Плотность электролита, ареометр: конструкция прибора, алгоритм измерений

Что это? Плотность электролита и ареометр – неотъемлемые понятия. Первое указывает на степень разряженности автомобильного аккумулятора, второе – прибор, с помощью которого можно измерить этот показатель.

Как измерять? Чтобы измерить плотность электролита ареометром, необходимо отсоединить клеммы и снять АКБ, затем открутить крышечки смотровых колодцев и поочередно провести измерения.

 

В этой статье:

1. О чем говорит плотность электролита в АКБ
2. Что собой представляет ареометр для измерения плотности электролита
3. Техника безопасности при измерении плотности электролита ареометром
4. Алгоритм измерения плотности электролита ареометром
5. Долив воды после измерения плотности электролита

О чем говорит плотность электролита в АКБ

Одним из способов определения неисправности аккумуляторной батареи является измерение плотности электролита.

Замеры производятся как при замкнутой электроцепи, так и без. Если плотность низкая, то это означает, что:

• неисправность локализована в какой-то отдельной ячейке;
• имеет место глубокий разряд всей батареи;
• внутри аккумулятора разорвана цепь.

Для измерения плотности электролита применяют специальный прибор – ареометр (другое название – денсиметр).

Классическим электролитом в АКБ выступает раствор серной кислоты. Именно ее концентрация и влияет на плотность: чем выше содержание h3SO4 в растворе, тем больше и плотность. Однако на данный показатель дополнительно оказывают влияние:

• температура электролита;
• уровень заряда АКБ.

Когда батарея разряжается, часть серной кислоты реагирует с металлом пластин (образуя соль). В итоге плотность электролита падает.

Для того чтобы получать релевантные данные, измерение плотности кислотного раствора принято проводить, когда его температура составляет 25 °С (или близка к ней).

Нормальным значением плотности при полной зарядке аккумулятора является показатель 1,27 г/см³ (±0,01). В зависимости от климатической зоны, где происходит эксплуатация АКБ, плотность может варьироваться в пределах ±5 %.

По мере разрядки батареи линейно снижается и плотность. Когда заряд оказывается израсходованным наполовину, плотность достигает значения в 1,2 г/см³ (±0,01). При полной разрядке – 1,1 г/см³ (±0,01).

У исправного аккумулятора (в котором нет коротких замыканий между пластинами) плотность электролита во всех банках одинаковая (и химический состав раствора тоже). Если же где-то коротит, то в неисправной банке плотность электролита будет заметно ниже – на 0,1-0,15 г/см

3. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, то налицо глубокая разрядка. Такой эффект также может свидетельствовать о сульфатации АКБ или о ее сильном устаревании.

При зарядке линейно растет плотность электролита и концентрация кислоты в растворе. Как следствие, общий уровень жидкости в каждой банке повышается. При разрядке уровень падает, но он все равно должен полностью покрывать пластины. Недопустимо использовать батарею с низким уровнем электролита, когда верхние части пластин обнажены – перед установкой АКБ необходимо проверить уровень раствора в каждой банке (он должен быть миллиметров на 10-15 выше кромки сепараторов – пластин, генерирующих заряд).

 

Что собой представляет ареометр для измерения плотности электролита

Плотность электролита в аккумуляторе определяется по закону Архимеда. Ареометр имеет нормативную плотность, и то, насколько он погрузится в раствор, зависит от концентрации кислоты (на корпусе ареометра нанесена соответствующая шкала). Как же проверить плотность электролита ареометром на практике? Перед использованием данного прибора следует разобраться с единицами измерения – зачастую шкала нанесена не в г/см

3, а в системе СИ – в кг/м³.

Ареометр устроен крайне просто – он представляет собой тонкую, герметично запаянную стеклянную трубку (чтобы жидкость не повредила шкалу, она наносится на внутреннюю поверхность трубки). Один конец трубки имеет шарообразное утолщение, в котором находится утяжеляющий груз. Он нужен для того, чтобы измеритель мог плавать вертикально и было удобно разглядеть уровень его погружения по шкале.

Специально для измерения плотностей опасных жидкостей (как щелочей, так и кислот, содержащихся в электролите) разработаны автомобильные ареометры с улучшенной, немного более сложной конструкцией.

Данный прибор имеет прозрачную колбу, в который с помощью груши набирается исследуемая жидкость. Внутри колбы уже присутствует сам измеритель-ареометр, который оказывается погружен в жидкость в соответствии с соотношением плотностей. Конструкция колбы такова, что можно без проблем вернуть всю жидкость, взятую для измерения, обратно. Такой способ исследования позволяет произвести замеры плотностей в тех случаях, когда поместить в емкость с жидкостью обычный ареометр бывает трудно, а то и вовсе невозможно.

На рынке также можно найти электронные ареометры. Но они намного дороже аналоговых и при этом не дают очевидного преимущества, поэтому они не сильно распространены. Неправильно называть такие цифровые измерители плотности рефракторами. Последний является прибором, который определяет плотность жидкости по углу преломления света. Электронные ареометры используют иной принцип, а что касается рефракторов, то с их помощью удобно измерять физические характеристики иных автомобильных жидкостей, например антифриза.

Приобретайте такие ареометры, в которых шкала имеет максимальный масштаб. Большая цена деления позволит более точно определить плотность электролита, ведь здесь важна каждая сотая доля грамма на см³. В стеклянной колбе шкалу видно четче по сравнению с пластиковыми, которые со временем мутнеют. Однако стекло требует более бережного к себе отношения.

Техника безопасности при измерении плотности электролита ареометром

Осуществляя проверку плотности электролита в аккумуляторе ареометром, помните, что имеете дело с весьма концентрированной серной кислотой, неосторожное обращение с которой может привести к получению серьезных ожогов незащищенных участков кожи.

Соблюдайте следующие правила безопасности:

• перед тем как замерять плотность электролита ареометром, всегда надевайте высокий резиновый фартук;
• руки должны быть защищены длинными резиновыми перчатками;
• глаза надо прикрыть специальными защитными очками.

Помните! Контакт кислотного раствора из АКБ с глазами может привести к необратимой потере зрения! Если же кислота все-таки попала на незащищенные участки кожи, то нужно немедленно промыть это место под проточной водой в течение не менее 15 минут. Затем следует сделать раствор соды: на 20 мл воды нужно положить 1 чайную ложку, размешать и аккуратно нанести раствор на обожженный участок. Вместо раствора соды можно использовать мыльную воду. Щелочь нейтрализует действие кислоты. А после того, как пройдет боль, надо немедленно обратиться к врачу.

Товары из категории

Перейти в каталог

Алгоритм измерения плотности электролита ареометром

Замер плотности электролита ареометром в холодное время года, должен осуществляться в отапливаемом помещении (с температурой окружающего воздуха не менее +25 °С, при этом аккумулятор должен некоторое время постоять в теплом помещении, чтобы нагреться). Перед тем как приступать к измерениям, нужно выполнить ряд требований, влияющих на их точность:

• Батарея должна быть разряжена полностью.
• Если вы хотите установить плотность электролита полностью заряженной батареи, то после отключения от сети АКБ должна постоять несколько часов (химическая реакция по восстановлению кислоты из соли должна полностью прекратиться).
• При измерении плотности ареометром получаемые данные следует корректировать в зависимости от температуры окружающего воздуха (нормативным уровнем температуры является +27 °С; каждые 6 °С ниже данного значения убирают 0,004 г/см ³ плотности, если выше, то к получаемому значению нужно приплюсовать 0,004).
• Пробки банок открываются исключительно по очереди, причем вскрытой одновременно остается лишь одна банка (также нужно тщательно вытереть корпус АКБ от всевозможных загрязнений – никакие посторонние примеси не должны попасть в электролит, берущийся для исследования).

Рассмотрим последовательность действий по пользованию автомобильным ареометром при замере плотности электролита в аккумуляторе.

1. Присоедините пипетку снизу и поместите в колбу ареометра денсиметр.
2. Далее пипеткой наберите электролит в банке АКБ и налейте образец в колбу ареометра.
3. Проследите, чтобы денсиметр не упирался в колбу другим своим концом – он должен свободно плавать в ней.
4. После того как вы наберете достаточно электролита в колбу, подождите несколько секунд, пока денсиметр не перестанет колебаться; затем отметьте у себя точку пересечения шкалы с уровнем жидкости.

Предварительно уточните единицы измерения. Если шкала плотности электролита вашего ареометра в кг/м³, то полученное значение нужно разделить на 1000.

Весьма распространены и ареометры с поплавками для проверки плотности электролита. Вот алгоритм пользования ими.

Принцип работы таких устройств следующий: колбу нужно наполнить раствором, и в зависимости от того, какова его плотность, на поверхность всплывет поплавок того или иного цвета. Значение каждого цвета указано на корпусе ареометра. Здесь не следует торопиться – после того как колба будет наполнена образцом жидкости, нужно подождать примерно 10-15 секунд. Поплавок-индикатор всплывает с запаздыванием.

Итак, нормальная плотность электролита в аккумуляторе составляет 1,27 г/см³. Более высокое значение на ареометре свидетельствует о присутствии в растворе избытка серной кислоты – ее нужно разбавить дистиллированной водой (ни в коем случае не из-под крана). Если плотность меньше 1,27 г/см³, то кислоты нужно, наоборот, добавить. А можно поступить и радикальнее: слить весь электролит из банки и залить купленный готовый, смешанный в заводских условиях раствор.

Некоторые автомобильные ареометры имеют несколько шкал, которые позволяют использовать их для определения плотности не только электролита, но и антифриза. Эта функциональная особенность представляет собой большую ценность в условиях крайнего севера, так как понимание плотности тосола дает возможность узнать температуру его кристаллизации. А если вы перемещаетесь между населенными пунктами в условиях зимней тундры, то данная информация может реально спасти вам жизнь (чтобы случайно не выключить на лютом морозе мотор и в итоге не остаться без источника тепла).

Если невооруженным глазом видно, что прибор не идеально чистый, то перед тем, как мерить плотность электролита ареометром, обязательно нужно промыть его от остатков кислоты. Использовать для этого нужно исключительно купленную в аптеке дистиллированную воду. Также настоятельно рекомендуется неукоснительно соблюдать нижеуказанные требования:

• Ни в коем случае не пренебрегайте правилами безопасности – при работе с кислотосодержащими растворами используйте защитную одежду и не делайте торопливых, резких движений (в противном случае вероятность получения химического ожога возрастает на порядок).
• Денсиметр должен свободно плавать в колбе, не касаясь ее стенок (в противном случае он может к ним прилипнуть, и показания прибора будут сбиты, а пальцем его не оттолкнешь).
• Опасность представляет не только раствор серной кислоты в АКБ, но и некоторые составы антифриза – производители часто добавляют туда вместо пропиленгликоля этиленгликоль, который является летучим соединением и чрезвычайно ядовит (используйте при таких замерах средства защиты органов дыхания – респираторные маски и противогазы).

Долив воды после измерения плотности электролита

Раньше с помощью ареометров постоянно снимались показания плотности электролита, и в банки аккумуляторов регулярно приходилось подливать дистиллят. В современные АКБ при штатной эксплуатации ничего доливать не нужно (батареи стали необслуживаемыми). В чем же суть изменений?

Дело в том, что процедура зарядки батареи предусматривает выделение тепла, которое приводит, прежде всего, к интенсивному испарению воды из раствора электролита. От цикла к циклу вода постепенно выпаривалась, просачиваясь через некачественные уплотнения заглушек.

Электролит полностью должен покрывать свинцовые пластины, чтобы они взаимодействовали с серной кислотой всей своей площадью – от этого зависит электрическая эффективность химической реакции. Если уровень раствора низкий, то объема генерируемой электрической мощности может просто не хватить для запуска двигателя. К тому же при выпаривании воды увеличивается концентрация серной кислоты (и ее плотность), то есть опять же образуется ее излишек, который не будет участвовать в реакции, – емкость аккумулятора снижается дополнительно.

Поэтому раньше в банки АКБ изредка добавляли воду (ведь серная кислота при образующихся при зарядке температурах не выпаривается).

Принцип работы аккумуляторов остался прежним, но почему же сейчас ничего доливать не нужно? Неужели нашли способ заставить воду не испаряться при нагревании? И да, и нет. Вода испаряется, но в разы в меньших количествах. В старые аккумуляторы для обеспечения большей прочности свинцовых пластин добавлялась сурьма. Но она одновременно играла роль катализатора гидролизного процесса, при котором вода под действием электрического тока разлагалась на водород и кислород.

А уж водород не удержишь никакими уплотнителями – этот газ способен диффундировать даже сквозь стенки кварцевых реторт. В итоге в старых АКБ вода не столько выпаривалась, сколько улетучивалась, будучи разложенной на составляющие ее газы.

В современных батареях вместо сурьмы используют кальциевые присадки. Эти АКБ лучше полностью не разряжать, но зато и электролит в них остается на одном и том же уровне в течение всего эксплуатационного периода.

Регулярная проверка уровня и плотности электролита ареометром позволит вам контролировать исправность аккумуляторной батареи на вашем транспортном средстве самостоятельно (на СТО за эту услугу придется заплатить). Регулярно отслеживая и корректируя плотность кислотного раствора, вы сможете быть уверенными, что без энергии в самый ответственный момент вы не останетесь. Более того, АКБ в таком случае прослужит гораздо дольше гарантийного срока.

Как пользоваться ареометромКак пользоваться ареометром

Ареометр представляет собой инструмент для измерения относительной плотности различных жидкостей. Ареометры обычно калибруются и оснащаются одной или несколькими шкалами. Главная задача ареометра – показать удельный вес какого-то растворённого вещества. Относительную плотность раствора показывает место совпадения уровня жидкости с риской на шкале прибора.

Выглядит ареометр как градуированная трубка из бесцветного прозрачного стекла в виде цилиндрического стержня и расширенной колбочки на одном конце. В колбе находится ртуть или свинцовая дробь для того, чтобы полая стеклянная трубка сохраняла в рабочей жидкости вертикальное положение, т.е. плавала, как поплавок. Этот прибор находит широкое применение и в быту, и в производстве.

Виноделы используют ареометр для проверки количества сахара в виноградном соке, а затем — для определения количества алкоголя, который образовался из сахара. Аквариумисты используют ареометр для измерения плотности солёной воды в своих морских аквариумах. Это жизненно важно для морских рыбок, им требуется строго определенная концентрация соли в воде. Автомобилисты используют ареометры для замера плотности электролита в аккумуляторных батареях. Это важно контролировать, чтобы машина всегда заводилась без проблем, особенно зимой.

На производстве в самых разных отраслях ареометры применяются для контроля рабочих жидкостей и качества произведенной продукции, если она представляет собой какие-то растворы.

Классификация ареометров

Большинство ареометров, бытовых или лабораторных, внешне похожи. Одни предназначены для тестирования различных жидкостей, другие – только определенных. Назначение прибора определяет его калибровку. Классифицируются плотномеры по:

• Веществу, содержание которого в растворе измеряется. К ним относятся спиртометры, солемеры, лактометры, сахарометры и т.д.
• По назначению: общие или специализированные.
• По градуировке, т.е. по тому, какие единицы измерения нанесены на шкалу. плотности или концентрации. Единицы измерения могут быть весовыми или объемными.
• По типу прибора: классический вариант или электронный. К последним относятся плотномеры, рефрактометры и т.д.

Электронные приборы, которые имеют шкалу и прозрачную призму, называются рефрактометрами. Их цель — измерять преломление светового луча и по нему определять плотность жидкости. Другая разновидность электронных систем отличается щупом на конце. Цифровой дисплей есть лишь в самых современных и дорогих моделях. А в изделиях попроще есть окуляр, в который рассматривают нарисованную шкалу и определяют результат измерения. Также существуют модели электронных ареометров, имеющие встроенные системы терморегуляции или термокомпенсации.

Однако, из-за высокой стоимости электронных приборов, которая доходит до 100-кратной, такие высокотехнологичные приборы используют лишь на больших химических и пищевых заводах. Т.е. в местах, где нужно быстро определять качество жидкостей на конвейере, причем контроль должен быть постоянным.

Ареометры разделяются по классу точности. Концентрации веществ определяются в диапазоне от 0,1 до 2%. А шкала плотности идёт с ценой деления от 0, 0005 до 0,02 граммов на сантиметр кубический.

Есть специализированные ареометры:

• Алкоголеметр (алкотестер) — для измерения процентного содержания алкоголя в жидкости.
• Лактометр — для определения жирности молока.
• Сахарометр — тестирует концентрацию сахара.
• Аккумуляторный ареометр — замеряет плотность электролита.
• Тестер антифриза — анализирует плотность охлаждающей жидкости.
• Ацидометр — определяет концентрацию кислоты.
• Солемер — измеряет концентрацию соли.
• Уринометр — показывает плотность мочи.
• Баркометр — используется для определения дубильных веществ в растворах для вычинки кож…

В специализированных ареометрах применяются специфические шкалы для измерения строго определенных веществ. Самые распространенные из таких шкал:

• API-гравитация повсеместно используется в нефтяной промышленности.
• Шкала Baume используется в промышленной химии и фармакологии.
• Шкала Брикса — в производстве фруктовых соков и сахара.
• Шкала Oechsle — для тестирования виноградного сусла в виноделии.
• Шкала Платона хорошо известна пивоварам.
• Шкала Twaddell применялась в промышленном производстве отбеливателей и красителей…

Принцип работы ареометра

Все типы ареометров работают на общем физическом законе. Внутри герметично запаянной стеклянной трубки прибора находится шкала. Она расположена таким образом, что уровень жидкости, в которой плавает ареометр, показывает, во сколько раз эта жидкость тяжелее или легче воды. Т.е. прибор показывает удельный вес исследуемой жидкости.

Работа любого ареометра основана на принципе Архимеда, его ещё называют принципом флотации. Согласно данному физическому закону любое твердое вещество, попавшее в жидкость, будет поддерживаться силой, равной массе вытесненной жидкости. Таким образом, в жидкие среды с низкой плотностью ареометры погружаются сильнее. А в жидкости с высокой плотностью — слабо.

Как пользоваться ареометром

Зная принцип работы ареометра, становится понятно, как пользоваться им в быту или в лаборатории. Прибор для получения нужных показаний нужно опустить в рабочую жидкость. Для этого испытуемую жидкость наливают в цилиндрический сосуд из прозрачного бесцветного стекла. Затем в него аккуратно погружают ареометр, утяжелённой колбочкой вниз, до тех пор, пока он не начнет свободно плавать. Плотность измеряемой жидкости будет равна значению на шкале прибора, которое находится на одном уровне с жидкостью в которую он погружен.

Рабочая жидкость должна быть без примесей, а стеклянный сосуд и сам ареометр должны быть чисто вымыты. Чтобы точно снять показания прибора, нужно подождать, когда он успокоится и замрёт на месте. Нужно убедиться, что прибор находится во взвешенном состоянии и не прилип к стенкам сосуда. Только после этого можно считывать показание шкалы, с которым совпадает уровень исследуемой жидкости.

Для точного анализа есть несколько советов. Наиболее точен прибор, когда температура рабочего образца составляет 20-30 градусов Цельсия. К каждому прибору прилагается таблица температурных поправок, которые нужно обязательно учитывать для получения точной концентрации искомого вещества. Все стандартные измерения сводятся (пересчитываются) к показателю при 20 градусах Цельсия.

В лабораторных условиях используются специальные стеклянные цилиндры. В домашних же условиях нужно позаботиться о том, чтобы столбика рабочей жидкости было достаточно для свободного плавания прибора. Ареометр не должен касаться ни стенок, ни дна сосуда.

Никаких трещин и сколов на трубке не допускается. На показание прибора может повлиять наличие газа в рабочей жидкости. Например, углекислый газ от брожения серьёзно искажает показания, поэтому игристые жидкости перед измерением нужно дегазировать.

Если Вы еще не знали, как такой лабораторный прибор, как ареометр, может облегчить Вашу жизнь, то на нашем сайте в разделе Ареометры вы можете выбрать и купить ареометр для различных бытовых или лабораторных нужд!

Дополнительно

Дополнительная вкладка, для размещения информации о статьях, доставке или любого другого важного контента. Поможет вам ответить на интересующие покупателя вопросы и развеять его сомнения в покупке. Используйте её по своему усмотрению.

Вы можете убрать её или вернуть обратно, изменив одну галочку в настройках компонента. Очень удобно.

Ареометр | измерительный прибор | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

RS PRO Ареометр | RS

Аккумуляторный ареометр RS PRO

Представляем высококачественный и точный аккумуляторный ареометр RS PRO. Этот стеклянный ареометр представляет собой качественное устройство, предназначенное для проверки уровня заряда аккумуляторной батареи. Он измеряет плотность и удельный вес электролита. Чем выше уровень концентрации и плотности серной кислоты, тем выше степень заряда. Это также позволяет мгновенно проверять каждую ячейку по отдельности. Шкала высокой точности в градусах Боме и удельный вес с цветными секциями для быстрого чтения.

Особенности и преимущества:

Высококачественная стеклянная трубка
Легко считываемые результаты испытаний благодаря высокоточной шкале в градусах Боме и удельному весу с цветными сегментами
Быстрое и точное измерение удельного веса отдельные элементы аккумулятора

Типичные области применения:

Ареометр — это прибор, предназначенный для использования в автомобильной промышленности. обслуживание автомобильных аккумуляторов.

Для получения наилучших и наиболее точных результатов не забывайте тщательно промывать ареометр водой после каждого использования и давать ему высохнуть перед следующим использованием.

Часто задаваемые вопросы

Что такое удельный вес?

Ареометры измеряют удельный вес жидкостей. Удельный вес – это отношение плотности тестируемой жидкости к плотности воды. При тестировании батареи ареометр измеряет удельный вес электролита батареи. Чем выше концентрация кислоты в электролите, тем выше удельный вес. Основываясь на удельном весе, вы можете определить состояние заряда и состояние батареи.

Как считывать показания ареометра батареи?

Типичный диапазон значений шкалы составляет от 1.100 до более 1.300. Цифры представляют собой значения удельного веса или плотности жидкости по сравнению с плотностью воды, которая имеет удельный вес, обозначенный как 1.