Для определения концентрации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и оценки степени загрязнения эмульсий посторонними смазочными материалами широко применяется ручной рефрактометр — надежный и точный инструмент контроля качества.
Принцип действия рефрактометра
Основное назначение рефрактометра — измерение показателя преломления света в водной эмульсии или растворе смазочно-охлаждающей жидкости.
Центральным оптическим элементом устройства является измерительная призма (главная призма), изготовленная из материалов с высоким показателем преломления. СОЖ, концентрацию которой необходимо определить, наносится на защитное стекло, плотно прилегающее к линзе. Дневной свет, проходя через слой смазочно-охлаждающей жидкости и главную призму, преломляется и попадает на шкалу прибора. Концентрация СОЖ выражается в процентах по расположению границы света и тени на измерительной шкале.
На величину коэффициента преломления луча (рефракции) оказывают влияние оптические характеристики базовой жидкости и растворенных в ней компонентов, включая концентрат смазочно-охлаждающей жидкости. Показатель преломления луча определяется как отношение углов падения и отражения светового луча на границе сред.
Калибровка рефрактометра
Перед началом измерений необходимо выполнить калибровку рефрактометра для обеспечения точности результатов.
Процедура калибровки включает следующие этапы:
- Подняв защитную крышку дневного света, нанести на призму 2–3 капли чистой дистиллированной воды
- Равномерно распределить воду под защитной крышкой по всей поверхности призмы, затем опустить крышку
- Проверить слой воды на наличие сухих пятен или пузырьков воздуха; выждать 15–30 секунд для выравнивания температуры воды и прибора
- Направив рефрактометр в направлении источника света, настроить фокус окуляра для четкого видения шкалы с делениями
- Используя калибровочный винт, установить нулевое деление шкалы на границе верхней синей и нижней белой областей
- Мягкой салфеткой удалить дистиллированную воду с поверхности призмы; рефрактометр готов к работе
Если температура окружающей среды изменилась на 3–4 °C, необходимо повторить процедуру калибровки.
Проведение измерений с помощью рефрактометра
Измерение концентрации смазочно-охлаждающей жидкости выполняется при первом смешивании СОЖ с водой, а затем повторяется каждые несколько дней для контроля качества рабочей жидкости.
Для определения концентрации СОЖ выполните следующие действия:
- Подняв защитную крышку дневного света, нанести на сухую призму 2–3 капли смазочно-охлаждающей жидкости
- Равномерно распределить жидкость под защитной крышкой по всей поверхности призмы
- Убедившись в отсутствии сухих пятен или пузырьков воздуха в слое образца, опустить крышку дневного света
Через 15–30 секунд линия границы между синей и белой областями на шкале рефрактометра укажет значение концентрации смазочно-охлаждающей жидкости (в процентах).
Для вычисления концентрации СОЖ различных групп продуктов полученный результат необходимо умножить на соответствующий 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 документации на конкретные продукты смазочно-охлаждающих жидкостей.
Если граница между зонами шкалы размыта, это указывает на загрязнение образца посторонними смазками и маслами. Отсутствие четкой разделительной линии между границами свидетельствует о высоком уровне загрязнения, при котором смазочно-охлаждающая жидкость в системе подлежит замене.
Важно: во время измерений не крутить калибровочный винт!
Уход за рефрактометром
Рефрактометр — это точный оптический прибор, требующий особого внимания при эксплуатации и хранении для сохранения своих характеристик.
Для сохранения целостности поверхности призмы необходимо проводить ее своевременную очистку и избегать длительного контакта этого элемента с кислотами или щелочами. Пренебрежение данными рекомендациями неизбежно приведет к потере точности рефрактометра и искажению результатов измерений.
По завершении измерений мягкой тканью, смоченной водой или спиртосодержащим растворителем, необходимо тщательно промыть призму и защитное стекло рефрактометра, полностью удалив остатки смазочно-охлаждающей жидкости и масел из образцов. После этого следует вытереть призму и стекло насухо.
Запрещается опускать рефрактометр в воду! Запотевание прибора — признак попадания влаги внутрь. Хранить рефрактометр необходимо при комнатной температуре в защитном футляре. Длительное воздействие открытого солнечного света, механических ударов и вибраций на прибор недопустимо. Надлежащий уход за рефрактометром обеспечивает долговременную надежную работу оптического инструмента.