Le réfractomètre fonctionne selon le principe de la mesure de l'angle critique. Le réfractomètre comprend une source lumineuse, un prisme et un détecteur d'image. Des rayons lumineux caractérisés par des angles variables sont dirigés vers le prisme et l'interface du processus. Une partie des rayons caractérisés par un angle élevé est réfléchie par le détecteur d'image, l'autre étant réfractée par le processus. Les rayons à faible angle sont totalement réfléchis par le détecteur. L'angle critique est l'angle à partir duquel commence la réflexion totale de la lumière. 

La caméra CCD placée à l'intérieur du réfractomètre détecte un champ brillant et un champ sombre qui correspondent à la lumière partiellement et totalement réfléchie. La position de la frontière entre ces champs indique l'angle critique qui est proportionnel à l'indice de réfraction et donc à la concentration de la solution. Le principe de mesure reposant sur les lois de la physique et de la réfraction, il n'y a pas de dérive. .

Un capteur de température intégré mesure la température T à l'interface du liquide de procédé. Le capteur convertit l'indice de réfraction nD et la température T en unités de concentration. Les réfractomètres de procédé Vaisala Polaris affichent les résultats dans différentes unités, comme le degré Brix, la densité du liquide ou la concentration massique. Le programme de diagnostic garantit la fiabilité de la mesure.

En savoir plus sur le Principe de mesure de l'indice de réfraction (PDF) et la loi de la réfraction.