Ареометр: что это за прибор? - Советы домашнему мастеру о ремонте и строительстве

Ареометр основан на законе гидростатики, который гласит, что любое тело плавает в жидкости, настолько глубоко погруженное в нее, что вес вытесненной им жидкости равен весу всего плавающего тела (в данном случае ареометр означает тело).

Ареометр. Измерение плотности электролита батареи.

Гидрометр (греч.).
– В физике это название прибора, используемого для определения плотности и, следовательно, удельного веса тел.

Устройство основано на законе гидростатики, согласно которому любое тело плавает в жидкости, настолько глубоко погруженное в нее, что вес вытесненной им жидкости равен весу всего плавающего тела (в данном случае под телом подразумевается ареометр).

Для водителей автомобильный ареометр имеет практическую ценность для измерения плотности электролита и дизельного топлива. Щуп для измерения электролита некоторое время находился в тени, причиной тому была мода на необслуживаемые автомобильные аккумуляторы. Однако в последнее время производители батарей вернулись к полуобслуживаемым конструкциям (батареи с крышками для осмотра и дозаправки), поскольку увидели большую практичность такой конструкции. Вместе с частично обслуженными батареями вернулись и гидрометры электролита.

Гидрометр представляет собой поплавок, на верхней части которого имеется бумажная шкала, градуированная в единицах плотности кг/м3 для электролита и в градусах Цельсия (°C) для рассола.
Бутылка в верхней части ареометра используется для аспирации электролита или рассола в пипетку через кончик крышки в количестве, достаточном для того, чтобы ареометр плавал вертикально.

Существуют также коммерчески доступные наборы поплавков разного веса и одинакового объема, помещенные в общий стеклянный контейнер. При заполнении такой емкости электролитом выберите поплавок, который будет плавать правильно – отметка будет находиться на границе жидкости – это и будет фактическая плотность. Другие поплавки будут тонуть или плавать боком.

Принцип работы

Измерение основано на разнице в плотности жидкости и гидростатическом законе Архимеда. Тело, погруженное в жидкость, выталкивается с силой, равной массе вытесненной жидкости.

Конструкция и характеристики

Классический измерительный инструмент – это стеклянный цилиндр, с одной стороны которого находится широкая трубка с закругленным дном, а с другой – узкая трубка, размеченная в соответствующих единицах измерения. Обычно это единицы концентрации вещества или истинной плотности раствора.

Внутри широкой части находится груз, обычно свинцовые шарики. Грузы используются для удержания инструмента в вертикальном положении.

Плотность определяется как масса ареометра, деленная на объем вытесненной им жидкости. Это соотношение зависит от плотности измеряемого раствора и массы гири в денсиметре.

В приборах с фиксированным объемом на колбе, в которую должен быть погружен прибор, ставится неподвижная метка. Подбирая грузы разной массы, можно получить необходимую глубину погружения. Получив в результате массу поплавка и прикрепленных к нему гирь, можно определить плотность вещества.

Существует два типа ареометров, в зависимости от принципа измерения:

Как измерить плотность с помощью ареометра.

Чтобы измерить плотность электролита в батарее, необходимо соблюдать условия, которые влияют на показания наших измерений:

Аккумулятор должен быть заряжен.
Плотность не может быть измерена сразу после зарядки, подождите 3-5 часов.
Показания ареометра должны быть скорректированы в зависимости от температуры электролита.

Читайте также: Инвертированный однофазный конденсаторный двигатель 220В

Наиболее точные показания будут при температуре раствора 27 градусов C. Если температура ниже, вычтите 0,004 доли единицы на каждые 6 градусов C, если выше, прибавьте то же значение.

Перед откручиванием крышки батарейного отсека тщательно протрите его поверхность, чтобы предотвратить попадание грязи внутрь, так как это может сократить срок службы устройства.

Процедура измерения проста. Соберите ареометр: прикрепите пипетку к корпусу трубки, поместите денсиметр в корпус и закройте другую сторону корпуса резиновой колбой.

Измерьте плотность в каждой банке по очереди. Для этого опустите наконечник пипетки на пластины и с помощью резиновой колбы втяните раствор кислоты в корпус ареометра. Не рекомендуется вводить слишком много электролита, денситометр может попасть в пузырек и показания будут неточными, если раствора недостаточно, денситометр не будет плавать. Количество раствора кислоты должно быть настолько большим, чтобы денсиметр плавал на поверхности без помех.

Плотность нашего электролита можно считать на пересечении шкалы ареометра и поверхности раствора. Обратите внимание, что приборы имеют разные шкалы, некоторые показывают показания в г/см3, но есть и шкалы в кг/м3, чтобы получить привычные нам числа, показания нужно разделить на 1000.

В зависимости от полученных значений можно принять решение о корректировке раствора кислоты. Ранее мы уже писали о том, как увеличить плотность электролита в аккумуляторе в статье “Увеличиваем плотность электролита в аккумуляторе”.

Некоторые ареометры имеют шкалу для измерения плотности тонера с помощью ареометра. Почему необходимо измерять вес рассола? Этот показатель необходим в основном зимой и в северных регионах страны. Дело в том, что плотность можно использовать для определения точки кристаллизации (замерзания) дизельного топлива, что очень важно при низких температурах для правильной работы двигателя.

Всегда промывайте ареометр не менее трех раз после использования, предпочтительно дистиллированной водой. Эта простая процедура продлит срок службы вашего прибора более чем на год.

Каждый ареометр работает в соответствии с принципом перемещения, открытым Архимедом. Согласно гидростатическому закону, когда объект погружен в жидкость, на него действует плавучая сила. Его величина равна весу вытесненной воды. Состав жидкости разный, поэтому сила плавучести будет разной.

Конструкция и параметры ареометров

Устройство имеет форму колбы, запаянной с обоих концов. Внутри колбы находятся металлические гранулы. Количество вылетевшего металла зависит от типа жидкости (каждая жидкость имеет свою плотность). На колбе имеется шкала, которая позволяет точно определить необходимый параметр. Некоторые ареометры дополнительно помещены в большую полую трубку (как в случае с электролитической моделью).

Для измерения некоторых опасных жидкостей используется дополнительная колба. Он предназначен для порционного забора (например, автомобильные ареометры позволяют аккуратно взять небольшой объем электролита). Такая конструкция предотвращает попадание электролита или других токсичных веществ на кожу.

В зависимости от конструкции и назначения, вторая колба может иметь форму бутылки с длинным горлышком или толстой градуированной трубки. Некоторые модели изготовлены из толстого прозрачного пластика, устойчивого к агрессивным растворам кислот и щелочей.

Стеклянный аналог имеет ряд преимуществ:

Колба сохраняет свою прозрачность независимо от частоты использования;
Стекло более устойчиво к органическим соединениям.

Одним из недостатков стеклянных ареометров является их хрупкость, поэтому складную модель необходимо хранить надлежащим образом (в футляре с отдельными камерами для каждой колбы). В этом случае поплавок необходимо извлечь из большой колбы и хранить в специальной упаковке, чтобы он не разбился.

При покупке ареометра того же типа обратите внимание на погрешность (указана в процентах). Чаще всего этот параметр очень важен для точных измерений на производстве.

Еще одним важным фактором является градуировка баланса. Чем длиннее градуировка, тем точнее показания. Дешевые ареометры часто изготавливаются с мелкими делениями, что затрудняет точное определение значения плотности электролита или мазута.

Чтобы помочь водителю автомобиля определить, в норме манометр или нет, на шкале отмечено минимально допустимое значение (выделено красным цветом). Оптимальное значение отмечено зеленым цветом.

Ареометры времен Боме (18 век) также изготавливались из стекла и имели форму сферической колбы с шариками ртути или металла в нижней части и полоской градуированной бумаги в верхней части. Специальный ареометр со шкалой, показывающей количество сахара или соли в жидкости, использовался для определения концентрации вещества (соли, сахара) в химическом растворе. “Градусы Боме” – это система ареометрической шкалы, которая и сегодня используется в науке и технике.

Гидрометр

Гидрометр (от греч. арайос – жидкие, сыпучие и metreo – это лабораторный прибор, используемый для измерения относительной плотности, концентрации и удельного веса жидкостей или свободно текущих твердых тел.

История ареометров

Прибор имеет форму стеклянной колбы, нижняя, более широкая часть которой содержит небольшое количество дроби или ртути, верхняя, более узкая часть содержит шкалу, по которой определяется плотность раствора или концентрация растворенного вещества. Учитывая зависимость плотности жидкости от температуры, ареометры иногда оснащаются термометром для более точного измерения. Ареометры этого типа обозначаются буквой “Т”. Спектр применения ареометров очень широк: нефтехимическая, фармацевтическая, пищевая промышленность, здравоохранение, экология, сельское хозяйство и другие отрасли. Большинство ученых и историков считают, что изобретателем ареометра был французский химик Антуан Боме, который прославился своими исследованиями по определению плотности жидкостей с помощью ареометра. Он изобрел два прибора: один для веществ, плотность которых меньше плотности воды, а другой – для веществ, плотность которых больше плотности воды. Несмотря на это утверждение, считается, что прибор для измерения плотности был разработан уже в египетском городе Александрия в 4-5 веке греческим ученым, философом, астрономом и математиком Гипатией.

Первые ареометры использовались в эпоху позднего эллинизма (4 – 5 век нашей эры). Они были очень похожи по форме на современные и назывались гидроскопами. Эти гидроскопы имели форму цилиндра, который, будучи погруженным в жидкость, показывал ее плотность и удельный вес.

Арезометры Бёме (18 век) также изготавливались из стекла и состояли из сферической колбы с шариками ртути или металла в нижней части и полоской градуированной бумаги в верхней части. Специальный ареометр со шкалой, показывающей количество сахара или соли в жидкости, использовался для определения концентрации вещества (соли, сахара) в химическом растворе. “Градусы Бёме” – это система ареометрических шкал, которая и сегодня используется в науке и технике.

Функция ареометров

Этот принцип основан на гидростатическом законе Архимеда: масса любого физического тела равна массе воды, вытесненной этим телом. Ареометры опускаются на разную глубину в зависимости от плотности жидкости.

Например, для измерения условного веса жидкости ареометр опускают в сосуд с жидкостью. Как только он займет правильное положение, плотность жидкости можно определить с помощью ареометрической шкалы.

Типы ареометров

Среди всего лабораторного оборудования и приборов, предлагаемых компанией Prime Chemicals Group, имеется большой выбор ареометров. На нашем сайте вы можете приобрести гидрометры для следующих измерений плотности:

– Кислоты (в различных диапазонах);

– Бензин, дизельное топливо или другие нефтепродукты;

– Массовая доля сахара в сахарных растворах;

– Для спирта (спиртометр);

Как определить качество ареометра?

Для определения качества показаний измерений ареометры должны соответствовать определенным параметрам:

Классификация типов ареометров:

Согласно ГОСТ 18481-81, ареометры в зависимости от назначения делятся на следующие классы:

– AK – для определения плотности кислот;

– AM – для определения плотности молочных продуктов (молоко, сыворотка).

– ANT – плотность бензина, парафина и других нефтепродуктов, с учетом температуры вещества;

– ASP – для измерения концентрации этилового спирта;

– AE (AP) – для измерения плотности электролита;

– АОН – для измерения плотности жидкостей

– AC – для определения количества сахара в растворе, содержащем сахар.

Купить ареометр – просто и экономически эффективно

Компания “Прайм Кемикалс Групп” предлагает широкий выбор лабораторного оборудования в Москве и Московской области. В нашем магазине вы всегда найдете широкий ассортимент лабораторных измерительных приборов – гидрометров для любой сферы деятельности. Для удобства и безопасности хранения ареометры поставляются в картонной тубе или в пластиковом футляре. Все представленные модели соответствуют европейским знакам качества, изготовлены в соответствии с ГОСТом и прошли предварительную проверку на заводе. В зависимости от назначения ареометра, цена в нашем каталоге варьируется от 70 до 390 рублей.

Если вы собираетесь использовать универсальные ареометры, вам также понадобится таблица для расшифровки показателей. Такие устройства показывают не фактическую плотность, а выталкивающую силу. Поэтому вам понадобится таблица, показывающая зависимость между эффектом Архимеда и удельным весом вещества.

Как пользоваться ареометром

Чтобы проверить (измерить) плотность жидкости, нужно окунуть в нее ареометр. Тогда:

Снимите показания с ареометра. Для этого посмотрите уровень жидкости на шкале в верхней части устройства.
Обратитесь к таблице или расчетам. Некоторые модели ареометров являются узкоспециализированными, “показывая” требуемую плотность с первого взгляда. Другие более универсальны и демонстрируют измеренную Архимедову силу.
Используйте результаты из таблицы или вычислений для определения необходимой плотности жидкости.

Для правильного измерения используйте следующие рекомендации:

Погрузите ареометр в жидкость, налитую в прозрачный сосуд, например, стеклянную колбу или пробирку. Это позволит получить наиболее точные показания.
Погрузите ареометр вертикально. Конечно, он является “самобалансирующимся”, как поплавок. Однако некоторые жидкости могут окрашивать измерительную шкалу ареометра, поэтому если он “тонет” в горизонтальном положении, показания могут быть трудночитаемыми.
Мощность должна быть измерена при нормальных климатических условиях – например, при комнатной температуре. Некоторые жидкости значительно изменяют свою плотность при нагревании или охлаждении, что может снизить точность ареометра.
Не используйте треснувшие, неисправные или поврежденные иным образом приборы.

Если вы собираетесь использовать универсальные ареометры, вам также понадобится таблица для расшифровки значений. Эти приборы показывают не фактическую плотность, а силу плавучести. Поэтому вам понадобится таблица, показывающая зависимость между силой Архимеда и удельным весом вещества.

И градуировка шкалы у всех этих устройств должна быть разной. Как измерить крепость алкогольного напитка, которая выражается в % по объему, с помощью кислотного прибора, градуированного в г/см3, и что дают нам эти числа? Поэтому мы помещаем в водку ареометр, и оказывается, что ее крепость составляет всего 30%.

Как использовать

Давайте узнаем, как использовать ареометр для батареи. Начнем с простого однопластинчатого ареометра. С помощью шприца отберите электролит из батареи и перелейте его в подходящую емкость. Лучше взять узкую трубку, так как электролита в сечении не хватит, чтобы, скажем, заполнить трехлитровую банку, для поплавка. Возьмите прибор за кончик и окуните его в эту емкость. Убедитесь, что дно устройства не касается дна контейнера. Поплавок должен свободно плавать.

Плотность измеряется с помощью стандартного однопоточного ареометра.

Теперь считайте показания с весов. Учитываются те, которые находятся на верхней границе жидкости. Они отмечены стрелкой на фотографии выше.

Этот метод не очень удобен, поэтому мы переходим к измерению с помощью шприца. Здесь все проще. Зажмите колбу, окуните иглу в секцию, отпустите колбу, и шприц наполнится электролитом. Уровень электролита должен быть таким, как в первом случае, чтобы поплавок ареометра свободно плавал. Остается только прочитать прочитанное.

Из всех доступных и популярных формул остается многоплоскостная формула. Его основным недостатком является узкий диапазон измерения и низкая точность, но он вполне осуществим.

Этот инструмент также имеет форму шприца, внутри которого находится от пяти до семи поплавков. Вы наполняете шприц с колбой электролитом и смотрите, сколько поплавков всплывает. Поплавок с наибольшим показанием будет заданным значением.

Прибор показывает, что плотность электролита в этой части батареи составляет около 1,23 г/см3

Плотность жидкостей (особенно электролита) зависит от температуры. Поэтому измерения должны проводиться при комнатной температуре, а не на холоде.

Коррекция при различных температурах измерения

Мы не будем говорить об электронных счетчиках и устройствах, встроенных в батареи. К первым прилагаются инструкции, вторые напечатаны на самой батарее. Дополнительные инструкции по измерению плотности см. в разделе “Все способы проверки плотности батареи”.

И, наконец, подробное видео о работе с наиболее распространенной конструкцией инструмента – шприцем:

Аналогичным образом измеряется плотность антифриза и жидкости стеклоомывателя (если она очень низкая, то зимой она просто замерзнет). Для этого необходимо использовать подходящий или универсальный ареометр, о чем мы говорили выше.

Вот и все об ареометрах, их устройстве и назначении. После прочтения этой статьи вы сможете самостоятельно отмерить раствор, но не забывайте, что при работе с кислотами необходимо использовать средства индивидуальной защиты – резиновые перчатки, очки и фартук.

А вот проверенные ареометры для антифриза.

Гидрометр

Гидрометр для масла – это стеклянный прибор, используемый для измерения плотности только жидкостей.

Принцип работы измерительного устройства очень прост.
Он основан на законе Архимеда.

Гидрометры изготавливаются только из прозрачного стекла, поскольку должно быть пустое пространство, в котором хорошо видна шкала и ее деления.
Само устройство состоит из двух стеклянных трубок разного диаметра, которые герметично соединены между собой.
Концы этих трубок также запаяны.

Это связано с тем, что для использования ареометра его вес должен быть всегда одинаковым, что обеспечивает точность измерения.
На узкой верхней трубе имеется белая шкала, обычно сделанная из бумаги.
Шкала градуирована, и градуировка зависит от применения.

Ареометры калибруются как в абсолютных (г/см), так и в относительных (%) значениях.
Дно колеи заполняется балластом, который представляет собой мелкую металлическую крошку.
Выбор балласта основан на том, что мелкие гранулы облегчают контроль веса.

Читайте далее: