De brekingsindex beschrijft het optische gedrag van een medium
Licht plant zich in een doorzichtig materiaal anders voort dan in vacuüm. De brekingsindex geeft dat verschil weer. Wanneer een lichtstraal schuin overgaat tussen media met een andere brekingsindex, kan ook de richting veranderen. Dit is lichtbreking. Het is een optische eigenschap, geen mechanische buiging van de prismawand of een zichtbare verplaatsing van de vloeistof.
In een refractometer vormt het prisma een bekend deel van het optische systeem. Het onderzochte monster raakt het meetoppervlak. De overgang tussen beide materialen is daardoor de plaats waar de relevante wisselwerking ontstaat. Het is niet nodig dat het hele monster als een lange doorzichtige kolom vóór de detector staat. Bij een reflecterend principe wordt juist gekeken wat aan die grens met verschillende invallende lichtstralen gebeurt.
Boven een bepaalde grenshoek kan het licht volledig terugkaatsen
Bij de passende overgang van een optisch dichter naar een optisch ijler medium hangt het verdere lichtpad van de invalshoek af. Een deel kan door de grens gaan en een deel kan terugkaatsen. Wordt de invalshoek groot genoeg, dan ontstaat totale interne reflectie. De grens tussen deze situaties wordt de kritische hoek of grenshoek genoemd.
Die overgang geeft een meetmogelijkheid. Het prisma heeft bekende optische eigenschappen; de grenshoek hangt ook af van het aangrenzende monster. Een verandering in de brekingsindex van dat monster kan daardoor de plaats van de overgang veranderen. Het gaat niet uitsluitend om hoeveel licht een lamp toevallig produceert. De geometrische verdeling tussen verschillende invalshoeken draagt de informatie die het instrument zoekt.
Een licht-donkergrens maakt de kritische hoek herkenbaar
Een daarvoor ontworpen optisch systeem biedt een bereik aan invalshoeken aan. Sommige stralen worden onder de gekozen omstandigheden anders teruggekaatst dan andere. Op het ontvangende deel ontstaat zo een intensiteitsverloop met een overgang. ATAGO toont bij zijn reflecterende meetprincipe een lichtbron, prisma, monstergrens en lichtontvanger die samen dit patroon vormen.
Bij een digitaal instrument kan een sensorrij de lichtsterkte op meerdere plaatsen registreren. Daarmee krijgt de verwerking niet alleen één ja-of-neesignaal, maar informatie over de ligging van de overgang. Anton Paar beschrijft bijvoorbeeld verwerking van zo'n intensiteitsprofiel. De manier waarop een fabrikant het grenspunt bepaalt hoort bij het instrumentontwerp. Een zichtbaar grenspatroon en het berekende concentratiegetal zijn dus twee achtereenvolgende representaties, niet twee onafhankelijke vloeistofanalyses.
Een passende omrekening koppelt de optische eigenschap aan de ureumoplossing
Nadat het systeem de brekingsindex heeft afgeleid, kan een vastgelegd verband die informatie naar een productschaal vertalen. Voor ureum in water is een andere toepassing nodig dan voor bijvoorbeeld een suikeroplossing. Het optische meetprincipe kan overeenkomen terwijl de schaal en de betekenis van de uitkomst verschillen. Alleen een percentage op het scherm vertelt daarom nog niet welke omrekening is gebruikt.
ATAGO levert een afzonderlijk PAL-Urea-product voor ureum-wateroplossingen en beschrijft daarnaast procesinstrumenten voor die toepassing. Daarmee wordt het verschil tussen een algemeen principe en een passende uitvoering concreet. Er wordt niet gesteld dat elk getoond model exact hetzelfde optische binnenwerk heeft. De documentatie van het eigen instrument bepaalt welke schaal, meetvoorwaarden en compensatie daarbij horen; de productnaam refractometer alleen vervangt die gegevens niet.
Prismacontact, lichtweg en temperatuur horen bij één meetketen
De bedoelde grens bestaat tussen prisma en onderzocht materiaal. Een luchtinsluiting op die plaats vormt een andere lokale overgang. Ook een achtergebleven laag op het oppervlak kan het bedoelde contact veranderen. Dit zijn concrete optische redenen waarom de toestand van prisma en monstercontact tot het meetproces behoort. De vloeistof in een verpakking en het materiaal direct op het meetvlak zijn niet vanzelf dezelfde meetomgeving.
Bovendien hangt de brekingsindex samen met temperatuur en golflengte. Een instrument moet die bijdragen passend beheersen of verwerken. Daarmee wordt niet een tweede stof geteld; de optische grootheid wordt onder omschreven voorwaarden bepaald. De juiste voorbereiding en controle volgen uit de fabrikantinstructies. Deze pagina schrijft geen eigen kalibratie, reinigingsmiddel of bemonsterprocedure voor.
Een refractometer gebruikt licht anders dan een absorptiemeting
Bij absorptiemeting staat verzwakking van geselecteerde straling door het monster centraal. Hier verklaart juist de overgang tussen lichtbreking en terugkaatsing de meetfunctie. Beide methoden kunnen optisch zijn zonder dezelfde grootheid te volgen. Een normaal concentratiegetal is daarnaast geen volledige analyse van elke mogelijke verontreiniging en geen zelfstandige SCR-functietest.
Wilt u een AdBlue-meetuitslag bespreken vanuit Katwijk, dan bereikt u AdBlue Off op 085 401 6486. Onze werkplaats ligt aan Damzigt 16c, 3454 PS Utrecht. De genoemde instrumentfabrikanten verduidelijken de meetketen; hun laboratorium- en procesaanbod wordt niet als ons eigen complete dienstenpakket gepresenteerd.
Handige vervolgstappen voor Katwijk
Vragen over adblue uitschakelen vanuit Katwijk
Wat meet het optische deel vóór de concentratie verschijnt?
Het volgt een lichtpatroon dat samenhangt met de grenshoek aan het prismamonsteroppervlak. Daaruit kan de brekingsindex worden afgeleid. Een voor de toepassing vastgelegd verband geeft daarna betekenis aan een ureumconcentratieschaal.
Waarom worden verschillende invalshoeken gebruikt?
De overgang naar totale interne reflectie hangt van de hoek af. Met een bereik aan hoeken kan de ligging van die overgang worden waargenomen. Zo ontstaat een ruimtelijk patroon in plaats van alleen een algemene indruk van lichtsterkte.
Is een licht-donkergrens hetzelfde als een verontreinigingsgrens?
Nee. Het is een overgang in het optische beeld. De ligging helpt een brekingsindex bepalen. Zij markeert niet rechtstreeks waar een onbekende ongewenste stof begint en levert niet voor elke verontreiniging een afzonderlijke identificatie.
Kan dezelfde optiek verschillende productschalen ondersteunen?
Een gemeenschappelijk meetprincipe kan verschillende toepassingen hebben, maar iedere concentratieschaal vraagt een geschikt productverband. Het apparaat en zijn vastgelegde toepassing moeten bij de onderzochte oplossing passen. Een willekeurige percentageschaal mag niet worden overgenomen.