازم به ذکر است که هرگز این بخش را با دست لمس نکنید). برای جلوگیری از به هم ریختن تنظیمات دستگاه، از تکان دادن رفراکتومتر خودداری نمایید. چراکه دستگاه رفراکتومتر از تعداد زیادی آینه و منشور تشکیل‌شده است.
نتیجه‌گیری
به‌عنوان سخن پایانی باید گفت، از این وسیله در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی، تحقیقات بیولوژیک و همچنین در صنایعی مثل آب و فاضلاب، جواهرشناسی، نفت و گاز، صنایع ساخت لوازم‌آرایشی و بهداشتی، حوضچه‌های پرورش ماهی و صنایع غذایی و داروسازی استفاده می‌شود. در انتها لازم به ذکر است، شکست‌سنج علاوه بر اندازه‌گیری زاویه شکست، به اندازه‌گیری میزان غلظت، شوری و pH (مانند دستگاه PH متر) در مایعات نیز کمک می‌کند.
