Ареометр – необходимый инструмент не только в большинстве лабораторий, но и полезный аксессуар для домашних работ.
Конструктивно простой прибор позволяет быстро и точно измерить плотность, концентрацию вещества и количество примесей. Цена такого оборудования доступна, и купить его можно у большинства поставщиков товаров для лаборатории.
Показатели, размеры, правила проведения измерений, и другие параметры регламентируются по НД: ГОСТ 18481, ГОСТ 8.428:2009, OIML R 44:2014018, ISO 387, ISO 649-1, ISO 649-2, ISO 650, EN ISO 3675, ISO 4801, ISO 4805, ДСТУ 6062, ГОСТ 28947 (ИСО 1768), ГОСТ 28947 (ИСО 1768), ДСТУ ГОСТ 31072.
Принцип работы
Измерение основано на разнице плотности жидких веществ и гидростатическом законе Архимеда. Тело, погруженное в жидкость, выталкивается с силой, равной массе вытесненной жидкости.
Строение и особенности
Классический прибор представляет собой стеклянный цилиндр, с одной стороны широкая трубка с округлым дном, с другой стороны узкая трубка с маркировкой в соответствующих единицах. Обычно это единицы концентрации определенного вещества или фактическая плотность раствора.
Внутри широкой части находится утяжелитель, чаще всего свинцовые шарики. Благодаря грузику прибор занимает вертикальное положение.
Плотность определяется как масса ареометра, деленная на объем жидкости, который он вытеснил. А это соотношение зависит от плотности измеряемого раствора и веса грузика в плотномере.
В приборах постоянного объема на колбу нанесена стационарная метка, до которой следует погружать прибор. Подбирая гирьки различного веса, добиваются погружения на нужную глубину. Имея в результате вес поплавка и надетых гирек, можно определить плотность конкретного вещества.
Как замерить плотность в аккумуляторе
Как видно из конструкции классического ареометра – денсиметра, замерить плотность электролита прямо в секции автомобильного аккумулятора им практически невозможно – прибор просто некуда опускать. Как быть? Сливать рабочую жидкость, имеющую в своем составе серную кислоту с батареи весом в 15 кг для измерения, занимающего минуту времени? Нет, кончено! Практически любой автомобильный ареометр комплектуется специальной колбой с грушей и наконечником для забора электролита:
Автомобильный ареометр имеет в своем составе специальный разборный «шприц»
Но прежде чем заняться работой с ареометром, необходимо подготовить рабочее место и запастись некоторыми принадлежностями, среди которых:
- резиновые перчатки;
- защитные очки;
- резиновый фартук;
- емкость с водой;
- раствор пищевой соды;
- ветошь.
Сам аккумулятор необходимо установить на устойчивый стол или верстак и обеспечить хорошее освещение. Если решено проверить плотность электролита, не вынимая батарею из авто, то нужно как минимум обеспечить моторный отсек светом. Возможно, кто-то посчитает, что защитных средств перечислено с избытком, а работать можно стоя на коленках в позе «Зю». Это абсолютно ошибочное мнение, поскольку серная кислота – исключительно едкая и опасная жидкость. Несмотря на то, что кислота в батарее не концентрированная, лишь одной капли электролита, попавшей в глаз, достаточно для того, чтобы гарантированно потерять зрение. И это не говоря уже о таких «мелочах», как испорченная одежда и глубокие ожоги кожи.
Итак, все приготовлено, а автомобильный ареометр собран:
Плотномер в сборе
Прежде всего, необходимо тщательно протереть корпус аккумулятора от пыли. Если вокруг пробок есть потеки, то лучше использовать тряпку, смоченную в растворе соды. Далее отвинчиваются пробки во всех секциях. После нажатия на грушу наконечник прибора погружается в секцию до упора и груша медленно отпускается. Поднявшийся в колбу электролит заставит поплавок ареометра всплыть. Теперь достаточно посмотреть, на какой отметке шкалы находится уровень электролита:
Рекомендуем: Как снять крышку с аккумулятора Варта (Varta)
В этой секции плотность электролита составляет 1.2 кг/м. куб.
После проведения измерения жидкость из шприца нужно выдавить глубоким, но осторожным нажатием на грушу.
Если для измерения используется многопоплавковый индикатор, то действия проводят в том же порядке, но плотность электролита определяют по количеству всплывших поплавков, ориентируясь по шкале, нанесенной на корпус устройства:
Плотность электролита в секции примерно 1.23 кг/м. куб.
После окончания работ шприц разбирается, а все части его промываются в большом количестве проточной воды и просушиваются. Поскольку многопоплавковый индикатор чаще всего неразборный, он просто промывается проточной водой, в том числе и изнутри.
Сфера применения
Концентрация, плотность веществ нужны постоянно. Крепость алкогольных напитков, качество кислоты в аккумуляторе, состояние антифриза, количество жира в молочных продуктах, концентрацию сахарного и солевого растворов, спелость плодов и содержание растворимых веществ в соке – лишь небольшая часть задач, когда ареометры незаменимы.
В быту наибольшее распространение получили ареометры для спирта (для виноделия и самогонокурения) и плотномеры для электролита (автомобилисты).
Работу лаборатории без денсистометра представить вообще невозможно.
Виды аэрометров
Этот прибор используется не только автомобилистами – его применяют для анализа разнообразных показателей жидкости во многих сферах. Водителями и автомеханиками используются ареометры для измерения плотности электролита (если они пользуются обслуживаемыми аккумуляторами) и тосола.
Есть также устройства, которые рядовым автолюбителем или владельцем аккумулятора другого назначения практически не используются – бензиновые, антифризовые и ареометры для тормозной жидкости. Такие приборы чаще можно встретить в автомастерских.
Другие виды ареометров:
- Спиртовой. Используется для проверки качества алкогольных напитков, а также крепости спирта.
- Лактометр. Нужен для определения степени жирности молока, востребован в пищевой промышленности и фермерском хозяйстве.
- Солемерный и сахаромерный ареометры. Также используются в пищевой отрасли, но более нишево.
ВАЖНО! Если вам необходимо проверить работоспособность своего аккумулятора, то найти и приобрести нужно именно ареометр для АКБ. Другие виды устройств не будут работать, так как химической реакции на соляную кислоту не последует. Проблем с поиском возникнуть не должно, так как эти устройства в числе самых популярных.
Инструкция к применению
Правила корректного использования или как пользоваться ареометром:
- Прибор должен быть сухой и чистый.
- Целостность измерителя не должна быть нарушена.
- Сосуд, в котором проводится измерение, должен быть достаточно высоким, чтобы плотномер свободно плавал в измеряемом растворе, не прикасаясь к стенкам и дну. Обычно берут высокий цилиндр для ареометров (без меток, из белого стекла).
- Показания снимаются по нижнему мениску, в момент, когда ареометр остановится.
- Измерение плотности ареометром проводят в стандартных условиях (20°С) или при других условиях, но результат пересчитывают и выдают на 20°С.
Правила использования сахарометра и виномера
Сахарометр (ареометр для определения концентрации сахара) – прибор, которой в равной степени облегчает жизнь как самогонщикам и виноделам, так и пивоварам, поскольку дает возможность контролировать содержание сахара в сусле, что в свою очередь позволяет делать напитки с наперед заданной крепостью и плотностью. Наличие сахарометра в арсенале домашнего винокура необязательно, но очень желательно, а для пивоваров это одно из самых важных приспособлений, позволяющих придерживаться выбранного рецепта (стиля) пива. Зачастую сахарометр покупают те, кто решил заниматься приготовлением спиртного более-менее постоянно.
Классификация плотномеров
Хотя внешне большинство ареометров похожи, некоторые из них можно использовать сразу для многих жидкостей, другие только для определенных. Это обусловлено различной калибровкой.
Все ареометры делятся по:
- веществу, концентрация которого измеряется (солемер, спиртомер, сахарометр, лактометр);
- по исследуемой жидкости (общего назначения или специализированные);
- по градуировке шкалы (в единицах концентрации или плотности). Измеряемая концентрация может быть в объемных или весовых единицах;
- по типу: классические и электронные (рефрактометры, плотномеры, другие приборы).
Электрические денсистометры представляют собой приборы с прозрачной призмой и шкалой, измеряющие показатель преломления (рефрактометры) или же приборы со щупом на конце. Современные модели выпускают с цифровым дисплеем, в более простых вариантах шкала нарисована и результат смотрят через окуляр. Есть модели с термокомпенсицией или терморегуляцией и без.
Высокая стоимость (в 10-100 раз дороже классических стеклянных ареометров) приводит к тому, что высокотехнологичные модели покупают только для больших производств (пищевые, химические), где нужна быстрая точность определения в потоке и регулярный контроль качества жидкостей.
Шкала плотности идет с ценой деления 0,0005-0,02 г/см³, концентрации – 0,1-2%, от этого зависит класс точности прибора.
Виды приборов
Специализированные плотномеры выпускают для нефтепродуктов, молока, урины, электролита, спирта, сахара, соли, растворов кислот, щелочей. Градуируют такие узкоспециализированные модели сразу по концентрации исследуемого вещества, что делает их использование простым, удобным.
Универсальные ареометры идут с маркировкой фактической плотности, а результатом будет число, полученное по таблице соотношения плотностей и концентраций различных веществ. Выпускают целые сборники таких таблиц для всевозможных веществ. Производят модели без и с встроенным внутри термометром.
Самым универсальным вариантом считаются наборы ареометров, которые производят в большом диапазоне плотностей и с высокой точностью измерения.
Маркируют плотномеры большими буквами: первая – А (ареометр) и вторая – исследуемая жидкость.
Например:
- М — молоко,
- Н — нефтепродукты,
- У — урина,
- СП — спирт,
- Э — электролит,
- Г — грунт,
- С — сахар,
- К — кислота.
Приборы общего назначения маркируют АОН. Цифра в конце маркировки означает диапазон концентраций.
Продаваемые марки ареометров в России
Выбор измерительных средств в магазинах достаточно широк. При этом приборы имеют схожее устройство. И только за счет удобства использования и качества материалов слегка отличаются в цене. Ценовой диапазон лежит в области от 100 до 1500 рублей за качественные экземпляры.
Ареометр ИП-1
Самый простой прибор, если пользователь подзабыл, как измерить плотность электролита. При наполнении измерительной полости электролитом искомое значение определяют по пластиковой палочке, всплывшей в растворе в последнюю очередь. Диапазон измерений устройства – от 1,19 до 1,31 (г/см3). С учетом невысокой стоимости – от 100 рублей, прибору прощают относительно высокую погрешность (до 0,02 единиц).
Прибор Орион АР-2
Компактный образец одноименного завода и Санкт-Петербурга. Прибор собран по классической схеме, и имеет небольшие габаритные размеры. Диапазон измерений от 1,10 до 1,30 единиц. Производитель снабжает устройство подробной инструкцией, поэтому вспоминать, как пользоваться ареометром, не придется. При аккуратном обращении удается получить показания с погрешностью не более цены деления – 0,01.
Ареометр для электролита Autovirazh AV 9901
Изделие производителя из Китая. На упаковке приводятся корректировочные таблицы с учетом температуры измерения. Также пользователю помогают определить уровень разряда батареи. Изделие имеет индивидуальную упаковку и стоит в пределах 100-150 рублей.
Ареометр для электролита Sparta 549125
Устройство с близким исполнением по отношению к предыдущему образцу. В комплектацию входят поплавки разной плавучести, что позволяет расширить диапазон применений. Цена на прибор также находится в интервале до 200 рублей.
Ареометр для электролита Skybear 623000
Прибор классического исполнения имеет стеклянную трубку и грушу с пипеткой из качественной резины. Диапазон измерений расположен в пределах 1,10 до 1,30 единиц. С учетом хорошего качества исходных материалов, производитель предоставляет годовую гарантию.
Устройство 1 JTC 1039 battery tester
Образец от производителя из Тайваня имеет привлекательный внешний вид и оригинальную конструкцию. Проверить плотность удается с высокой точностью. Радует и хорошее качество изготовления. Не хватает только индивидуальной упаковки. Стоимость находится в пределах 350-400 рублей.
Устройство 2 Hella Hydro Wolt
Оригинальное изделие позволяет не придерживаться точных рекомендаций, как пользоваться ареометром для аккумулятора. Прибор имеет аналоговый вращающийся циферблат и удобную кнопку заборной груши.Линейка с цифрами рассчитана на фиксацию даже тысячных долей от целой единицы. Это только повышает доверие к образцу. При этом цена лежит в диапазоне от 800 до 1400 рублей.
Таким образом, измерение плотности электролита не является сложным процессом. А невысокая стоимость изделий не вынуждает собирать ареометр своими руками. Прибор обязательно следует приобрести перед подготовкой АКБ к длительной эксплуатации.
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.
Ареометры-гидрометры
АЭГ используют для определения концентрации этиленгликоля в большом диапазоне температур (-20…+40°С).
Ареометры для морской воды
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.
Описание устройства аэрометра
Это очень простой и недорогой прибор, который желательно иметь каждому автолюбителю или тому, кто регулярно имеет дело с аккумулятором по другим причинам. Работает он просто – позволяет увидеть соотношение серной кислоты к воде. Чем больше первой, тем выше степень закисления аккумуляторной жидкости.
Конструкция
Внешне ареометр напоминает пипетку с грушей для комфортного и безопасного забора жидкости. Сам ареометр (шкала) находится внутри пипетки. При попытке анализировать закисление жидкости она попадает внутрь пипетки и на шкале виден результат. При этом взаимодействовать с кислотой не нужно.
Для чего нужен ареометр?
Для того, чтобы проверить, заряжен ли аккумулятор. Если начать любую работу с неисправной батареей, это может привести к поломке приборов. Уровень плотности электролита обязательно должен соответствовать норме – не опускаться ниже и не подниматься выше.
Купить ареометры
В любой лаборатории, автомастерской или медучреждении без прибора для определения плотности не обойтись. Купить ареометры можно у большинства поставщиков товаров для лабораторий. Выбирая, у кого приобрести устройство, следует обращать внимание на:
- в каких единицах калиброван ареометр;
- диапазон измеряемой величины;
- шкала или точность деления;
- погрешность прибора;
- есть ли термометр.
Каждый производитель перед передачей своей измерительной продукции на реализацию, проводить контроль качества. Для ареометров контроль проводят для каждой единицы товара, с указанием номера прибора и его индивидуальной погрешности. Поэтому, одна и та же модель плотномера у различных производителей будет иметь свою погрешность.
Проверка и калибровка ареометра
Чтобы проверить сахарометр или виномер, достаточно опустить прибор в дистиллированную воду температурой +20 °C. При правильной работе должно появиться нулевое значение (по шкале содержания сахара для виномера).
Если ареометр всплывает слишком высоко, следует увеличить его массу путем нанесения на верхнюю часть стеклянной трубки лака для ногтей или скотча, пока показания шкалы не вернутся к нулевому значению.
Если сахарометр (виномер) излишне тонет, нужно уменьшить его массу, сбрив лезвием часть стекла в верхней части трубки.
