Как пользоваться ареометром для измерения плотности электролита

Что такое ареометр

Многие автомобилисты, когда речь заходит о плотности, довольно слабо себе представляют, что это такое. Встречаются даже такие, которые полагают, что этот показатель связан с электрическими характеристиками электролита. На самом деле это очень известная со школьного курса физики величина, указывающая, сколько весит единица объёма вещества, жидкости или твёрдого материала. В нашем случае речь идёт об измерении массы единицы объёма электролита.

Зачем это нужно? Дело в том, что эта жидкость с выраженными электрохимическими свойствами представляет собой смесь из дистиллированной воды и серной кислоты. При этом она не является постоянной величиной – из-за протекания электрохимических процессов при зарядке или разрядке батареи количество и кислоты, и воды, может изменяться. В частности, кислота вступает в реакцию со свинцовыми пластинами с образованием сульфата свинца, из-за чего концентрация кислоты уменьшается, а вода при интенсивной зарядке может разлагаться на кислород и водород, и тогда плотность жидкости взрастает.

Впрочем, интерпретация плотности электролита не так уж и важна. Нужно просто понимать, что если её значение выше нормы – электролит следует разбавить дистиллированной водой, в противном случае – кислотой.

Показания плотности электролита аккумулятора измеряются ареометром. Принцип действия этого прибора крайне прост и основан на применении закона Архимеда. Помните? При погружении тела в воду на него действует противоположная по направления сила, равная весу жидкости, вытесненной этим телом.

Таким образом, при опускании ареометра в жидкость можно определить её плотность по тому, на какую величину этот прибор погрузится в раствор.

Отметим, что существует немало разновидностей ареометров, ориентированных на измерение плотности конкретных жидкостей:

• спиртометр измеряет процентное содержание этанола или крепость напитка;
• лактометр измеряет процент жира в молоке;
• солемер измеряет процентное содержание растворённых солей, а продвинутые модели – даже их химический состав;
• сахаромер, как нетрудно догадаться, используется для измерения доли сахара в растворе;
• денсиметр – именно так называется разновидность, предназначенная для измерения плотности электролита, хотя обычно употребляется термин «ареометр».

Ареометр для антифриза

Также в магазинах встречаются аналогичные измерители для охлаждающей жидкости. Действуют они по такому же принципу, на основании закона Архимеда. Как пользоваться таким ареометром? Инструкция практически ничем не отличается от замера плотности электролита.

Итак, нам нужно открутить крышку расширительного бака и забрать оттуда немного жидкости. Она должна заполнить минимум половину объема колбы. Далее мы заметим, как поплавок начнет подниматься вверх. То место, где он соприкасается с жидкостью, и будет нашим результатом. Идеальное значение – 1,07 или 1,10 грамм на кубический сантиметр. В данном случае температура замерзания жидкости будет -40 градусов Цельсия. Если значение близится к единице, кристаллизация наступит раньше – вплоть до нуля градусов.

Также отметим, что некоторые модели имеют шкалу, которая меняет свой оттенок в зависимости от пригодности антифриза к использованию. Так, зеленая шкала говорит о том, что жидкость пригодна в зимний период. Частичная или полная потеря морозоустойчивости определяется по желтой или красной шкале.

Популярные

Чем и как проверяют плотность электролита в аккумуляторе

Проверять уровень электролита в рабочем растворе, помимо ареометра и мультиметра, можно и самодельным прибором.

Специальное устройство для измерения плотности (ареометр) представляет собой обычную стеклянную трубку, верхняя часть которой заужена и имеет шкалу с делениями. Нижняя часть трубки широкая в ней находится дробь или ртуть, которую засыпают строго определенное количество во время калибровки ареометра. В автомагазинах такой прибор продается в наборе с резиновой «грушей» для забора электролита и мерной колбой, в которой размещен сам ареометр.

Важно знать

Принцип действия прибора основан на законе Архимеда, а плотность электролита определяют по глубине погружения ареометра (объему жидкости, вытесненной им), и весу устройства.

Ареометр для измерения электролита

Прежде чем проверять уровень электролита в автомобильном аккумуляторе, надо учитывать следующие правила:

• батарея должна быть выставлена на ровной поверхности;
• температура аккумулятора должна составить около 20-25 градусов тепла;
• замер уровня плотности производится не в одной, а во всех банках;
• проверка рабочей величины осуществляется не раньше, чем через десять часов с последней поездки либо через три часа после подзарядки;
• аккумуляторную батарею необходимо предварительно зарядить.

Измерение ареометром

Подробнее о том, как для измерения уровня плотности пользоваться ареометром:

1. На отключенном аккумуляторе откручиваются все банки.
2. В одну из банок концом вставляется ареометр, на другом его конце располагается груша, с ее помощью делается забор жидкости. Её в устройстве должно быть столько, чтобы его поплавок свободно болтался в емкости.
3. Производится определение уровня плотности в соответствии с показаниями на шкале тестера. Полученные параметры записываются.
4. Диагностика параметра плотности повторяется для каждой банки. Все полученные параметры сопоставляются с нормированными значениями, указанными в таблице.

Важно знать

Плотность аккумулятора рекомендуется проверять не реже, чем каждые 15-20 тысяч километров пробега.

Таблица: поправка к показаниям ареометра

Температура рабочей жидкости при измерении ее плотности, ºС	Поправка к показаниям, полученным в ходе тестирования ареометром, г/см3
От -55 до -41	-0,05
От -40 до -26	-0,04
От -25 до -11	-0,03
От -10 до +4	-0,02
От +5 до +19	-0,01
От +20 до +30	0,00
От +31 до +45	+0,01
От +46 до +60	+0,02

Как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром

Пошаговая инструкция, которая позволит правильно замерить и узнать плотность батареи, выглядит так:

1. Производится сборка измерителя. Для этого к корпусу мультиметра подключаются провода с крокодилами. Сам тестер перед замером переводится в режим «вольтметра».
2. Поворотный переключатель на устройстве переводится в положение 20 В. В результате тестер будет показывать любые параметры ниже этого порога.
3. Затем кабеля соединяются с клеммными выходами аккумулятора — черный контакт идет на отрицательную клемму, красная — на положительную. Если цвет проводов одинаковый, то следует проверить маркировку непосредственно на корпусе мультиметра. На контактах, где кабеля выходят из тестера, должны быть знаки «-» и «+».
4. Производится мониторинг параметра напряжения и полученные данные сравниваются с нормированными. Если батарея заряжена полностью, то рабочий параметр составит 12,7 вольт, соответственно, зарядка устройства не потребуется. В случае, если полученный параметр составил в диапазоне от 12,1 до 12,4 В, то устройство разряжено наполовину, значит, его плотность не соответствует норме. В остальных случаях требуется детальная диагностика аккумулятора и его подзарядка или замена.

Таблица: плотность электролита при проверке мультиметром

Процент заряженности	Плотность электролита, г/см3	Напряжение аккумулятора, В
100%	1,28	12,7
80%	1,245	12,5
60%	1,21	12,3
40%	1,175	12,1
20%	1,14	11,9
0%	1,10	11,7

Измерение плотности электролита самодельным прибором

Принцип замера зимой или летом с помощью самодельного прибора аналогичный, и такой тестер можно соорудить самостоятельно с учетом следующих нюансов:

1. Основным элементом ареометра является поплавок, с помощью которого производится замер.
2. В качестве резервуара можно использовать стеклянную пробирку или другую похожую емкость.
3. В пробирку насыпается пшено или другое сыпучее вещество, также можно использовать кусок свинца или другой грузик.
4. Затем емкость опускается в воду. В месте, где вода будет по уровень, нужно отметить цифру 1, это связано с тем, что данная жидкость имеет плотность 1 г/см3. Затем производится градуировка величин для других растворов с более высокой плотностью.

Какие они бывают

Классификации ареометров:

• Лабораторный — предназначен для измерения объема спирта в смесях, из которых изготавливают разные средства для хозяйственных нужд. Такой прибор достаточно точный, поэтому его обычно используют для профессионального определения крепости раствора. Он работает с очень высокой точностью. Данный вид ареометра имеет три свои разновидности – это определение процента спирта от 0% до 40 %, от 40% до 70% и от 70 % до 100%.
• Бытовой — используют для определения процента алкоголя в жидкостях в домашних условиях. Он представляет собой стеклянный сосуд, в нижней части которого находится ртуть. В верхней части расположена шкала, которая сразу показывает процент содержания алкоголя в жидкости. При его использовании необходимо соблюдать некоторые условия. Во-первых, температура раствора должна составлять 20 градусов! Во-вторых, кроме воды в жидкости не должно быть никаких примесей! В-третьих, ареометр не должен касаться стенок емкости, в которой производится измерение!
• Электронный (цифровой) — хорош тем, что его показатели намного точнее, чем обычный ареометр со шкалой. Однако стоимость такого варианта будет несколько дороже. Электронный отличается стабильной работой и быстрой реакцией датчика.
• Оптический — используют для определения концентрации этилового спирта в водосодержащей смеси или многокомпонентном растворе. А также для учета спирта при его производстве. Количество спирта в этом приборе рассчитывается по определенному алгоритму, заложенному в программу микропроцессора. Диапазон температур измеряемых жидкостей в оптическом спиртометре шире (нежели в бытовом), он составляет от плюс 5 и включительно до плюс 40 градусов.
• Универсальный — это неприхотливый и удобный прибор для определения крепости любой жидкости, содержащей спирт. Шкала такого ареометра имеет шкалу от 0 до 96 градусов.
• Рюмочный — это компактный ареометр для определения крепости в маленьком сосуде, например, в рюмке. Имеющаяся в таком приборе шкала (0-80 гр.) позволяет с максимальной точностью определить содержание спирта в жидкости.
• Виномер – это разновидность спиртометра, который используют для определения крепости вин, а еще и количества сахара в напитке. Этот прибор применяется в быту и является неизменным спутником любого винодела.

Детальное описание подвидов

Ареометры общего назначения

Плотномеры АОН измеряют относительную плотность любой жидкости, а по этому значению находят концентрацию необходимого вещества. Особенно важны ареометры АОН для исследования показателей качества многокомпонентных растворов. Оптимальным вариантом для таких целей иметь под рукой наборы ареометров.

Сахарометры

Используются для определения сахара в соках, винопродуктах, плодах и ягодах. Есть модели с термометрами и без. Особенно важны прибор АС или АСТ для виноделия, с их помощью можно точно определить момент затухания брожения и добавления сахара в сусло.

На пищевых производства ареометры для сахара позволяют определить степень готовности соков, пюре, маринадов, и других продуктов, в состав которых входит сахароза.

Известная величина растворимых сухих веществ в соке фруктов снятых с дерева или сразу на дереве, позволяет определить степень зрелости плодов. Но для этих целей больше подойдет автоматический портативный рефрактометр.

Лактометры

Определяя плотность молока, сыворотки, можно узнать содержание жира в процентах, что в свою очередь говорит о том, есть ли в молоке вода, обезжиренное молоко или другие разбавители. В фальсифицированном молокопродукте ареометр для молока АЛ падает на бок.

Спиртометр

Приборы для определения концентрации этанола в спиртосодержащих пищевых, медицинских и технических жидкостях. Показатель вычисляется по таблицам плотности при конкретной температуре. Так как изменение градусов спирта при разной температуре очень сильное, определение проводят с точностью до 0,1°С, стараясь максимально близко придерживаться стандартной температуры +20°С.

Клеемеры

АКЛ позволяют вычислять массовую концентрацию клея. Для каждого типа клея есть свои таблицы

Это особенно важно при использовании больших объемов клея:

• на производстве, для контроля качества;
• во время ремонта, когда остается клей и его нужно проверить перед очередным использованием или после смешивания разных по концентрации и свежести остатков.

Медицинские ареометры

В эту категорию входят плотномеры для урины. Исследуя этот показатель, можно заметить мочекаменную болезнь на ранних стадиях.

Ареометры для антифриза

Применяют в холодное время года. Для каждой минусовой температуры воздуха необходима своя концентрация антифриза, иначе он не будет работать. Значит, перед приготовлением свежей порции раствора, необходимо узнать минимальную температуру на улице и развести антифриз до нужной концентрации/плотности.

Для нефтепродуктов

Плотномеры АНТ-1, АНТ-2 позволяют определить следующие показателей бензина, дизельного топлива, сырой нефти, керосина:

• соответствие фактических показателей, указанным в сертификатах качества;
• наличие запрещенных примесей;
• классность нефтепродуктов.

Ареометры для нефти выпускают с термометрами, измерения проводят строго при 20°С или делают пересчет на стандартную температуру.

Ареометры для грунта

Приборы группы АГ позволяют определять грануло-метрический состав глинистой почвы при помощи стеклянного цилиндра с пустым стержнем с наполнителем.

Используют для мониторинга состояния акватории.

Для электролитов

Долговечность и качество работы аккумуляторной батареи без электролита с соответствующей концентрацией невозможны. Проверку крепости серной кислоты или концентрированной щелочи (реже) проводят при помощи ареометра для электролита АЭ. Зная эти показатели, можно точно определить время, когда следует менять электролит, чтобы вернуть емкость аккумулятора.

Уменьшение концентрации даже на 0,01 г/см³ означает разрядку на 1/20 от полной емкости, что еще не критично, так как она восстановится во время зарядки. Но большее отклонение будет говорить о том, что рабочий раствор некондиционный и необходимо его откорректировать, добавляя концентрированную кислоту или дистиллированную воду до тех пор, пока не будет получено нормативное значение плотности (1,22-1,29 г/см³ в зависимости от температуры).

Набор для автомобилиста это:

• плотномер-поплавок;
• стеклянная трубка;
• резиновая груша.

В аккумулятор вставляют трубку, грушей подтягивая раствор электролита внутрь емкости до тех пор, пока не появится поплавок-ареометр. Поплавок во время снятия показаний должен плавать внутри сосуда, не касаясь стенок или дна, а его положение должно быть вертикальным.

Также в продаже есть наборы поплавков разной массы при одном объеме, размещенные в общем контейнере из стекла. Заполнив такую емкость электролитом нужно выбрать тот поплавок, который будет плавать корректно – метка будет находиться на границе жидкости – это и будет фактическая плотность. Остальные поплавки утонут или будут плавать боком.

Как проверить плотность электролита аккумулятора ареометром

Перед тем, как измерять плотность аккумулятора с помощью ареометра, нужно соблюсти несколько важных требований – от этого будет зависеть точность измерений:

• АКБ должна быть полностью заряженной;
• после зарядки необходимо выждать несколько часов и только после этого приступать к процедуре;
• полученные показания ареометра нужно подкорректировать, исходя из температуры электролита: точными они будут, если температура жидкости составляет 27ºС, при понижении или повышении на 6 градусов следует отнимать или приплюсовывать 0,004 единицы плотности;
• перед откручиванием пробок тщательно протрите корпус батареи от загрязнений, чтобы они не попали в электролит – это может сильно уменьшить ресурс аккумулятора.

А теперь рассмотрим алгоритм, как пользоваться ареометром для аккумулятора, он несложен даже для новичков:

• собираем ареометр, присоединив снизу пипетку и разместив в колбе денсиметр;
• опускаем пипетку поочерёдно в каждую из банок, надеваем на другой конец колбу в сжатом состоянии, отпускаем её, засасывая электролит в трубку;
• набирать жидкость нужно так, чтобы ареометр свободно плавал и при этом не упирался верхней частью в грушу;
• после того, как прибор погрузится в электролит на определённую глубину, ждём несколько секунд, чтобы он успокоился (перестал колебаться в вертикальной оси), и замеряем показания на шкале ареометра в точке её пересечения с жидкостью.

Мы уже отмечали, что для исправного заряженного АКБ нормальным значением плотности электролита является 1.27 г/см3. Если оно выше – значит, в растворе слишком высокая концентрация более тяжёлой серной кислоты, и тогда её нужно разбавить дистиллированной водой (продаётся в аптеках). Если наоборот – увеличиваем плотность, добавляя кислоту. Есть и другой способ – приобрести готовый электролит и залить его, предварительно изъяв такое же количество разбавленного раствора кислоты.

Некоторые разновидности совмещают в себе несколько шкал и позволяют определять таким ареометром не только плотность аккумулятора, но и, например, показатель плотности тосола

Это может пригодится в северных регионах страны, поскольку по плотности антифриза можно вычислить температуру его замерзания (кристаллизации), а в условиях сильных морозов знать характеристики тосола чрезвычайно важно

После использования тщательно промойте ареометр, желательно несколько раз и по возможности – дистиллированной водой. Так вы сможете продлить жизнь прибора.

Напоследок – несколько рекомендаций, как правильно пользоваться аккумуляторным ареометром:

не пренебрегайте соблюдением правил техники безопасности

Известно немало случаев, когда неаккуратное обращение с электролитом заканчивалось химическими ожогами, а если электролит попадёт на одежду – её можно будет выбрасывать;
при закачивании электролита в колбу делайте это очень осторожно, стараясь, что ареометр не соприкоснулся со стенками стеклянного корпуса. Иначе он может прилипнуть к стенкам, что исказит показания прибора;
осторожность следует проявлять и при измерении плотности тосола – некоторые производители включают в его состав ядовитое вещество этиленгликоль вместо пропиленгликоля.

Знание правил, как пользоваться ареометром для АКБ, позволит вам производить подобные замеры самостоятельно, без посещения автосервисов, где эта процедура платная. И если вы будете делать это регулярно, при необходимости корректируя значение плотности электролита, можете быть уверенными – ваша аккумуляторная батарея прослужит вам не меньше заявленного производителем срока.

Принцип работы ареометра

Важность периодического измерения плотности понятна. Что прибор, для этого предназначенный, называется ареометром — тоже

Теперь необходимо коротко уяснить его работу, это поможет при дальнейшем его использовании. Принцип действия денсиметра, так иногда называют ареометр, основан на известном всем законе Архимеда. В его основе равенство объемов погружаемого тела и вытесняемой им жидкости. Однако предметы имеют различную плотность. Поэтому на практике равновесие наступит при погружении тела на определенную глубину. В этом и заключается принцип действия ареометра для электролита и любой другой жидкости.

Типы устройств

Так как жидкие вещества имеют свою плотность, то и ареометры калибруются под каждую из них в отдельности. Если использовать прибор не по назначению, его показатели нельзя будет считать правильными.

Помимо веса грузика, откалиброванного под соответствующую жидкость, в приборе может быть три разновидности шкалы:

• Для определения плотности вещества;
• Для замера процента содержания в среде примесей;
• Для определения процента растворенного в воде (или другой основе) дополнительного вещества, например, количества серной кислоты в дистилляте для приготовления электролита.

Внешне все ареометры похожи друг на друга и работают по одному принципу, однако каждый из них калибруется под свою среду и под конкретные параметры.

Подобные устройства применяются для замеров показателей:

• Процента содержания спирта;
• Концентрации сахара или соли;
• Плотности кислотных растворов;
• Жирности молока;
• Качества нефтепродуктов.

Каждая модификация ареометра имеет соответствующее название.

Спиртометр

Позволяет измерить крепость алкогольного напитка. В этом случае его шкала покажет процент содержания спирта в напитке. Стоит учесть, что такие приборы не универсальны, а тоже откалиброваны под отдельные категории напитков.

Например, для замера водки, ликера и других крепких напитков используются ареометры, градуировка которых находится в пределах 40 градусов. В случае с вином и другой слабоалкоголкой используются более точные колбы.

Ареометр для нефтепродуктов

Данная категория приборов предназначена для измерения качества бензина, керосина, солярки и других нефтепродуктов. Устройство позволяет определить наличие примесей, которые снижают качество горючего.

Их используют не только на промышленных предприятиях. Рядовой автомобилист тоже может приобрести такой прибор, чтобы легче было определить, на какой заправке стоит заправлять свой автомобиль.

Сахарометр

Рефрактометры применяются в пищевой промышленности в основном на предприятиях, занимающихся приготовлением соков. Прибор позволяет проверить спелость фруктов. С его помощью измеряется концентрация сахара в исследуемой среде.

Автомобильный ареометр

Автомобилисты используют ареометры для измерения плотности антифриза и электролита. Реже используются для измерения тормозной жидкости и бензина. В случае моделей для проверки кислотных жидкостей прибор немного видоизменен.

Дополнительно он имеет большую полую колбу, внутри которой помещен стеклянный поплавок с соответствующей шкалой. С одной стороны такой прибор заужен (или с резиновой насадкой по типу пипетки), а с другой на него надета резиновая груша для отбора порции электролита.

Такая конструкция является самой безопасной, так как контакт кислотосодержащих и токсических веществ с кожей нежелателен. Большинство моделей для автомобилей универсальны и используются при измерении плотности разных жидкостей.

Так как поплавок в отдельной среде погружается на свою глубину, на разных уровнях шкалы нанесены параметры, соответствующие для конкретной жидкости.

Помимо перечисленных выше модификаций, ареометры также применяются в медицине (для замеров плотности некоторых биологических материалов человека), в кулинарии, пищевой промышленности (например, лактометр измеряет жирность молока, а солемер помогает определить пригодность воды для пищевых целей и ее жесткость), а также на предприятиях, выпускающих химическую продукцию.

Как измерить плотность электролита

Регулярный грамотный уход может обеспечить 10 лет надежной работы аккумулятора. Для самостоятельного обслуживания необходимо знать, как пользоваться ареометром для аккумулятора и своевременно проверять кислотность электролита.

Конструкция прибора

Ареометр для электролита выполнен следующим образом:

1. Основой прибора является стеклянная трубка.
2. С одной стороны у трубки находится резиновая пипетка. Ее длинный носик легко достает до пластин аккумулятора. Исполнен он из резины, что не позволяет повредить внутренние детали источника питания.
3. С другой стороны стеклянной колбы устанавливается резиновая груша. Это насос, с помощью которого полость заполняется электролитом.
4. Внутри трубки находится поплавок-пикнометр, сверху находится бумажная шкала. Откалибрована шкала ареометра для раствора кислоты в кг/м3.

Меры безопасности

Прежде чем снимать показания ареометра, необходимо самым серьезным образом изучить правила безопасности и соответствующим образом подготовиться. Кислота едкое и агрессивное вещество, попадая на открытые участки тела, может вызывать тяжелые химические ожоги. Электролит способен безвозвратно испортить одежду и обувь.

Надо обязательно надеть защитные очки, резиновые перчатки, сапоги и фартук!

При поражении серной кислотой, ее необходимо как можно быстрее и очень тщательно в течение 10 – 15 минут смыть проточной водой. Если есть возможность, будет эффективно перед смыванием нейтрализовать кислоту щелочным раствором, например, водой с мылом или 10% раствором соды.

Инструкция: как правильно пользоваться ареометром

Снять показания можно в автомобиле, но лучше аккумулятор установить в помещении с хорошей вентиляцией на устойчивую горизонтальную поверхность.

Работать с АКБ надо осторожно: беречь от ударов, не переворачивать вверх дном, избегать коротких замыканий. Чтобы проверить плотность электролита в аккумуляторе надо выполнить следующие шаги:

Чтобы проверить плотность электролита в аккумуляторе надо выполнить следующие шаги:

1. Сначала надо собрать прибор.
2. Снять крышки со всех банок аккумулятора.
3. Если в какой-нибудь банке окажется низкий уровень жидкости, то до измерения ее необходимо пополнить дистиллированной водой.
4. Опустить пипетку и набрать столько жидкости в колбу, чтобы поплавок свободно вертикально плавал, не касаясь стенок сосуда. Чем меньше кислотность, тем ниже он опустится.
5. Снять значение по шкале на уровне жидкости. В это время ареометр необходимо держать неподвижно и вертикально.

Принцип работы ареометра

Проверка плотности аккумулятора ареометром производится с помощью погружения поплавка-пикнометра в измеряемое вещество и определения отношения массы жидкости к его объему. Фиксировать показания необходимо после наступления равновесия.

Интерпретация результата

Если показания плотности электролита в одной из банок АКБ, ниже по сравнению с остальными, это значит, что в ней короткое замыкание. Соответственно, аккумулятор не исправен. Его нельзя восстановить.

Равное значение плотности во всех банках (±0.01 г/см3) характеризует степень его заряженности и необходимость определенных действий.

Низкие значения всего аккумулятора могут быть из-за следующих проблем:

• накопитель сильно разряжен;
• аккумулятор бракованный;
• АКБ устарел, требуется его замена;
• источник питания сильно изношен, так как на нем постоянно работает двигатель.