Конструкция рефрактометра
Простой рефрактометр может быть изготовлен из подручных средств, но никогда не будет достаточно точным для использования для кофе. Кофе – это разбавленный напиток, и наши языки умеют замечать небольшие изменения в его концентрации. Это означает, что любое устройство, которое мы используем для определения концентрации кофе, должно быть невероятно точным, или оно не очень полезно. Точность компонентов и уровень инжиниринга при производстве высококачественного портативного рефрактометра ошеломляют, но это помогает понять общие принципы работы.
Источник света испускает фотоны через линзу по направлению к призме. Затем свет движется очень предсказуемым и повторяемым образом по направлению к границе призмы и образца. Свет практически не перемещается в образец, он просто касается границы стекло-жидкость и отражается назад к детектору (см. рисунок). Вы, возможно, вспомните классический научный урок, когда луч света, проходящий через стеклянную призму, меняет направление. Это аналогичное явление, называемое полным внутренним отражением, где крутой угол падения света позволяет ему отражаться назад.
Если образец имеет более высокий показатель преломления, угол отражения будет более острым, и наоборот. Линейный детектор получает свет где-то вдоль его длины. Определяя, где свет попадает на детектор, можно рассчитать угол отражения и, следовательно, показатель преломления.
Простой рефрактометр, используемый фермерами, производящими фрукты, для регистрации концентрации сахарозы в плодах, называется измерителем Брикса. У спелой кофейной ягоды будет только три капли доступной жидкости, выходящей из нее. Если эта жидкость наносится на линзу оптического рефрактометра, фермер может определить уровень содержания сахара в клейком веществе, принимая это как барометр, когда необходимо их собирать, обычно это от 15 до 25% сахарозы. Фермеры измеряют Brix в клейком веществе, а не в кофейном зерне, поэтому он не даст нам прямой оценки того, насколько сладкой в итоге будет чашка кофе.