Прибор для измерения концентрации СОЖ: инструмент эффективного мониторинга

Прибор для измерения концентрации СОЖ играет ключевую роль в обеспечении стабильности процесса металлообработки. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей при обработке деталей необходимо для поддержания требуемой точности и продления срока службы инструментов и оборудования в целом.

Характеристики и свойства СОЖ могут изменяться под воздействием различных факторов в процессе эксплуатации. Поэтому необходимо регулярно контролировать их качество и концентрацию в соответствии с рекомендациями производителя.

Регулярный мониторинг помогает продлить срок службы раствора, поскольку позволяет восстанавливать концентрацию и вводить недостающие компоненты, избегая полной замены.

Рекомендуется проводить анализ содержания и загрязнения не реже, чем раз в несколько дней. Для этой цели широко применяются рефрактометры – специальные приборы, предназначенные для измерения концентрации смазочно-охлаждающих жидкостей.

Виды рефрактометров

Рефрактометр представляет собой прибор, используемый для мониторинга характеристик смазочно-охлаждающих жидкостей на основе явления преломления света. Название этого устройства происходит от латинского слова "refractus" (преломление), которое описывает изменение направления светового луча при его переходе из одной среды в другую.

С помощью рефрактометра можно постоянно отслеживать уровень загрязнения и концентрацию рабочей жидкости в реальном времени. На основе данных, полученных прибором, принимаются решения о необходимости добавления концентрата или полной замены СОЖ.

Рефрактометры бывают различных типов: промышленные, лабораторные и портативные. Промышленные представляют собой крупные и точные устройства, которые обычно устанавливаются на производственных предприятиях и интегрируются в производственные линии. Результаты измерений часто выводятся на компьютер для последующего анализа.

Лабораторные приборы предназначены для использования в химических лабораториях и обычно устанавливаются на стационарном месте работы. Они оснащены дисплеем для отображения полученных данных.

Портативные (ручные) рефрактометры являются компактными устройствами, которые легко переносить и использовать. Они учитывают температуру окружающей среды и могут обладать дополнительными функциями. Портативные аппараты могут быть аналоговыми или цифровыми. Аналоговые  работают без батареек и используют естественное или искусственное освещение. Цифровые измерители работают от батареек и имеют встроенный экран для отображения данных.

Источник изображения: Kirill_ak_ white / www.shutterstock.com/ru

Конструкция портативного рефрактометра

Основные элементы портативного рефрактометра представлены следующим образом:

• Оптическая трубка. Корпус, в котором размещаются все ключевые компоненты рефрактометра

• Призма. Основной элемент прибора, изготовленный из материала с высоким коэффициентом преломления

• Прозрачная защитная крышка. Закрывает призму и удерживает исследуемую жидкость внутри

• Система линз. Через нее проходит световой луч и падает на градуированную шкалу для измерений

• Биметаллическая компенсационная пластина. Встроена в корпус и корректирует показания рефрактометра в зависимости от температуры окружающей среды

• Шкала. Для определения концентрации и загрязнения смазочно-охлаждающих жидкостей используется шкала Brix. Растворы имеют разные коэффициенты преломления, поэтому показания рефрактометра умножают на соответствующий коэффициент преломления для конкретной жидкости

• Монокуляр. Встроен в оптический корпус и позволяет пользователю считывать данные с шкалы рефрактометра

• Калибровочный винт. Используется для точной настройки и калибровки рефрактометра перед использованием

Ручной рефрактометр (Brix 0-20%) разработан для точного определения концентрации смазочно-охлаждающих жидкостей.

Компактные размеры устройства позволяют его легко использовать в ограниченных пространствах, и для процедуры измерения требуется всего лишь 2-3 капли раствора. Простая процедура калибровки призмы и окуляра обеспечивает точные и результаты измерений.

Благодаря автоматической компенсации температуры в пределах 10...30 °C нет необходимости в использовании схем коррекции или перекалибровке. Скрытый калибровочный винт предотвращает случайные изменения настроек рефрактометра во время использования. Двойное соединение на пластине дневного света обеспечивает точную установку пластины.

Прибор для измерения концентрации СОЖ: настройка устройства

Перед использованием рефрактометра необходимо провести калибровку при температуре окружающей среды +20 °C. Обычно для этого используется дистиллированная или деионизированная вода.

Процесс калибровки включает следующие шаги:

• Откройте защитное стекло и протрите призму микрофиброй

• Нанесите на главную призму 2-3 капли дистиллированной воды

• Накройте призму прозрачной крышкой так, чтобы вода равномерно покрыла поверхность без пустот

• Дайте воде 30 секунд для выравнивания температуры с призмой

• Наведите рефрактометр на источник света и взгляните в монокуляр

• Поворачивайте кольцо монокуляра до получения четкого изображения

• В монокуляре появится шкала, где часть будет голубой, а часть белой

• С помощью калибровочного винта установите границу между голубой и белой зонами на отметке 0.0

• Еще раз протрите призму и закройте защитное стекло

После этого рефрактометр будет готов к использованию. Для калибровки по образцу используйте эмульсию с нужной концентрацией, установив границу между синей и белой зонами на соответствующей отметке процента концентрации. Если в рефрактометре есть встроенный температурный корректор, перекалибровка не требуется при изменении температуры в диапазоне от 10 до 30 °C.

Процесс измерения концентрации

Порядок действий аналогичен процедуре калибровки. Выполняются шаги с 1 по 6, однако калибровочный винт больше не требуется. Полученное значение при измерении необходимо умножить на коэффициент преломления, специфичный для используемой СОЖ.

Точные значения этих коэффициентов указаны в руководстве пользователя для каждого типа раствора. Кроме того, прибор для измерения концентрации СОЖ может применяться для определения уровня загрязнения жидкости окислами, посторонними маслами и другими включениями. 

Если при измерении не удается установить четкую границу между синей и белой зонами на шкале, это может свидетельствовать о высокой степени загрязнения образца, что требует полной замены смазочно-охлаждающей жидкости в системе.

Преимущества использования портативного устройства для измерения концентрации смазочно-охлаждающих жидкостей включают в себя следующее:

• Простота использования. Для выполнения измерений требуется всего лишь 2-3 капли эмульсии

• Компактность. Портативный дизайн позволяет осуществлять измерения как в помещении, так и в полевых условиях

• Легкая калибровка. Быстрая настройка прибора благодаря простой калибровке призмы и монокуляра

• Защищенный регулировочный винт. Предотвращает случайное изменение настроек прибора

• Простая шкала. Обеспечивает удобство чтения результатов

Источник изображения: Pixel B /www.shutterstock.com/ru

Рекомендации по хранению рефрактометра

Важно придерживаться правил ухода и хранения для поддержания точности измерений.

Рекомендации включают:

• Регулярно очищать призму и защитную крышку от остатков жидкости после каждого использования

• Избегать попадания абразивных материалов на призму

• Не погружать рефрактометр в воду, чтобы не допустить повреждения внутренних компонентов

• Хранить рефрактометр в специальном футляре, в комплекте с отверткой для калибровочного винта

• Защищать устройство от прямых солнечных лучей, ударов и вибрации

Строгое соблюдение данных правил обеспечит высокую точность измерений и продлит срок службы прибора.