Ареометр: принцип работы и известные разновидности

Определение плотности жидкости и удельного веса разведенных веществ возможно при помощи ареометра. Его принцип работы основан на законе Архимеда. Данное свойство позволило найти широкое распространение прибора в различных сферах жизнедеятельности человека. Так, например, автолюбители при помощи ареометра могут проверять плотность электролита и тосола. В быту данный прибор может измерять крепость алкогольных напитков, жирность молока, соленость раствора, концентрацию сахара. Различаются данные приборы лишь весом грузика и шкалой.

Принцип работы

Принцип работы ареометра основан на гидростатическом законе. В соответствии с ним выталкивающая сила, действующая на погруженное тело, равна весу вытесненной жидкости. То есть объем тела, находящегося в жидкости, одинаков объему, который оно способно вытеснить. Так как различные виды веществ имеют отличающуюся плотность, то погружаемый в них прибор опустится на определенную глубину, которая соответствует определенной плотности.

Измерение плотности ареометром заключается в погружении его в измеряемое вещество, и ожидания конца процесса уравновешивания. После появления равновесия прибор свободно плавает, и считать данные с шкалы не составит проблемы. О том, как пользоваться ареометром, становится понятно с рисунка ниже.

Процесс измерения плотности жидкости при помощи ареометра

Оценка количества проводника

После завершения зарядки аккумулятор необходимо выдержать в покое не менее 6 часов. Условие является обязательным, так как после воздействия током плотность электролита остается повышенной, после «отдыха» раствор серной кислоты выдает более достоверные показатели.

Перед тем, как проверить электролит в аккумуляторе, необходимо взять пробу из банки аккумулятора в количестве, чтобы ареометр свободно плавал в жидкости.

В норме плотность электролита составляет от 1,24 кг/дм 3 до 1,29 кг/дм 3 . Если полученный результат измерений ниже нормы, то поправить ситуацию может доливка свежего раствора. Методику выяснения, как правильно проверить плотность электролита в аккумуляторе, с последующими действиями необходимо повторить с каждой банкой АКБ с периодичностью 1 раз через каждые 3 месяца. По визуальной оценке жидкость должна быть прозрачной, обладать высокой степенью чистоты.

Неочищенная серная кислота может вызвать ускоренную самостоятельную зарядку аккумулятора. Обеспечить нормальный уровень электролита также поможет дистиллированная вода, повышенные показатели раствора снижает сроки службы аккумулятора.

На шкале ареометра полоски зеленого цвета показывают уровень допустимой плотности раствора. При цифровых значениях, отмеченных между верхним и нижним пределом жидкости, показатель считается нормальным, добавлять электролит не требуется.

Считывая показатели ареометра, необходимо помнить, что мерить концентрацию кислоты необходимо с поправкой на климатическую зону, так как существуют индивидуальные значения плотности.

Если плотность электролита падает до критического уровня, то никакие мероприятия, кроме как проверить плотность аккумулятора в домашних условиях с добавлением аккумуляторной кислоты, не помогут исправить ситуацию. Проверять электролит в аккумуляторе можно ранее описанным способом после добавления каждой порции кислоты. В случае, когда не удается получить нужный результат, то жидкость лучше всего просто заменить полностью.

Методика замены осуществляется после откачки раствора. Крышки банок и вентиляционные клапаны АКБ плотно закрываются, батарея укладывается на бок. В каждой банке делаются отверстия сверлом 3,5 мм, сливается остаток жидкости. Пустые банки тщательно промывают водой, проверяют на наличие осадка, отверстия запаиваются кислостойкой пластической массой, заливается свежий раствор с чуть большей плотностью, рекомендуемой для отдельно взятой климатической зоны.

Перед запуском прибора в работу рекомендуется еще раз померить концентрацию электролита.

Типы устройств

Все ареометры по принципу измерений делятся на два вида:

• с постоянной массой, носящие название денсиметров;
• с неизменным объемом.

Шкала ареометра с постоянной массой может быть градуирована:

• единицами плотности;
• процентами объемной концентрации веществ;
• процентами массового содержания примесей.

Денсиметр состоит из стеклянной колбы, выполненной в виде поплавка. Внизу корпуса расположен балласт с определенным весом. Верхняя часть ареометра обычно выполняется суженной. В ней располагается зафиксированная шкала. Для удобства определение плотности ареометром используется встроенный термометр. Ожидание равновесия может затянуться на 3-4 минуты.

ГОСТ 18481 классифицирует назначение ареометров. Согласно стандарту различают следующие виды приборов:

• ареометр для нефтепродуктов, помогающие проверить нефть, бензин и прочие виды топлива;
• лактометры, позволяющие узнать характеристики молока;
• ареометр для электролита, служащий для проверки аккумуляторов;
• спиртовой денсиметр, определяющий крепость алкоголя;
• для проверки плотности урины, используемые для медицинских и лабораторных исследований;
• устройство общего назначения, например, ареометр аон 1;
• сахарометры, определяют концентрацию сахаросодержащей жидкости;
• солемеры, помогающие в контроле жесткости воды.

Пример лактометра

В случае с ареометрами постоянного объема шкалы нет. Вместо нее используется кольцевая метка. Процесс измерения происходит путем подбора грузиков, располагаемых в тарелке прибора. Согласно инструкции, после определения веса гирек происходит вычисление плотности жидкости.

Важная информация для автолюбителя

Так же без острой необходимости не следует заменять электролит полностью. Если кислоту необходимо разбавить водой, то следует помнить, что плотность жидкостей отличается. По этой причине кислоту вливают в воду тонкой струей с постоянным размешиванием.

Читать также: Конус шпинделя токарного станка

Обращение с источником питания должно быть максимально осторожным, нельзя АКБ переворачивать вверх дном из-за возможного возникновения в процессе эксплуатации короткого замыкания. Перед завинчиванием крышек на банках необходимо воспользоваться рекомендацией специалистов, как проверить плотность аккумулятора ареометром перед эксплуатацией агрегата.

Параметры ареометров

Независимо от типа ареометра по госту все приборы имеют следующие параметры:

• диапазон показаний, характеризующий нижнюю и верхнюю границы;
• пределы погрешностей, определяющие насколько измерение ареометром максимально может отличаться от истинного значения;
• точность шкалы и разрядность, показывающие дискретность получаемых данных;
• наличие дополнений, например, термометра.

Для упрощения произведения измерений ареометр для аккумулятора имеет полую трубку и всасывающую грушу, что позволяет измерять плотность электролита без его слива с батареи.

Готовим место чтобы проверить плотность АКБ

Перед тем как проверить плотность аккумулятора, необходимо определиться с местом, где будут проводиться все процедуры. Сделать это не так просто, как может показаться. Предваряя проверку плотности аккумулятора ареометром потребуется провести весь подготовительный цикл технического обслуживания:

• очистку АКБ;
• проверку и коррекцию уровня электролита;
• полную зарядку.

Только после этого можно будет переходить непосредственно к проверке плотности. Такие «сложности» необходимы, поскольку, если проверить плотность электролита в аккумуляторе сразу по демонтажу с автомобиля, результаты будут далеки от действительности . И причин этому несколько. К примеру, несоответствующий уровень электролита. Кроме того, плотность заряженной батареи всегда выше, и именно это значение принимается за норму.

Что касается самого помещения, то перед тем, как проверить плотность аккумулятора в домашних условиях, необходимо, чтобы оно соответствовало следующим требованиям:

• быть оборудовано отличной приточно-вытяжной вентиляцией;
• быть безопасным в плане пожарной безопасности;
• иметь надежную систему электроснабжения.

Спиртометр

Ареометр асп нашел широкое применение для определения крепости спиртосодержащих напитков как в быту, так и на производстве. При применении алкоголеметра точность измерений зависит от содержания примесей. Корпус обычно изготавливается из стекла, но возможны варианты из металла.

Для определения доли спирта в жидкости необходимо опустить спиртовой ареометр в тару с подопытным веществом. Требуется контролировать, что бы Ареометр асп не контактировал с стенками и дном, иначе точность определения крепости будет низкая. Рекомендуемая температура окружающей среды составляет 20°С. Бытовой ареометр-спиртометр определяет крепость в градусах от 0 до 95% алкоголя в воде.

Ареометр асп имеет внешний вид изображенный на рисунке ниже.

Бытовой спиртометр

Ареометр асп обладает возможными вариациями:

• компактный ареометр для спирта, позволяющий произвести измерения в рюмке;
• виномер, определяющий количество сахара в спирте во время процесса брожения;
• ареометр для спирта, грузик которого откорректирован под определенный алкогольный напиток с учетом примесей.

Бытовой ареометр асп не обладает высокой точностью и в лабораторных измерениях применяется крайне редко.

Как пользоваться ареометром и зачем он нужен?

Ареометр работает на основе принципа Архимеда. Его применяют, чтобы узнать плотность любых жидкостей. В зависимости от того, какой материал проверяется, внутри прибора наносится соответствующая шкала. Для автовладельца главное разобраться с показаниями шкалы отвечающей за плотность антифриза и электролита. Эти две жидкости с разными плотностями, поэтому им нужны разные шкалы для измерений.

Пример ареометра с тремя шкалами

Плотности электролита АКБ и антифриза измеряются в г/см³, поэтому чаще всего шкала проградуирована именно в этих единицах. Но иногда приборы могут быть размечены и в кг/м³. Также в некоторых устройствах шкала для антифриза может быть сразу размечена в градусах Цельсия, которые указывают температуру замерзания жидкости. Если нет, нужно пользоваться таблицей зависимости температуры от плотности, которую вы найдете ниже, в соответствующем разделе.

Сам по себе ареометр состоит из тонкой стеклянной или пластиковой трубки, запечатанной с обеих сторон, и с градуированной шкалой внутри. Один конец трубки имеет форму шара или луковицы и в нем находится груз из мелкой металлической дроби. Груз заставляет прибор плавать вертикально в жидкости как поплавок.

Для удобства работы с опасными жидкостями, лучшие автомобильные ареометры имеют более безопасную конструкцию. У них есть второй цилиндр (стеклянный или пластиковый), который выполняет роль колбы — используя грушу в него набирается жидкость для измерения, а внутри его уже сам ареометр. В результате ареометр плавает внутри колбы, не касаясь ее стенок, и измеряет плотность вещества. Груша позволяет также безопасно вернуть набранную жидкость обратно, в АКБ или расширительный бачок антифриза. Также такая конструкция позволяет измерить плотность жидкостей, в которые технически сложно поместить ареометр.

Существуют цифровые ареометры, но они редко используются автовладельцами, потому что в разы дороже аналоговых приборов.

Ареометр для нефтепродуктов

Ареометр ант является прибором узкой специализации. Он используется при торговле нефтепродуктами, например, бензином и в нефтедобывающей промышленности. Предназначен он для помощи в контроле, сертификации и исследовании продукции из нефти.

Ареометр ант можно эксплуатировать при температуре до 45-50°С. Оптимальным считается диапазон температур от 20 до 22°С. При проведении проверки плотности ареометр ант помещается в емкость с жидкостью. При отсутствии касания стенок и дна происходит считывание показаний.

Размеры приборов различны. Так, например, ареометр ант 2 имеет длину 300 мм, что на 200 мм короче чем ант 1. Это позволяет измерять плотность топлива в меньшем объеме резервуара. Точность измерения в таком случая уменьшается вдвое. Связанно это с увеличением цены деления шкалы.

Ареометры АНТ

Инструкция, как проверить аккумулятор автомобиля

Визуальная проверка АКБ автомобиля

Как проверить аккумулятор мультиметром (тестером)

С помощью мультиметра можно померить напряжение на клеммах АКБ. Производить замеры лучше всего после ночной стоянки, до запуска автомобиля. Выставляем параметры мультиметра (согласно инструкции к прибору) на измерение постоянного напряжения (на фото – это DCV – 20), а провода в гнезда (черный – COM, красный в гнездо для щупа положительной полярности):

После этого производим измерения:

Сахарометр

Ареометр ас 3, изображенный на рисунке ниже служит для определения доли сахара в сахаросодержащих жидкостях. Наибольшую популярность он получил в пищевой промышленности.

Бытовой сахарометр АС-3

Ареометр нашел применение для определения зрелости фруктов и овощей. Этот вопрос актуален при производстве сока из них. При созревании плода, крахмал, содержащийся в нем, превращается в сахар. Проверка сахарометром показывает готов ли плод для производства сока.

Для чего нужен ареометр и как им пользоватся

Ни для кого не секрет, что любой машине требуется уход и своевременное обслуживание. Следует вовремя проверять работоспособность узлов и деталей, а при необходимости проводить ремонт или замену дефектных. То же касается и аккумулятора, ведь он относится к наиважнейшим частям автомобиля без которого не получится даже запустить двигатель.

Для долгой и бесперебойной работы АКБ ее также следует обслуживать. Любой автомобилист знает, что аккумулятор внутри заполнен электролитом, который играет в нем очень важную роль. Для поддержания нормальной работы батареи плотность его должна соответствовать норме. А, чтобы знать плотность, необходимо уметь пользоваться ареометром для аккумулятора.