История появление на свет ареометра. Назначение и классификация ареометров

Владимир Хомутко

Время на чтение: 3 минуты

А А

Принцип работы ареометра для нефтепродуктов

Плотность является одной из важнейших характеристик таких продуктов, как нефть и её производные. О приборах, с помощью которых производятся измерения этого параметра, и пойдет речь в этой статье.

Ареометр для нефтепродуктов представляет собой стеклянный прибор, с помощью которого производят замеры плотности только жидких веществ. Этот параметр для твердых тел измерить с помощью ареометра нельзя, хотя многие заблуждаются на этот счет.

Принцип работы этого измерительного средства достаточно простой. Он основан на законе Архимеда, и чуть ниже мы расскажем об этом подробнее.

Изготавливают такие приборы только из прозрачного стекла, поскольку внутри должна быть пустота, в которой хорошо видна градуированная шкала с нанесенными на неё делениями. Само устройство представляет собой две герметично спаянных между собой трубки разного диаметра, сделанных из стекла. Концы этих трубок также герметизированы (запаяны).

Это связано с тем, что ареометр во время всего срока своей эксплуатации должен иметь неизменный вес, который и обеспечивает точность измерений. Узкая верхняя трубка имеет белую шкалу, обычно сделанную из бумаги. Эта шкала отградуирована, а сама градуировка напрямую зависит от того, для каких целей применяется устройство.

Градуируют ареометры как в абсолютных (г/см), так и в относительных (%) значениях. Нижняя часть прибора засыпана балластом, который представляет собой мелкую металлическую дробь. Выбор такого балласта связан с тем, что с помощью маленьких дробинок проще управлять весом.

Если коротко и просто, то принцип работы таких приборов заключается в следующем.

Всем известно, что плотности различных жидкостей не одинаковы. Например, значение этого параметра для бензина ниже, чем аналогичное значение для воды, на поверхности которой он плавает. Так вот, если сначала опустить поплавок в воду, а после этого тот же поплавок поместить в бензин, то можно увидеть, что он погрузится в них на разную глубину.

Ареометры для нефтепродуктов

При проведении лабораторных измерений в качестве такого «поплавка» используют как раз градуированные ареометры для нефтепродуктов. Поскольку их устройство предусматривает наличие в верхней их части шкалы с делениями, положение жидкости на этой шкале и покажет значение искомого показателя исследуемого жидкого продукта.

Кроме ареометров, этот показатель можно измерять денсиметрами. Принцип работы этих измерительных средств одинаков, но первые могут измерять еще и температуру, а вторые – нет.

Количество предлагаемых на рынке приборов этого вида достаточно большое, и выбор зависит от сферы их применения. Например, для работы на автозаправочных станциях широко применяются приборы марок АНТ-1 и АНТ-2. Именно на АЗС персонал постоянно принимает нефтепродукты, поэтому там необходим четкий контроль за качеством и количеством получаемого топлива. И то, и другое можно проделать с помощью этого устройства.

К примеру, массу топлива в цистерне, зная его точный объем, легко вычислить по значению его плотности.

Знание температуры, при которой проводятся измерения, также важно, поскольку нефтепродукты, как и прочие физические тела, с понижением температуры сжимаются, что увеличивает плотностное значение.

Ареометр АНТ-2

Такие измерительные устройства обязательно есть во всех лабораториях многих промышленных отраслей, и дают возможность с высокой точностью контролировать качественные показатели нефтепродуктов и других жидких веществ.

01-03-2012

История появление на свет ареометра. Назначение и классификация ареометров.

Этот гениально простой инструмент (грубо говоря - поплавок со шкалой) для определения плотности жидкости придумала гречанка Ипатия - механик, философ, математик, астроном и философ, жившая в 4-5 века в египетской Александрии. Отсюда, в общем-то, и само название : araios плюс metreo или metron, т.е. мера (измерять) жидкости. Кстати, кроме этого физического прибора, Ипатия также изобрела астролябию, дистиллятор и планисферу (это плоская подвижная карта звезд на небе).

Тем не менее, многие историки автором изобретения считают А. Боме - французского химика 18 века. Во всяком случае, современные и те, что использовались почти 300 лет назад, внешне очень похожи. Та же трубка из тонкого стекла, наполненная (утяжеленная при калибровке) снизу, в более широкой части, ртутью или металлическими шариками. Калибровочный груз зафиксирован связующим веществом - сургучом, смолой и т.п. Верхняя, более узкая часть прибора, имеет шкалу (проценты или значения плотности).

В технической энциклопедии, медицинском, толковом и прочих словарях приводится различное толкование слова ареометр - суть прибора и принцип его работы (гидростатический закон) от этого не меняются. Это лишь свидетельствует о широте и многообразии его применения.

Итак. С помощью данного инструмента определяют плотность жидкости (в том числе растворов и суспензий, т.е. им можно определять концентрацию вещества в растворе). Эти устройства порой называют денсиметрами (densi по латыни - плотный), однако данное определение не совсем корректно: скорее ареометр - один из видов денсиметров. Более правильное название: ареометры постоянной массы. А еще есть ареометры постоянного объема. О чем речь?

Плотность вещества зависит от массы ареометра и объема, который он вытесняет при погружении. Ареометр постоянной массы свободно плавает в жидкости, плотность или концентрацию оценивают по шкале. Ареометр постоянного объема имеет переменную массу - по мере ее увеличения (с помощью специальных гирек, укладываемых на верхнюю тарелку-чашку) прибор погружается в вещество до метки. Разделив массу гирек на объем вытесненного ареометром вещества, вычисляют его плотность. Первый такой прибор создал немецкий физик Даниэль Габриэль Фаренгейт.

Согласно ГОСТ 18481-81 ареометры классифицируются следующим образом (буква «Т» означает, что ареометр снабжен термометром, ведь плотность зависит от температуры; также приборы одного типа могут отличаться диапазоном измерений):

АЭГ - гидрометр (означает то же, что ареометр) с термометром - для измерения массовой доли этиленгликоля в антифризе (определения точки замерзания);
АГ - для определения гранулометрического состава глинистых грунтов;
АК - для измерения плотности кислот;
АМ - для измерения плотности молока, сыворотки, пахты;
АН - определение плотности нефти и нефтепродуктов;
АСП - определяет объемную концентрацию этилового спирта в водном растворе;
АУ - замер плотности урины;
АЭ (АР) - определяет плотность электролита, т.е. степень разряда аккумулятора;
АОН - ареометры общего назначения: измеряют плотность жидкостей (в том числе растворов солей кислот, щелочей, кислот, бетона, растворителей и т.д.). Могут быть универсальными, либо в виде набора ареометров;
АС- определение концентрации сахара в водном растворе.

Есть и другие, специальные ареометры. К примеру, АМВ - прибор для определения плотности морской воды в единицах относительной плотности: они используются для оценки массы судового балласта перед началом погрузо-разгрузочных работ и при обслуживании морских аквариумов. АБР - ареометр для определения плотности пульп, тампонажных (быстротвердеющих) и буровых растворов и др. Существуют и цифровые ареометры (используется тот же принцип), позволяющие передавать результаты измерений на компьютер или принтер.
Само собой, ареометры зарубежных производителей имеют иную маркировку.

В повседневной жизни приходится встречаться с тем, что требуется проверить плотность какого-нибудь вещества, например, спирта, кислоты, молока. Для этого применяют ареометр, им также проверяют плотности электролита. Если хозяин автотранспортного средства рассчитывает, что аккумулятор будет работать как можно дольше , ему надлежит проверять, какая плотность у электролита. Для чего нужен ареометр - прибор, позволяющий замерять уровень закисленности раствора в ячеях батареи.

Что такое ареометр

Ареометр - это стеклянный поплавок, расширяющийся вниз и наполненный увесистой массой - балластом, работающий согласно закону Архимеда.

Применяют кое-какие виды ареометров для замера кислотности и температуры тосола. Устройство заключает в себя:

Виды ареометров

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

Как правильно пользоваться ареометром

От плотности и концентрации электролита зависит работоспособность аккумулятора автомашины и важно проверять и регулировать этот параметр своевременно.

Аккумулятор автомобиля это источник тока с гальваническими реакциями. Электролитом служит раствор кислот и щелочей определенной плотности. Нормативные показатели колеблются от 1,22 до 1,29 грамма/см3 при температуре от 20 до 30 °С.

Уменьшение плотности на 0,01 грамма/см3 говорят о разрядке аккумулятора на 5-6 %. При зарядке она поднимается до нормы. При многочисленных перезарядках плотность жидкости изменяется и необходима ее корректировка. Ее производят, доливая дистиллированную воду или кислоту с промежуточными измерениями.

Плотность - это масса серной кислоты, перемешанной с водой по отношению к целому объему раствора, то есть уровень закисленности смеси. По закону гидростатики при погружении тела в жидкость его вес равен массе вытесняемого объема жидкости. По этому принципу действует ареометр, он с аккуратностью устанавливает кислотность смеси в граммах/см куб.

Замерить плотность жидкости в аккумуляторной батарее несложно, но это требует опрятности и внимания.

Пошаговое руководство по измерению плотности электролита в аккумуляторной батарее

Измерять плотность электролита аккумулятора можно, если со времени его зарядки миновало около 6 часов. Необходимо вывернуть все заглушки аккумуляторных ячеек.
Взять прибор и спустить вертикально в ячейку аккумулятора. Прибор выглядит, как стеклянная колба, в которой имеется поплавок – ареометр со шкалой, а на окончании прибора резиновая груша для отбора электролита. Набираем некоторое количество кислоты, чтобы ареометр плавал без затруднений. Смотрим на шкалу, снимаем показания. У электролита с большой плотностью поплавок плавает выше. Единица замера плотности – килограмм на кубический дециметр, литр.
Смотрим показания . Плотность должна быть около 1,24 килограмма на литр. Различие замеров в остальных аккумуляторных ячейках составляет 0,03 килограмма на литр. При низкой плотности требуется подзарядить аккумулятор.
При нормальных показаниях завинчиваем заглушки. Необходимо применять оригинальные заглушки с прокладками.
Если показания прибора не в норме, меняем аккумулятор.

Техника безопасности

При работе с электролитом необходимо придерживаться критериев безопасности. Следует облачиться в защитных перчатки, очки, одежду и обувь. Необходимо не допускать попадания электролита на раскрытые части тела и в глаза. Все действия необходимо проводить в тепле, в вентилируемом помещении, так как выделяется токсичный газ.

При попадании кислоты в глаза или на кожу необходимо в изобилии промыть водой. Если тяжёлый ожог, то нужно выпить максимум теплой воды, принять анальгин. После этого надо быстро направиться в лечебное учреждение. Если кислота угодит на одежду, то её необходимо выкинуть. При работе с антифризом нужно тоже соблюдать меры безопасности. Пробку радиатора открывают только лишь после совершенного охлаждения жидкости для предупреждения ее выброса и получения ожогов.

После использования ареометр промывают в проточной воде. При соблюдении этого условия прибор проработает не один десяток лет.

Что такое ареометр для антифриза?

Ареометр — очень простое приспособление для проверки качества ОЖ, похожее на рыбацкий поплавок. В нем предусмотрена специальная шкала, по которой можно проверить плотность электролита и в градусах антифриза и тосола. С помощью резиновой груши, расположенной вверху устройства, в пипетку всасывается антифриз, тосол или электролит. Соприкасание ОЖ или электролита со стержнем ареометра показывает плотность проверяемой жидкости в кг/дм3 либо температуру замерзания в градусах. Чтобы показания были точными, замеры должны проводиться при температуре окружающей среды — около 20°С.

Устройство

Устроен этот прибор очень просто. Вверху предусмотрена специальная шкала с рисками. Также есть резиновая груша, надетая на верхнюю часть прибора. Внизу пипетка для набора жидкости.

Принцип работы

Принцип работы прибора основан на всем известном законе Архимеда, который мы все прекрасно помним еще со школьной скамьи. В этом видео показан принцип действия ареометра и рассказано, как им пользоваться.

Где можно купить ареометр и за сколько?

Автомобильные ареометры — это не дефицит, и продаются фактически во всех магазинах, торгующих автозапчастями. Стоит прибор недорого. Не более пяти долларов.

Не стоит выбирать самый дорогой прибор, для проверки антифриза или тосола покупайте самый простой. В некоторых случаях имеет смысл приобретение ареометра, при помощи которого можно проверить не только и антифриза, но и электролита.

Правила использования ареометра

Работать с прибором очень просто. Нужно погрузить его пипетку в тестируемую охлаждающую жидкость, которая находится в радиаторе или же в канистре. Нажимая на резиновый шар, набрать требуемое количество антифриза, тосола или электролита в колбочку. Наберите жидкости такое количество, чтобы поплавок мог свободно плавать в ней. Далее извлекаем его и смотрим показания на шкале, находящейся на поплавке.

Техника безопасности

Работая, нужно соблюдать осторожность. В случае, если вы проверяете качество охлаждающей жидкости, которая уже находится в системе автомобиля, то перед проверкой заглушите автомобиль и подождите несколько часов. ОЖ должна остыть. В случае, если вы открутите пробку радиатора, сразу же после поездки, то рискуете обжечься.

Также помните, что многие жидкости в автомобиле, к примеру, электролит, являются кислотами, и в случае попадания на кожу могут вызвать ожог. Если такое все-таки произошло, то место ожога немедленно промойте чистой водой и обратитесь в клинику. Если электролит попадет на одежду, то немедленно замочите ее в воде, но, скорее всего, на ткани останется пятно.

Наверняка каждый автовладелец сталкивался с проблемой плохого запуска транспортного средства в зимнее время. Причин этому может быть несколько. Но в большинстве случаев виновником считается именно аккумулятор. Дело в том, что ключевой характеристикой его работоспособности является плотность электролита. От данного параметра зависит заряд аккумулятора, напряжение его и качество пуска двигателя. Периодически рекомендуется проверять плотность данной жидкости. Для этого применяется специальный измерительный инструмент. В сегодняшней статье мы рассмотрим, что такое ареометр, а также узнаем, как правильно замерить плотность электролита в АКБ и тосола в системе охлаждения. Эта информация будет полезна каждому автовладельцу.

Характеристика

Итак, что такое ареометр? Это инструмент, который служит для измерения плотности твердых тех и жидкостей. Принцип работы ареометра основан на законе Архимеда. Внешне данный прибор представляет собой стеклянную колбу, нижняя часть которой заполняется дробью для получения нужной массы.

Вверху (в узкой части трубки) имеется шкала. Она проградуирована в соответствии с плотностью раствора. На данный момент существуют ареометры двух типов – постоянной массы и постоянного объема.

Как это работает?

Действует данный прибор благодаря специальному поплавку. Именно он определяет точную плотность жидкости. Как пользоваться ареометром для аккумулятора? Отметим, что приступать к замерам нужно только при комнатной температуре. Набирать жидкость нужно с каждой «банки», коих в АКБ автомобиля шесть (в том числе и на грузовиках). Далее поплавок автоматически поднимется и покажет текущую плотность измеряемой жидкости.

Как читать показания? Для этого предусмотрена специальная шкала со значениями, которые отвечают погружению до конкретного деления. Часть поплавка будет находиться над поверхностью. Значение деления на отростке и будет определять текущую плотность электролита.

Виды

На сегодня существует несколько типов данных измерительных устройств:

Механический ареометр.
Электронный.

Первый тип представляет собой круглую колбу с поплавком внутри. В цифровых же схема несколько иная. Электронный ареометр являет собой некий щуп с металлическим концом. Вверху имеется цифровой дисплей. Работает такой прибор на обычных батарейках, благодаря датчикам. Однако на рынке такие приборы мало востребованы ввиду их высокой стоимости. Механический аналог стоит в 10-15 раз дешевле, а потому применяется чаще всего.

Почему так важно следить за плотностью?

Что такое ареометр, мы уже выяснили. На первый взгляд может показаться, что этот прибор не нужен. Но именно он позволяет вовремя заметить низкий уровень плотности и предотвратить серьезные последствия. Если говорить об антифризе, он может замерзнуть при околоминусовой температуре. Как известно, охлаждающая жидкость, в которой много воды, расширяется при замерзании. Как следствие, лопаются патрубки и деформируется радиатор. Естественно, продолжать движение на такой машине нельзя.

Если говорить об аккумуляторе, при низкой плотности электролита такая АКБ не способна быстро восстановить заряд. В результате напряжение батареи всегда ниже нормы – 11,0–11,5 вольт. При запуске двигателя стартер отнимает еще 2 вольта, что приводит к глубокой разрядке АКБ. Все это существенно сокращает ресурс батареи. Вот почему важно знать, как пользоваться ареометром. Ниже мы рассмотрим, как производить замеры.

Делаем замеры на АКБ

Рассмотрим, как пользоваться ареометром для аккумулятора. Для этого необходимо обеспечить доступ к банкам АКБ. Крышки можно открутить толстой шлицевой отверткой. Далее погружаем стеклянную колбу-трубку внутрь и забираем часть жидкости при помощи груши. Поплавок при этом должен свободно плавать и находиться вертикально. Как узнать результат? Уровнем плотности считается то место, где шкала соприкасается с электролитом. Измерив данные на одной банке, переходим к следующей. Обратите внимание, что выкачанный электролит после замеров снова возвращается в ту банку, с который был взят.

Техника безопасности

Перед тем как ареометром проверить плотность электролита, следует надеть резиновые перчатки. Важно также защитить и рукава, поскольку данная жидкость очень агрессивна. При попадании электролита на кожу следует немедленно промыть поврежденный участок под проточной водой.

Данная жидкость агрессивно воздействует не только на кожу, но и на одежду. Лучше использовать вещи из плотной ткани, поскольку электролит их может частично разъедать. Стоит остерегаться попадания жидкости в глаза. Не лишними будут защитные очки.

Как повысить уровень?

Идеальным результатом считается плотность в 1,27 грамм на кубический сантиметр. Если данный параметр составляет 1,23 и ниже, плотность нужно срочно повысить. Как это сделать? Для этого следует приобрести электролит (он есть в любом автомобильном магазине). Если плотность крайне низкая (менее 1,18 грамм на кубический сантиметр), имеющийся в АКБ электролит лучше полностью вылить, промыв далее внутренности дистиллированной водой. Работы следует производить в резиновых перчатках, иначе возможны серьезные ожоги.

После этого заливаем в каждую из банок новый электролит до того момента, как он полностью не покроет поверхность пластин. Желательно, чтобы его уровень был выше на 1,0–1,5 сантиметра от свинцовых пластин. Далее ставим аккумулятор на зарядку. ЗУ нужно поставить на низкий ток. Не закручивая крышек, ждем, пока часть жидкости выкипит. Спустя пару часов, снимаем АКБ с зарядки. Подождав еще час, делаем замер. Плотность должна составить от 1,27 до 1,29 грамм на кубический сантиметр.

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.

Как вернуть плотность антифриза?

Здесь технология несколько иная. Для того чтобы антифриз не замерзал при околоминусовых температурах, следует добавить в него концентрат. Обычно он имеет температуру кристаллизации в -80 градусов и продается в литровых бутылках. Зачастую одной баклажки хватает, чтобы сместить порог замерзания на 10-15 градусов. Долив нужный объем жидкости, можно смело приступать к эксплуатации.

О стоимости

Если говорить о механических изделиях, их стоимость варьируется в пределах от 140 до 320 рублей. Стоимость цифровых же начинается от 5 тысяч рублей.

Отметим, что устройства строго делятся по области применения. В продаже существуют ареометры для электролита и для антифриза.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое ареометр и как им пользоваться. Как видите, это довольно полезная вещь, которая пригодится каждому автовладельцу. Стоит иметь в наличии два ареометра - для антифриза и для электролита. Замеры плотности в АКБ рекомендуется делать минимум раз в год. А что касается охлаждающей жидкости, проверять ее нужно только после смешивания с дистиллированной водой (когда ранее был низкий уровень антифриза). Стоит помнить, что чем больший процент воды в ОЖ, тем меньше ее порог кристаллизации.