图1. 获得正确无误测量结果不可或缺的条件：对棱镜简便和不留痕迹的保洁。

折射分析法是一种业已确立的测量方法，凡涉及折射指数、浓度或纯度的物质，均可以用这种方法进行快速和准确的测定。LaborPraxis杂志撰文整理了折射分析法的市场发展趋势。

两百多年前，人们就在利用折射法对液体、气体或固体等光学介质的折光能力进行测量。光学方法测定的是一个介质的折光数值，或称折光系数。这一几何光学的基本量表示的是电磁波在两种介质界面上出现的折射和反射行为。它是通过光线在真空介质和在所涉及的介质中的相速加以计算的（见背景知识）。

材料特异性促成多种应用

折光系数是一种材料特异性的常数，它的测定被用于各种领域，包括化学、制药、食品技术，或者在常规实验室中用来进行定性和定量分析，例如物质的鉴定或纯度测定，医学中借助折射仪来测定血清或尿液中特定的蛋白浓度，生物学中测定细胞液的浓度或者分析海水的盐度，眼科光学中探查和测量视力缺陷（屈光不正）。而一个最为知名的应用领域就是酒的分析，借助于折射仪来测量未发酵果汁中溶解的糖含量。

这种糖含量在德国、瑞士和卢森堡采用标度表示，在其它一些国家则采用KMW、Babao、波美和白利度作为基本数据。在德国药物丛书（DAB）或者德国药物编码（DAC）中，折射仪也是测试产品纯度不可或缺的手段。还有一些欧盟标准则要求在检测质量和安全时采用折射法，例如，在有关新鲜水果和蔬菜的欧盟市场准入规范中，规定了对猕猴桃的成熟度至少要测量其白利度在9.5以上才合格，对于桃子和油桃来说，要求其果肉至少要具有8以上的白利度。

用于测量的折射仪的类型通常也是有规定的：对于室外快速和例行的测定，例如上述的含糖量或者果汁、果肉纯度的测定，应该选择集成式的商用折射仪。

图2. 如同A.Kruess Optronic Serien DR 6000型所示的触摸屏，允许简便和个性化的操作。

光线全反射临界角的测量

当今大部分自动化的折射仪所测定的是光线全反射的临界角，采用一种带有散射光束的光源，以不同的入射角照射到介于棱镜与样品间的临界面上，直至出现全反射消失的角度为止。这种全反射临界角显然是由两种相互交界的介质的折射指数所决定的。由于在全反射范围中的光线只有其波长的一部分进入到待测介质，从而可以应用这种方法来测定样品的浊度或者透光度。例如Schmidt+ Haensch公司的折射仪可以采用二极管阵列测定全反射的临界角而无需移动的部件。

测量和温度范围的扩展

不同的物质在不同的浓度显示出相同的折射指数这一事实，表明了从严格意义上讲，只有在二元体系中才能准确地测定浓度，可是在实践中多组分混合物也可以应用折射仪进行准确的测定。许多物质存在着测量浓度的标度，可供不同场合下在仪器上应用。Mettler Toledo公司推荐的系统提供了30种不同的方法，具有100种不同产品类型的数据库。在大多数折射仪上，均可针对特定的应用为用户配置专属性的标度。

还有一种由Rudolph Research Analytical公司推荐的数码折射仪J357 MMC，其系统在德国和奥地利由TEC++营销，其扩展的测量范围也具有购置价值。“特别是制药业，对扩展的测量范围很感兴趣，因此折射仪制造商特别致力于将测量范围扩展到底限，目标是将仪器发展到可以测定低于1.3 nD。”TEC++公司总经理 Vogel Schmidt博士这样说。而Seelzer公司的产品专家则看到发展多波长折射仪的另一种趋势。

另外，一个系统适用的温度范围也非常重要，特别是对于一些特殊的应用来说，可能极限温度是必须的，例如待测物质仅仅在高温下才成为液体。仪器发展的一个趋势就是向高温发展以及扩大温度范围。

这里温度本身以及温度控制自然就起到了重要作用，当前主要应用的是珀耳帖半导体元件，根据仪器结构情况采用这种元件对样品的一边或者从所有方面进行控温。许多欧盟标准在折射仪的测量中提倡使用自动温度校正技术。

棱镜的简易保洁

系统操作性方面也在继续发展，例如校正要长时间保持稳定性。另外，仪器对于被测物质的适用性，如是否能够符合美国FDA的21 CFR Part 11有关电子记录和电子签名的规定。另外，仪器测量的自动化方面也是可以期待的。

还有特别值得一提的是，触摸屏的直观操作，以及对棱镜简便而不留痕迹的保洁，对样品进行干净的更换，这些也都是非常重要的。Schmidt称：“为了避免由于样品物料的残留导致测量结果的错误，非常重要的一点就是要应用一种几乎没有接缝的样品模块，这种装置允许简便和不留痕迹的清理”。

背景知识：光速与折射指数

在空气中光线以每秒330000公里的速度移动，光在水中的速度却只有每秒225000公里，亦即要慢25%，在宝石中光线速度仅有每秒170000公里。折射仪利用的就是介于一种介质的这种“属性”和光线的速度之间的关系，用仪器测量光线的不同速度。当然测量结果一般来说不是直接给出的，而是以它与空气中速度的比例关系表示的。这种比例关系就称为折射指数 nD（RI），假设某种材料具有折射指数为1.5的话，就意味着光线在空气中的速度比在该材料中高出50%。通过测量折射指数所得结果的实际用途，就在于这种与温度和光线波长有关的折射指数表达的是一种具材料特性的常数。在指定温度和所用光线波长的情况下，折射仪就可以用来进行浓度测定了。