Денсиметр и ареометр в чем разница?

Денсиметр

Изобретение относится к денсиметрам — измерителям плотности жидкостей, предназначенных для прямых, наиболее быстрых измерений плотности жидких тел. Технический результат — измерение плотности малых количеств жидкостей в широком интервале плотностей и с высокой точностью. Измеритель плотности жидкостей состоит из цилиндрического сосуда для инертной жидкости известной плотности, цилиндрического поплавка с измеряемой жидкостью и шкалой масштабного множителя и линейной шкалой измеряемой плотности. Измерения основаны на том, что поплавок с измеряемой жидкостью вытесняет при погружении в инертную жидкость равную массу в объем между стенками цилиндрического сосуда и цилиндрического поплавка. Высота, на которую поднимается жидкость, пропорциональна плотности. Пределы измеряемых плотностей существенно расширяют, используя масштабные множители, обратно пропорциональные максимальному уровню заполнения цилиндрического поплавка измеряемой жидкостью. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Денсиметр для измерения плотности жидкостей используют автопредприятия и автовладельцы для контроля плотности электролитов аккумуляторных батарей, газосварщики для измерений плотности электролита электролизных газосварочных аппаратов, а также в медицинских и других лабораториях.

Известно простейшее устройство для получения мерного объема жидкости — грушевидный сосуд с узкой и длинной горловиной с кольцевой меткой, определяющей заданный объем, получившее наименование пикнометр (Большая Советская Энциклопедия — БСЭ. Третье издание. Том 2, стр.551, АРЕОМЕТР). Плотность жидкости определяют как отношение массы жидкости к объему пикнометра, а массу жидкости определяют как разность весов пикнометра с жидкостью и пикнометра.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает прямых измерений плотности жидкости.

Более близким аналогом является ареометр (там же, в БСЭ название денсиметр) — измеритель плотности жидкости, включающий поплавок с балластом в нижней части и шкалой в верхней цилиндрической части меньшего диаметра, который погружают в цилиндрический сосуд с измеряемой жидкостью. Плотность жидкости определяют непосредственным отсчетом по делениям шкалы на уровне свободной поверхности жидкости (Большая Советская Энциклопедия — БСЭ. Третье издание. Том 2, стр.551. АРЕОМЕТР.).

Недостаток устройства — узкий диапазон измеряемых плотностей, чем обусловлена необходимость использования набора ареометров на разные диапазоны измерения плотности жидкостей. Дополнительный недостаток состоит в необходимости использования относительно больших количеств жидкости для измерений, даже при использовании цилиндрических сосудов, соответствующих размерам ареометра.

Наиболее близким аналогом является измеритель плотности жидкостей, включающий цилиндрический сосуд для измеряемой жидкости, полый цилиндрический поплавок с балластом и шкалу, которая выгравирована на цилиндрическом поплавке постоянного диаметра. В верхней части цилиндрического сосуда расположены внутренние выступы, центрующие положение поплавка. (Патент 2339019, RU. Измеритель плотности жидкостей (варианты), фиг.1).

Недостатки устройства следующие. 1. Относительно большое количество измеряемой жидкости. 2. Нелинейность шкалы. 3. Малый интервал измеряемых величин, ограниченный начальным участком шкалы. 4. Загрязнение наружной поверхности цилиндрического поплавка. 5. Разное действие капиллярных сил различных измеряемых жидкостей на погружение цилиндрического поплавка, что вносит ошибки в измерения.

Технической задачей является создание денсиметра, удобного для измерения плотности малого количества жидкости, с линейной шкалой и возможностью измерения плотности жидкостей в интервале от 0,75 до 3 г/см 3 и более, без загрязнения наружных поверхностей измеряемой жидкостью и при отсутствии действия капиллярных сил со стороны измеряемой жидкости на результаты измерений.

Поставленная задача решается денсиметром для измерения плотности жидкостей, включающим цилиндрический сосуд, полый цилиндрический поплавок постоянного диаметра с балластом и выгравированной шкалой, в котором цилиндрический сосуд заполнен инертной жидкостью известной плотности и закрыт центрующим колпачком, а цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до выбранного уровня множителя шкалы плотности жидкости и погружен в инертную жидкость.

Отличия от прототипа состоят в том, что цилиндрический сосуд заполнен инертной жидкостью известной плотности и закрыт центрующим колпачком, а цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до выбранного уровня множителя шкалы плотности жидкости и погружен в инертную жидкость.

Указанные отличия обеспечивают решение поставленной задачи. Так заполнение цилиндрического сосуда инертной жидкостью известной плотности полностью исключает влияние капиллярных сил на результаты измерений, поскольку эти силы постоянны и учитываются автоматически при градуировке. Цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до уровня выбранного множителя линейной шкалы плотности жидкости, что обеспечивает возможность измерений плотности жидкостей в широком интервале значений. Малое количество измеряемой жидкости обусловлено тем, что объем цилиндрического поплавка меньше объема цилиндрического сосуда. Инертная жидкость не загрязняет наружную поверхность цилиндрического поплавка.

На чертеже показана схема денсиметра в разрезе с сохранением шкалы.

Денсиметр состоит из цилиндрического сосуда 1, подставки 2, центрующей крышки 3, заполненного инертной жидкостью 4, куда помещен цилиндрический поплавок 5 с балластом 6, заполненный измеряемой жидкостью 7 до уровня масштабного множителя шкалы 8, и погруженного в инертную жидкость 4 до уровня измерений шкалы 8.

Измерение плотности жидкости денсиметром осуществляют следующим образом. В цилиндрический сосуд 1 наливают инертную жидкость 4 до уровня, перекрывающего верхние деления шкалы 8 на цилиндрическом поплавке 5, при его полном погружении. В цилиндрический поплавок 5 заливают измеряемую жидкость 7 до деления шкалы 8 множителя (на чертеже 1,5), при котором свободный уровень инертной жидкости 4 установится на делениях шкалы 8 плотности (на чертеже 0,925). Результат измерений получают, умножая показания шкалы 8 плотности (справа) на показания шкалы 8 множителя (слева) и на плотность инертной жидкости 4.

Основу работы денсиметра составляют законы плавания тел. Следствием этих законов является: масса жидкости, вытесненная телом, равна массе плавающего тела. Чтобы цилиндрический поплавок 5 плавал, необходимо чтобы средняя плотность цилиндрического поплавка 5 с измеряемой жидкостью =m/V, была меньше плотности инертной жидкости 4 — _ин. Где m — масса цилиндрического поплавка с измеряемой жидкостью 7, V — объем цилиндрического поплавка 5. Тогда _инV=m, но V=Sh, где V — объем жидкости 4, вытесняемый цилиндрическим поплавком 5 в пространство между цилиндрическим сосудом 1 и цилиндрическим поплавком 5, сечением S и высотой h. Отсюда следует _инS·h=m и h=m/(_ин·S). Эта формула используется для последующих расчетов делений шкалы плотностей 8 (справа), которую гравируют на наружной поверхности цилиндрического поплавка 5. Вторым условием является устойчивое вертикальное положение цилиндрического поплавка 5, выполняющееся при условии, когда центр тяжести цилиндрического поплавка 5, заполненный наиболее легкой измеряемой жидкостью 7 до масштабного уровня 1, будет располагаться ниже точки приложения равнодействующей выталкивающей силы со стороны инертной жидкости 4. Для выполнения этого условия, в зависимости от толщины стенок цилиндрического поплавка 5, может потребоваться балласт 6 в виде утолщения дна. Выполнение этого условия необходимо для точного отсчета измеряемой величины и для исключения возможности трения между цилиндрическим сосудом 1 и цилиндрическим поплавком 5.

Для изготовления измерителей плотности жидкостей пригодны прозрачные стекла и жесткие пластмассы. В качестве инертной жидкости 4 рационально использовать воду, а для измерений плотностей жидкости 7 ниже наименьшего деления шкалы 8 — спирт.

Технико-экономические преимущества использования денсиметра состоят в возможности удобных и безопасных измерений плотностей жидкостей в интервале от 0,75 до 3,18 г/см 3 с точностью 0,05-0,1%, и с использованием малых количеств жидкости, что весьма существенно, когда количество жидкости ограничено. Возможны непрямые измерения плотностей твердых тел.

Денсиметр для измерения плотности, включающий цилиндрический сосуд, полый цилиндрический поплавок постоянного диаметра с балластом и выгравированной шкалой, отличающийся тем, что цилиндрический сосуд заполнен инертной жидкостью известной плотности и закрыт центрующим колпачком, а цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до выбранного уровня множителя шкалы плотности жидкости и погружен в инертную жидкость.

Ареометр: принцип работы и известные разновидности

Определение плотности жидкости и удельного веса разведенных веществ возможно при помощи ареометра. Его принцип работы основан на законе Архимеда. Данное свойство позволило найти широкое распространение прибора в различных сферах жизнедеятельности человека. Так, например, автолюбители при помощи ареометра могут проверять плотность электролита и тосола. В быту данный прибор может измерять крепость алкогольных напитков, жирность молока, соленость раствора, концентрацию сахара. Различаются данные приборы лишь весом грузика и шкалой.

Принцип работы

Принцип работы ареометра основан на гидростатическом законе. В соответствии с ним выталкивающая сила, действующая на погруженное тело, равна весу вытесненной жидкости. То есть объем тела, находящегося в жидкости, одинаков объему, который оно способно вытеснить. Так как различные виды веществ имеют отличающуюся плотность, то погружаемый в них прибор опустится на определенную глубину, которая соответствует определенной плотности.

Измерение плотности ареометром заключается в погружении его в измеряемое вещество, и ожидания конца процесса уравновешивания. После появления равновесия прибор свободно плавает, и считать данные с шкалы не составит проблемы. О том, как пользоваться ареометром, становится понятно с рисунка ниже.

Типы устройств

Все ареометры по принципу измерений делятся на два вида:

• с постоянной массой, носящие название денсиметров;
• с неизменным объемом.

Шкала ареометра с постоянной массой может быть градуирована:

• единицами плотности;
• процентами объемной концентрации веществ;
• процентами массового содержания примесей.

Денсиметр состоит из стеклянной колбы, выполненной в виде поплавка. Внизу корпуса расположен балласт с определенным весом. Верхняя часть ареометра обычно выполняется суженной. В ней располагается зафиксированная шкала. Для удобства определение плотности ареометром используется встроенный термометр. Ожидание равновесия может затянуться на 3-4 минуты.

ГОСТ 18481 классифицирует назначение ареометров. Согласно стандарту различают следующие виды приборов:

• ареометр для нефтепродуктов, помогающие проверить нефть, бензин и прочие виды топлива;
• лактометры, позволяющие узнать характеристики молока;
• ареометр для электролита, служащий для проверки аккумуляторов;
• спиртовой денсиметр, определяющий крепость алкоголя;
• для проверки плотности урины, используемые для медицинских и лабораторных исследований;
• устройство общего назначения, например, ареометр аон 1;
• сахарометры, определяют концентрацию сахаросодержащей жидкости;
• солемеры, помогающие в контроле жесткости воды.

В случае с ареометрами постоянного объема шкалы нет. Вместо нее используется кольцевая метка. Процесс измерения происходит путем подбора грузиков, располагаемых в тарелке прибора. Согласно инструкции, после определения веса гирек происходит вычисление плотности жидкости.

Параметры ареометров

Независимо от типа ареометра по госту все приборы имеют следующие параметры:

• диапазон показаний, характеризующий нижнюю и верхнюю границы;
• пределы погрешностей, определяющие насколько измерение ареометром максимально может отличаться от истинного значения;
• точность шкалы и разрядность, показывающие дискретность получаемых данных;
• наличие дополнений, например, термометра.

Для упрощения произведения измерений ареометр для аккумулятора имеет полую трубку и всасывающую грушу, что позволяет измерять плотность электролита без его слива с батареи.

Спиртометр

Ареометр асп нашел широкое применение для определения крепости спиртосодержащих напитков как в быту, так и на производстве. При применении алкоголеметра точность измерений зависит от содержания примесей. Корпус обычно изготавливается из стекла, но возможны варианты из металла.

Для определения доли спирта в жидкости необходимо опустить спиртовой ареометр в тару с подопытным веществом. Требуется контролировать, что бы Ареометр асп не контактировал с стенками и дном, иначе точность определения крепости будет низкая. Рекомендуемая температура окружающей среды составляет 20°С. Бытовой ареометр-спиртометр определяет крепость в градусах от 0 до 95% алкоголя в воде.

Ареометр асп имеет внешний вид изображенный на рисунке ниже.

Ареометр асп обладает возможными вариациями:

• компактный ареометр для спирта, позволяющий произвести измерения в рюмке;
• виномер, определяющий количество сахара в спирте во время процесса брожения;
• ареометр для спирта, грузик которого откорректирован под определенный алкогольный напиток с учетом примесей.

Бытовой ареометр асп не обладает высокой точностью и в лабораторных измерениях применяется крайне редко.

Ареометр для нефтепродуктов

Ареометр ант является прибором узкой специализации. Он используется при торговле нефтепродуктами, например, бензином и в нефтедобывающей промышленности. Предназначен он для помощи в контроле, сертификации и исследовании продукции из нефти.

Ареометр ант можно эксплуатировать при температуре до 45-50°С. Оптимальным считается диапазон температур от 20 до 22°С. При проведении проверки плотности ареометр ант помещается в емкость с жидкостью. При отсутствии касания стенок и дна происходит считывание показаний.

Размеры приборов различны. Так, например, ареометр ант 2 имеет длину 300 мм, что на 200 мм короче чем ант 1. Это позволяет измерять плотность топлива в меньшем объеме резервуара. Точность измерения в таком случая уменьшается вдвое. Связанно это с увеличением цены деления шкалы.

Сахарометр

Ареометр ас 3, изображенный на рисунке ниже служит для определения доли сахара в сахаросодержащих жидкостях. Наибольшую популярность он получил в пищевой промышленности.

Ареометр нашел применение для определения зрелости фруктов и овощей. Этот вопрос актуален при производстве сока из них. При созревании плода, крахмал, содержащийся в нем, превращается в сахар. Проверка сахарометром показывает готов ли плод для производства сока.

Автомобильный ареометр

Стандартный ареометр для аккумулятора состоит из следующих частей:

• денсиметр;
• стеклянная либо кислотоустойчивая, пластиковая трубка;
• резиновый наконечник;
• груша.

Как пользоваться ареометром во время проверки электролита видно на рисунке ниже.

Инструкция, о том как использовать ареометр аэ:

1. Открыть заливное отверстие аккумуляторной батареи;
2. Погрузить наконечник в АКБ. Он должен опустится чуть ниже уровня электролита;
3. При помощи резиновой груши втянуть электролит в стеклянную трубку. Для определения ареометром плотности необходимо обеспечить такой уровень в трубке, что бы денсиметр спокойно плавал в жидкости;
4. Дальнейшая работа заключается в считывании показаний. ареометр при этом не должен касаться стенок, как изображено на рисунке ниже;
5. Для дальнейшего определения состояния аккумуляторной батареи следует сверить полученный результата с контрольными значениями, таблица которых расположена ниже.

Ареометр аэ стоек к воздействию кислоты, но после использования он может контактировать с материалами боящимися агрессивных жидкостей, например, металлом, поэтому после завершения замера рекомендуется тщательно промыть все элементы. Это также предотвратить откладывание различных осадков на стеклянных поверхностях.

Простой по конструкции ареометр стал незаменимым помощником во многих областях. Независимо от типа измеряемого вещества, прибор показывает высокую отказоустойчивость. Развитие ареометров привело к появлению встроенного термометра, что значительно уменьшило погрешность измерений.

Ареометр: как пользоваться, назначение и классификация, измерение и определение плотности электролита аккумулятора (АЭ), спиртовой (АСП), нефтепродуктов (АНТ)

Ареометр. Определение, принцип действия, разновидности

Ареометры разработаны для определения плотности жидкостей и их удельного веса. Прибор представляет собой стеклянный поплавок с откалиброванной шкалой и балластом в нижней части.

Функционирование основано на гидростатическом законе, согласно которому выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости. Или можно сказать о равенстве объемов погружаемого тела и вытесненной им жидкости. А поскольку разные жидкости имеют отличающиеся плотности, то одно и то же тело сможет погрузиться в них на разную глубину.

По мере погружения происходит уравновешивание, и в момент достижения равновесия ареометр будет свободно плавать.

1. Типы ареометров
2. Измерение плотности электролита аккумуляторных батарей
3. Конструкция ареометра для электролита

Типы ареометров

По принципу измерений приборы могут быть с постоянной массой или постоянным объемом.

Ареометры постоянного веса называют денсиметрами, а их шкалы градуируют в:

— процентах объемной или массовой концентрации растворенных веществ.

Обычно цена деления шкалы у денсиметров составляет от 0,0005 до 0,02 г/см3, при измерении концентраций — от 0,1 до 2%.

Ареометр-денсиметр представляет собой стеклянный корпус в форме поплавка с балластом и вложенной в узкую часть шкалой плотности или концентрации. Очень удобны модели со встроенным термометром. Замеры проводят по нижнему краю мениска при достижении устойчивого положения через 3-4 минуты.

По своему назначению в соответствии с требованиями ГОСТ 18481-81 они делятся на две группы:

— для измерения плотности жидкостей: общего назначения АОН, для нефтепродуктов АН, АНТ, кислот АК, электролита АЭ (АР), урины АУ, молока и сыворотки АМ,

— для измерения концентрации растворов: спиртомеры АСП, сахаромеры АС, АСТ, клеемеры АКЛ.

В ареометрах постоянного объема на стеклянную или металлическую колбу с тарелкой для гирь нанесена кольцевая метка, до которой должно проводиться погружение. Так как выталкивающая сила в жидкости разной плотности будет различной, то постоянство достигается подбором нагружающих гирек. Зная объем поплавка и вес гирек, можно вычислить плотность жидкости.

В быту наибольшее распространение получили спиртомеры и автомобильные ареометры для определения плотности электролита.

Измерение плотности электролита аккумуляторных батарей

Аккумуляторная батарея для автомобиля представляет собой источник тока, в котором происходят гальванические реакции. В качестве электролита используются растворы кислот и щелочей определенной плотности. Нормативные показатели для разных климатических зон и времени года колеблются от 1,22 до 1,29 г/см3 в интервале температур от 20 до 30 °С.

Снижение плотности на 0,01 г/см3 от нормы свидетельствует о разрядке аккумулятора на 5-6 %. При зарядке она восстанавливается до нормативной. Но в процессе многочисленных перезарядок плотность рабочей жидкости меняется, поэтому нуждается в корректировке. Это проводят, доливая дистиллированную воду или кислоту с промежуточными замерами.

Конструкция ареометра для электролита

Автомобильный вариант прибора включает в себя:

— стеклянную трубку с наконечником,

В заливное отверстие батареи погружают наконечник, через который при помощи груши затягивают электролит в стеклянную трубку, пока поплавок-ареометр не всплывет. Причем во время замеров необходимо следить, чтобы ареометр не касался дна и стенок, а колбу нужно держать вертикально.

Еще одной разновидностью ареометра автомобилиста является набор поплавков разной массы, но одинакового объема, помещенных в стеклянный контейнер. На каждом нанесена только одна метка. При заполнении жидкостью часть поплавков утонет, а плавающий поплавок с самым большим показателем показывает реальную плотность жидкости.

Именно плотность и концентрация электролита определяют работоспособность аккумулятора не в меньшей степени, чем электроды. Поэтому их значения необходимо регулярно контролировать.

Что такое ареометр и как им пользоваться?

Что такое ареометр

Для начала «пару слов» о плотности, плотность — это удельный вес кислоты, которая смешана с дистиллированной водой, по отношению ко всему объему раствора. Если попроще – это кислотность данной смеси.

Измеряется плотность ареометром, принцип действия которого основан на законе Архимеда, в соответствии с которым на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, величина которой равна весу вытесненной данным телом жидкости.

Плотность исследуемой жидкости, в нашем случае электролита, можно определить по глубине погружения ареометра, т.е. объему жидкости, вытесненной им, и весу ареометра.

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.

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.

Инструкция по применению

Как пользоваться ареометром для аккумулятора, чтобы верно определять параметры растворов? Следует придерживаться предельно простой последовательности:

1. Сначала собирается готовая конструкция: поплавок помещают в пипетку, с одной стороны надевается груша, а с другой — закрепляется пробка с наконечником.
2. После сжатия груши пипетка погружается в жидкую среду. Давление постепенно уменьшают, добиваясь такого заполнения сосуда пипетки, при котором поплавок свободно сможет плавать в вертикальном положении.
3. Правильно провести считывание значений по шкале в точке соприкосновения с жидкостью.
4. После окончания работ обязательно вымойте всю конструкцию. Это не только продлит срок эксплуатации, но и поможет избегать ошибок при дальнейшем использовании.

Несколько полезных рекомендаций

Чтобы при пользовании прибором сохранять достоверные результаты, следует помнить о некоторых важных нюансах:

• Обязательно соблюдать правила техники безопасности, работать в спецодежде и защитных перчатках. Попадая на кожу, кислота станет причиной возникновения ожогов, а обычная одежда станет непригодной для дальнейшей носки.
• Поплавок не должен соприкасаться с краями емкости (корпусом), иначе он будет «залипать» и вы получите недостоверные данные.
• Проявите особую осторожность при взаимодействии с тосолом. Дело в том, что некоторые производители добавляют в состав опасное вещество — этиленгликоль, который (в отличие от пропиленгликоля) очень ядовит и при длительном контакте с кожей может нанести сильные повреждения.

Знания относительно того, как правильно пользоваться плотномером для электролита, дает возможность самостоятельно следить за уровнем кислотности аккумулятора, что вместе с корректным его обслуживанием может продлить жизнь вашей АКБ как минимум на несколько лет.

Как измерить плотность ареометром

Чтобы измерить плотность электролита в аккумуляторе необходимо выдержать условия, от которых зависят показания наших измерений:

1. Аккумуляторная батарея должна быть заряжена
2. Сразу после зарядки замерять плотность нельзя, нужно подождать 3-5 часов.
3. Показания ареометра следует корректировать в зависимости от температуры электролита.

Читать также: Кинематическая схема станка 2н125

Наиболее точные данные будут при температуре раствора в 27 градусов С. Если температура ниже, нужно вычесть 0,004 доли единицы на каждые 6 градусов C, если выше прибавить тоже значение.

Перед тем как откручивать крышки банок АКБ, тщательно протрите поверхность батареи, чтобы грязь не попадала внутрь, это может послужить уменьшению срока эксплуатации Вашего изделия.

Сама процедура измерения довольно проста. Собираем ареометр: присоединяем к корпусу-трубке пипетку, в корпус помещаем денсиметр, и закрываем корпус с другой стороны резиновой грушей.

Поочередно в каждой банке измеряем плотность. Для этого опускаем носик-пипетку до пластин и в корпус ареометра с помощью резиновой груши набираем раствор кислоты. Не следует набирать очень много электролита, денсиметр может уперется в грушу и показания будут неточными, если раствора будет мало, то денсиметр не всплывёт. Необходимо набирать такое количество раствора кислоты, чтобы денсиметр без помех плавал.

Показания плотности нашего электролита можно посмотреть на пересечении шкалы ареометра и поверхности раствора. Учитывайте то, что у приборов бывают разные шкалы, в некоторых пишут показания в г/см3, но бывают шкалы и в кг/м3, тогда чтобы получить привычные нам цифры, показания нужно разделить на 1000.

В зависимости от значений которые Вы получили можно принять решение о корректировке раствора кислоты. Как поднять плотность электролита мы писали ранее в статье “Поднимем плотность электролита в аккумуляторе”.

У некоторых ареометров есть шкала для измерения плотности тосола ареометром. Для чего нужно измерять плотность тосола? Этот показатель в основном нужен зимой и в северных регионах страны. Дело в том, что по плотности тосола мы можем определить температуру его кристализации(замерзания), это очень важно при низких температурах для обеспечения нормального функционирования мотора автомобиля.

Обязательно промывайте ареометр после использования не менее трех раз и желательно дистиллированной водой. Эта простейшая процедура продлит жизнь Вашего прибора не на один год.

Виды ареометров

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

• Спиртомер — показывает процент алкоголя, используется для измерения крепости напитка.
• Лактометр — показывает процент жира, используется для контроля качества молока.
• Солемер — применяют для измерения солености жидкости.
• Сахаромер — используют при определении концентрации растворенного сахара.
• Алкоголеметр или спиртометр – замеряет крепость алкогольных напитков в процентах. Чем больше в жидкости примесей, тем хуже спиртосодержащая жидкость по качеству. Спиртометр бывает стеклянный и металлический, применяется в житейских и в индустриальных целях. Проанализируем стеклянный спиртометр для домашнего использования. При применении необходимо спустить его на дно емкости, чтобы верхняя его часть не всплывала и чтоб он не задевал стенок, так как показания будут неправильными. Температура должна быть около двадцати градусов. Домашний универсальный ареометр замеряет крепость в градусах от нуля до девяноста пяти процентов спирта в воде. Его величина — десять сантиметров, что позволяет мерить крепость в стопке, благодаря этому его прозвали рюмочный спиртометр. Есть также виномер — ареометр, который замеряет количество сахара в спирте при ферментации, используется для ликеров, вин, пива и браги.
• Лактоденсометр или лактометр устанавливает процент жира в продукции из молока. В молоке не должно быть воды. Ее попадание возможно как специально, так и случайно при промывании оборудования для доения бурёнок. Вследствие этого на предприятиях применяют лактометр для контроля качества молока.
• Солемер или TDS метр распознаёт химический состав воды и имеющиеся в ней соли. Состоит из корпуса, экрана с электродами, функционирует от батареи. Он устанавливает жесткость воды, и с его помощью можно узнать, годная ли вода для использования в пищу. Применяют при выборе рыб для аквариума, так как разным видам рыб подходит вода неодинаковой жесткости. Для комнатных растений подойдет только жесткая вода, вследствие того, что в грунте обычно много извести, которая при поливе становится щелочным раствором. В особенности мучатся от излишне мягкой воды орхидеи и виды Бушмелевых. На предприятиях прибор применяют для очистки воды в резервуарах.
• Рефрактометр или сахаромер замеряет скопление сахара в сахаросодержащих жидкостях. На заводах, производящих сок, устанавливает спелость овощей и фруктов. При развитии плода крахмал с помощью гидролиза обращается в сахар, и из этого плода можно производить сок. Сахаромер работает от солнечной энергии, прочие источники питания не потребуются.

Типы устройств

Так как жидкие вещества имеют свою плотность, то и ареометры калибруются под каждую из них в отдельности. Если использовать прибор не по назначению, его показатели нельзя будет считать правильными.

Помимо веса грузика, откалиброванного под соответствующую жидкость, в приборе может быть три разновидности шкалы:

Ареометры — принцип работы. Строение и особенности

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.

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.

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.

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.

• 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.

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.

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.