Как правильно пользоваться ареометром

Как правильно пользоваться ареометром

Все профессиональные автомобилисты знают, что любой автомобиль требует ухода и обслуживания. Немаловажным в этом деле является поддержание в рабочем состоянии очень важного устройства – аккумуляторной батареи, которая обеспечивает запуск Вашего автомобиля и бесперебойную работу всех электрических систем.

Для того, чтобы аккумулятор служил долго, его необходимо обслуживать. Как мы знаем, наш аккумулятор в автомобиле заполнен электролитом и он выполняет важную роль в работе данного устройства. Об электролите мы подробно писали в статье «Что нужно знать об электролите в автомобильном аккумуляторе», а сейчас поговорим о том, каким прибором измерить важный параметр этого раствора кислоты и воды — плотность.

Что это такое и что измеряет?

Ареометр – контрольно-измерительный прибор, применяемый для измерения относительной плотности , концентрации и удельного веса веществ. Название прибора происходит от греческих слов araios- жидкий и metreo – измерять.

Предметом для исследования этим прибором может стать не только жидкость, но и твердые тела. Действие прибора основано на законе Архимеда.

Закон Архимеда гласит: Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости.

Устройство прибора и его возможности

Ареометр позволяет измерить плотность жидкостей и, как следствие, — удельного веса. Принцип работы прибора для измерения плотности прост, как все гениальное и не зависит от того, что он измеряет. Устройство похоже на поплавок: имеет цилиндрическую форму, выполнено из прозрачного стекла, свободного от напряжения, запаяно с обеих сторон.

В верхней части корпуса закреплен полый стержень круглого сечения со шкалой, градуировка которой и отражает показатель плотности жидкости. Нижняя часть корпуса заполнена балластом (обычно это свинец или ртуть). Благодаря балласту ареометру гарантировано вертикальное положение при погружении в жидкость.

Когда измерительный прибор опускается в вещество, возникает выталкивающая сила. В процессе погружения сила возрастает. При достижении состояния равновесия, вес ареометра сравняется с этой силой. Очевидно, что глубина погружения ареометра зависит от плотности исследуемого вещества, — чем выше плотность, тем меньше глубина погружения.

Для автовладельцев и пешеходов крайне важным является вопрос работоспособности автомобиля. В электромеханической системе средств передвижения особое значение занимает аккумулятор. Обеспечение качественной работы аккумулятора связано с точностью измерения плотности электролита.

Показатель плотности электролита позволяет определить состояние батареи. Для значительного числа автомобилистов наличие под рукой надежного помощника для измерения плотности электролита является нормой. Поэтому никого не удивляет проведение тестирования аккумулятора вне мастерской или СТО.

Важно! Если батарея не держит заряд, вам следует проверить состояние её жидкости в каждой его банке.

Прибор прослужит дольше и можно рассчитывать, что показания его будут точны, при условии, что после каждого произведенного измерения, ареометр будет тщательно очищен от остатков кислоты.

Электролит и его свойства

Аккумуляторная батарея – важная деталь автомобиля, которая отвечает за быстрый гарантированный запуск в любых погодных условиях и непрерывную работу всех электрических модулей и систем. Транспортное средство не может считаться надежным при севшем аккумуляторе.

Необходимо регулярно проводить диагностику и обслуживание источника питания: проверять уровень и плотность электролита в аккумуляторе, пополнять водой, регулировать концентрацию, своевременно заряжать АКБ.

Определение

В источниках питания для автомобилей в качестве электролита используют раствор серной кислоты. Изготавливают его обязательно на дистиллированной воде. Он создает среду для накопления энергии. От качества электролита зависит количество рабочих циклов АКБ, его надежность и долговечность.

Важно! Также следует контролировать количество жидкости в АКБ, особенно летом. Раствор должен подниматься на один сантиметр выше пластин сепаратора.

Плотность

Чем больше серной кислоты присутствует в растворе, тем выше его плотность. Измеряют ее в г/см3 или в кг/м3.

Оптимальная плотность электролита подбирается индивидуально для каждого конкретного накопителя. В инструкции по эксплуатации указываются лишь рекомендованные значения.

Подобрать и поддерживать правильное значение очень важно, так как:

  • низкая плотность ведет к снижению емкости устройства и необходимости частой подзарядки;
  • высокая плотность способствует скорейшему разрушению накопителя: большое количество кислоты вызывает осыпание активного слоя пластин батареи.

С приходом зимы эта задача еще более усложняется.

Внимание! Чтобы избежать неожиданных неприятностей на дороге, необходимо раз в квартал или чаще производить измерение плотности электролита в аккумуляторе. Даже при незначительных отклонениях необходимо заряжать батарею.

Ориентироваться можно на следующие нормы плотности для разных регионов летний и зимний периоды:

  • в тёплых климатических зонах – 1.23 г/см3 летом и 1.25 г/см3 зимой;
  • в холодных регионах – 1.27 г/см3 летом и 1.29 г/см3 зимой;
  • в средней полосе от 1.25 г/см3 летом до 1.27 г/см3 зимой.

Важно! Плотность электролита зависит от сезона и температуры раствора.

Зависимость плотности от уровня заряда

Еще плотность электролита зависит от состояния источника энергии. При разрядке АКБ концентрация серной кислоты снижается, поскольку она преобразуется в сульфат свинца. Соответственно, плотность электролита уменьшается. Во время зарядки аккумулятора происходит противоположный химический процесс.

Внимание! Чтобы получить верные значения, принято производить измерение плотности электролита, когда аккумулятор полностью заряжен. Оптимальные условия для снятия показаний: через 2-3 часа после окончания процесса заряда, при температуре 25ºС. Новый сертифицированный АКБ при температуре 25ºС должен показывать 1.28 г/см3 для средней полосы.

Как пользоваться ареометром для аккумулятора

Если у вас электрическая модель, то никаких проблем не возникнет – от пользователя требуется только окунуть прибор в раствор, использовать грушу и подождать, пока устройство выдаст результат. С механическим ареометром могут возникнуть некоторые трудности.

ВАЖНО! Перед тем, как замерить плотность прибором, подготовьте аккумулятор – откройте крышку и положите всё необходимое в шаговой доступности, чтобы потом не отвлекаться от проверки.

Инструкция по проверке плотности электролита в аккумуляторе (модель без электроники с грушей):

  1. Осмотрите ареометр и убедитесь, что он чистый и готов к работе.
  2. Накачайте с помощью груши жидкость к шкале в стеклянной или пластиковой колбе – нажмите на неё несколько раз. Повторяйте до тех пор, пока поплавок со шкалой (или другие элементы, если модель содержит шкалу не на поплавке) не всплывёт.
  3. Теперь необходимо немного подождать, пока уровень аккумуляторной жидкости стабилизируется – при правильных действиях со стороны пользователя поплавок должен «стоять» неподвижно и не касаться стенок.
  4. Держа прибор в том же неподвижном положении, считайте показатели со шкалы – это и есть ваш результат.

Несмотря на то, что автоматическим электрическим прибором пользоваться проще, простые ареометры с грушами стоят недорого – в этом состоит их основное преимущество.

Что такое ареометр

Плотность — вес перемешанной с водой серной кислоты по отношению к полному раствору, иными словами, уровень закисленности смеси. Согласно законам гидростатики получается, что когда тело погружается в жидкую среду, его вес равен массе вытесняемого объема. Данный принцип лежит в основании принципа работы этого простого устройства, позволяющего точно определять кислотность смеси.

Читайте также  Двойные двери в зал фото

Ареометр для электролита конструктивно напоминает стеклянный поплавок, внутри которого располагается шкала измерений. Во многих модификациях он размещен в прозрачной колбе (пипетке) из стекла либо пластика. Это по максимуму упрощает процесс сбора жидкости. Некоторые виды приборов позволяют измерять не только измерить кислотность, но и температуру тосола. Полностью конструкция составлена из:

  • Ареометра;
  • Груши;
  • Стеклянной пипетки, в которой размещенное само устройство;
  • Плотной пробки;
  • Заборника.

Популярные модели

Владельцы автомобилей, что в первый раз столкнулись с измерением кислотности, часто задают вопрос относительно того, каким может быть ареометр для электролита и сколько он стоит. Современными производителями предложено несколько разновидностей, у которых не только разные стоимость и внешний вид, но и функционал.

Самые известные из них:

  • Sparta 549125. Модель с компактными размерами, прочным стеклянным корпусом и невысокой стоимостью.
  • Skybear 623000. Производится в Китае, недорогой прибор, получивший многочисленные положительные отзывы.
  • Орион АР-02. Отечественный прибор со стеклянной колбой. Есть один недостаток: поплавок липнет к колбе, что немного усложняет измерительный процесс.
  • Рефрактометры (цифровые ареометры). Профессиональные инструменты. С их помощью могут измеряться характеристики различных жидкостей, но для автолюбителей принесут пользу кислотность электролита и температура тосола (антифриза). Стоят много, но их можно настраивать по дистиллированной воде, что дает возможность всегда четко определить параметры независимо от того, какие создаются внешние условия.

Бюджетные приборы стоят не более 600 рублей, цифровые устройства — от 800 рублей и выше. Для корректной работы следует придерживаться оптимальных условий эксплуатации. Рекомендуемая температура измеряемых жидкостей — 20±2 градуса.

Классификация ареометров

Большинство ареометров, бытовых или лабораторных, внешне похожи. Одни предназначены для тестирования различных жидкостей, другие – только определенных. Назначение прибора определяет его калибровку. Классифицируются плотномеры по:

Веществу, содержание которого в растворе измеряется. К ним относятся спиртометры, солемеры, лактометры, сахарометры и т.д.

По назначению: общие или специализированные.

По градуировке, т.е. по тому, какие единицы измерения нанесены на шкалу. плотности или концентрации. Единицы измерения могут быть весовыми или объемными.

По типу прибора: классический вариант или электронный. К последним относятся плотномеры, рефрактометры и т.д.

Электронные приборы, которые имеют шкалу и прозрачную призму, называются рефрактометрами. Их цель — измерять преломление светового луча и по нему определять плотность жидкости. Другая разновидность электронных систем отличается щупом на конце. Цифровой дисплей есть лишь в самых современных и дорогих моделях. А в изделиях попроще есть окуляр, в который рассматривают нарисованную шкалу и определяют результат измерения. Также существуют модели электронных ареометров, имеющие встроенные системы терморегуляции или термокомпенсации.

Однако, из-за высокой стоимости электронных приборов, которая доходит до 100-кратной, такие высокотехнологичные приборы используют лишь на больших химических и пищевых заводах. Т.е. в местах, где нужно быстро определять качество жидкостей на конвейере, причем контроль должен быть постоянным.

Ареометры разделяются по классу точности. Концентрации веществ определяются в диапазоне от 0,1 до 2%. А шкала плотности идёт с ценой деления от 0, 0005 до 0,02 граммов на сантиметр кубический.

Есть специализированные ареометры:

Алкоголеметр (алкотестер) — для измерения процентного содержания алкоголя в жидкости.

Лактометр — для определения жирности молока.

Сахарометр — тестирует концентрацию сахара.

Аккумуляторный ареометр — замеряет плотность электролита.

Тестер антифриза — анализирует плотность охлаждающей жидкости.

Ацидометр — определяет концентрацию кислоты.

Солемер — измеряет концентрацию соли.

Уринометр — показывает плотность мочи.

Баркометр — используется для определения дубильных веществ в растворах для вычинки кож…

В специализированных ареометрах применяются специфические шкалы для измерения строго определенных веществ. Самые распространенные из таких шкал:

API-гравитация повсеместно используется в нефтяной промышленности.

Шкала Baume используется в промышленной химии и фармакологии.

Шкала Брикса — в производстве фруктовых соков и сахара.

Шкала Oechsle — для тестирования виноградного сусла в виноделии.

Шкала Платона хорошо известна пивоварам.

Шкала Twaddell применялась в промышленном производстве отбеливателей и красителей…

Электролит и его плотность

Электролит — это слабый водный раствор серной кислоты. Когда происходит разряд, протекает химическая реакция, в результате чего образуются вода и сульфат свинца. Во время зарядки химическая реакция протекает в обратном направлении. Неполные процессы зарядки и разрядки приводят к изменению плотности кислотного раствора. Поэтому необходима проверка плотности электролита в аккумуляторе.

Концентрация раствора зависит от:

  • региона, в котором эксплуатируется автомобиль;
  • дефекта какой-либо ячейки (сульфитации);
  • обрыва цепи;
  • степени разряда АКБ.

Концентрация раствора наглядно отображается в таблице.

Климатическая зона Время года Электролит, концентрация, г/см3
заливаемый рабочий
Холодный I (-15°С…-30°С) летом 1,24 1,26
зимой 1,27 1,29
Холодный II (-30°С…-50°С) Весь год 1,28 1,30
Умеренный (-8°С…-15°С) « 1,24 1,26
Теплый (4°С…8°С) « 1,22 1,24
Жаркий (4°С…15°С) 1,20 1,22

Есть методика того, как замерить плотность электролита в аккумуляторе. Основана она на принципе измерения напряжения прибором. Результаты измерения заносятся в таблицу, из которой видно, каково состояние электролита.

Вольтаж на клеммах Концентрация при комнатной температуре, г/см3 Процент заряженности, %
12,7 1,28 100
12,5 1,24 75
12,3 1,20 50
12,1 1,16 25

Виды ареометров

Ареометр бывает нескольких видов, для практического использования на ареометр наносят шкалу в соответсвии с разведенным веществом, например:

  • Спиртомер — показывает процент алкоголя, используется для измерения крепости напитка.
  • Лактометр — показывает процент жира, используется для контроля качества молока.
  • Солемер — применяют для измерения солености жидкости.
  • Сахаромер — используют при определении концентрации растворенного сахара.
  • Алкоголеметр или спиртометр – замеряет крепость алкогольных напитков в процентах. Чем больше в жидкости примесей, тем хуже спиртосодержащая жидкость по качеству. Спиртометр бывает стеклянный и металлический, применяется в житейских и в индустриальных целях. Проанализируем стеклянный спиртометр для домашнего использования. При применении необходимо спустить его на дно емкости, чтобы верхняя его часть не всплывала и чтоб он не задевал стенок, так как показания будут неправильными. Температура должна быть около двадцати градусов. Домашний универсальный ареометр замеряет крепость в градусах от нуля до девяноста пяти процентов спирта в воде. Его величина — десять сантиметров, что позволяет мерить крепость в стопке, благодаря этому его прозвали рюмочный спиртометр. Есть также виномер — ареометр, который замеряет количество сахара в спирте при ферментации, используется для ликеров, вин, пива и браги.
  • Лактоденсометр или лактометр устанавливает процент жира в продукции из молока. В молоке не должно быть воды. Ее попадание возможно как специально, так и случайно при промывании оборудования для доения бурёнок. Вследствие этого на предприятиях применяют лактометр для контроля качества молока.
  • Солемер или TDS метр распознаёт химический состав воды и имеющиеся в ней соли. Состоит из корпуса, экрана с электродами, функционирует от батареи. Он устанавливает жесткость воды, и с его помощью можно узнать, годная ли вода для использования в пищу. Применяют при выборе рыб для аквариума, так как разным видам рыб подходит вода неодинаковой жесткости. Для комнатных растений подойдет только жесткая вода, вследствие того, что в грунте обычно много извести, которая при поливе становится щелочным раствором. В особенности мучатся от излишне мягкой воды орхидеи и виды Бушмелевых. На предприятиях прибор применяют для очистки воды в резервуарах.
  • Рефрактометр или сахаромер замеряет скопление сахара в сахаросодержащих жидкостях. На заводах, производящих сок, устанавливает спелость овощей и фруктов. При развитии плода крахмал с помощью гидролиза обращается в сахар, и из этого плода можно производить сок. Сахаромер работает от солнечной энергии, прочие источники питания не потребуются.
Читайте также  Как правильно ставить домкрат

Дополнительные функции плотномеров

Некоторые ареометры оснащены дополнительными функциями. К примеру, прибор, фото которого приведено ниже, позволяет измерять и плотность тосола в системе охлаждения:

Этот ареометр имеет отдельные шкалы для измерения плотности электролита и тосола

Любопытно то, что шкала для тосола отградуирована в градусах Цельсия. Почему? Дело в том, что плотность охлаждающей жидкости измеряется для того, чтобы узнать ее точку замерзания. Но узнав плотность, придется пересчитывать ее в градусы по специальной таблице. С таким прибором, как на фото выше, этого делать не нужно, поскольку плотность уже пересчитана в градусы изготовителем.

Еще один вид плотномеров – устройства со встроенным термометром. Такие приборы необходимы для измерения плотности жидкостей, имеющих большой температурный коэффициент расширения (ТКР). К примеру, бензина. Кислотный же электролит имеет относительно небольшой ТКР, а аккумуляторы обычно обслуживаются при комнатной температуре, поэтому автоареометры, как правило, встроенных термометров не имеют.

Ареометр для нефтепродуктов со встроенным термометром

Ну и, конечно, любой автомобильный ареометр может использоваться в качестве груши для доливки дистиллированной воды в секции АКБ.