Существует огромное количество измерительных приборов. Некоторые даже не знают, что это за устройства и как они выглядят. В статье мы выясним, что такое ареометр, какими они бывают, как работают и для чего служат.
Что такое ареометр
Согласно определению ареометр – это прибор для измерения плотности жидкостей, сыпучих веществ и твердых тел. Но почему о нём написано на сайте, посвящённом аккумуляторам? Давайте разбираться подробнее.
Устройство
Прибор состоит из колбы-поплавка, низ которой утяжелен грузом определенной величины, а на ее верхней части нанесена шкала.
На фото цифрами обозначены:
- – стеклянный поплавок;
- – груз определенной массы;
- – шкала.
Шкала градуируется в единицах, в которых измеряется плотность вещества. К примеру, спиртометры градуируются в % спирта от общего объема жидкости, а устройства для измерения плотности электролита – в граммах кислоты на 1 см³ жидкости (воды). На фото выше показан измеритель плотности электролита.
Поскольку плотность жидкостей зависит от температуры, некоторые модели ареометров снабжаются встроенными термометрами.
Выше описана конструкция ареометра постоянной массы, поскольку вес грузика, утяжеляющего колбу, имеет одну и ту же массу и не может быть изменен. Такие ареометры используют исключительно для измерения плотности жидкостей. Но существует еще один тип этих измерительных приборов. Устройства не имеют шкалы и утяжеляются набором грузов до тех пор, пока колба не уйдёт в жидкость полностью или до определенной метки. Такие ареометры получили название приборов с постоянным объемом, или гравиметров.
На рисунке буквами обозначены:
- А – чашка для установки гирь;
- В – поплавок;
- С – чашка для установки тела, плотность которого нужно измерить;
- m – измеряемое тело.
Плотность жидкости или твердого тела определяется по массе добавочного груза и объёму вытесненной жидкости при помощи специальной таблицы. Такие приборы используют обычно в лабораторных условиях для измерения плотности твердого тела, заранее зная плотность жидкости и массу этого тела.
Принцип работы
Выясним, как работает ареометр. Оба вышеперечисленных типа приборов используют закон Архимеда: «На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ».
Глубина погружения колбы ареометра постоянного веса тем больше, чем ниже плотность жидкости. Для приборов постоянного объема глубина погружения дополнительно зависит от веса гирь и тела, плотность которого измеряется.
В ареометрах постоянного объема учитывается и объем измеряемого тела, поскольку оно погружено в жидкость.
Разновидности
В быту мы пользуемся преимущественно конструкциями постоянного веса для измерения плотности жидкостей, поэтому остановимся на разновидностях приборов такого типа. В разделе выше описана конструкция однопоплавкового ареометра. Для того чтобы измерить плотность жидкости, ее наливают в сосуд и погружают туда прибор.
Это не совсем удобно, поэтому бытовые ареометры, особенно для измерения плотности электролита в аккумуляторных батареях, нередко оснащаются шприцем с грушей для забора электролита из секции АКБ. Этот же шприц является колбой, в которой плавает поплавок прибора.
Существуют и электронные приборы. Стоят они немало, а точность для бытового использования чрезмерная.
И, наконец, шутка конструкторов – ареометр, встроенный в аккумуляторную батарею. Правильное его название – гидрометр. По сути, им ничего не измеришь. Он отображает 3 значения: плотность низкая, плотность высокая и мало электролита. Точности никакой, надежность еще ниже, да и встроен он в одну секцию, а их в АКБ шесть. Его основное назначение – определение степени зарядки батареи, но и тут он имеет невысокую точность.
Это что касается конструкции. Но приборы классифицируются и по назначению. Ведь плотности, скажем, молока, меда и электролита сильно различаются. В спирте, к примеру, кислотный прибор просто утонет, а в меде не утонет вовсе.
Да и градуировка шкал у всех этих устройств должна быть разной. Как мы измерим крепость спиртного напитка, которая выражается в % от объема, кислотным устройством, отградуированным в г/см3, и что нам эти цифры дадут? А так бросил ареометр в водку и обнаружил, что ее крепость всего 30%.
Напоследок приведем основные существующие модели устройств и их назначение.
Таблица основных типов измерителей плотности
Модель | Назначение |
|---|---|
| АОН-1 … АОН-5 | общего назначения |
| АН, АНТ-1, АНТ-2 | для нефтепродуктов (октанометр) |
| АМ, АМТ | для определения качества молока (лактометр) |
| АУ | медицинский, для урины |
| АЭ-1 … АЭ-3 | для измерения плотности электролита |
| АГ | ареометр для грунта |
| АЭГ | гидрометр с термометром |
| АСП-1 … АСП-3, АСП-Т | для измерения содержания спирта (спиртометр) |
| АС-2, АС-3, АСТ-1, АСТ-2 | для сахара (сахаромер) |
Существуют универсальные автомобильные приборы, которыми можно замерить все, что замеряется. Выбор такого ареометра позволит сэкономить и не путаться в коробках.
Как пользоваться
Разберемся, как правильно пользоваться ареометром для аккумулятора. Начнем с обычного однопоплавкового. Шприцем набираем электролит из батареи и выливаем его в подходящую емкость. Лучше взять узкую пробирку, поскольку электролита в секции, чтобы, скажем, заполнить трехлитровую банку, не хватит для всплытия поплавка. Берем прибор за кончик и опускаем его в эту емкость. Причем следим, чтобы низ устройства не касался дна емкости. Поплавок должен свободно плавать.
Измерение плотности обычным однопоплавковым ареометром
Осталось считать показания по шкале. Учитываются те, которые находятся на верхней границе жидкости. На фото выше они помечены стрелкой.
Метод не совсем удобен, поэтому перейдем к измерению при помощи прибора, оснащенного шприцем. Тут все проще. Зажимаем грушу, погружаем иглу в секцию, отпускаем грушу, и шприц наполнится электролитом. Его (электролита) уровень, как и в первом случае, должен быть таким, чтобы поплавок ареометра свободно плавал. Осталось считать показания.
Из всех доступных и популярных осталась многопоплавковая конструкция. Ее основной недостаток – узкий диапазон измерения и небольшая точность, но ею вполне можно работать.
Этот прибор тоже имеет вид шприца, внутри которого пять-семь поплавков. Набираем электролит в шприц грушей и смотрим, сколько поплавков всплыло. Всплывший поплавок с наибольшими показаниями и будет искомым значением.
Прибор показывает, что плотность электролита в этой секции аккумуляторной батареи – примерно 1.23 г/см3
Плотность жидкостей (в частности, электролита) зависит от температуры. Поэтому проводить измерения нужно при комнатной температуре, а не на морозе.
Поправка при разных температурах измерений
Про электронные приборы и устройства, встроенные в аккумуляторные батареи, мы говорить не будем. К первым прилагается инструкция, для вторых она нанесена на самой батарее. Более подробную инструкцию о том, как измерить плотность, можно найти в статье «Все способы как проверить плотность электролита в аккумуляторе».
И напоследок подробное видео работы с наиболее распространенной конструкцией прибора – шприцем:
Точно так же измеряется плотность антифриза и жидкости для омывания стекол (при очень низкой они просто замерзнут зимой). Для этих целей нужно использовать соответствующий или универсальный ареометр, о чем мы говорили выше.
Вот и все об ареометрах, их конструкции и назначении. Прочитав эту статью, вы сможете самостоятельно замерить раствора, но не забывайте, что при работе с кислотами необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты – резиновыми перчатками, очками и фартуком.
Сейчас читают:
