Виды ареометров для измерения плотности

Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей и твёрдых тел, принцип работы которого основан на Законе Архимеда [1] . Считается, что ареометр изобрела Гипатия.

Обычно представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора или концентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянного объёма и ареометры постоянной массы [1] .

• Для измерения плотности жидкости ареометром постоянной массы сухой и чистый ареометр помещают в сосуд с этой жидкостью так, чтобы он свободно плавал в нём. Значения плотности считывают по шкале ареометра, по нижнему краю мениска.
• Для измерения ареометром постоянного объёма изменяют его массу, достигая его погружения до определённой метки. Плотность определяется по массе груза (например, гирек) и объёму вытесненной жидкости.

Для практического применения ареометр градуируют в концентрации растворенного вещества, например:

• Спиртомер — в процентах алкоголя для измерения крепости напитка;
• Лактометр — в процентах жира для определения качества молока;
• Солемер — для измерения солености раствора;
• Сахаромер — при определении концентрации растворенного сахара;

Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения концентрации должны проводиться при строго определенной температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.

Различают следующие виды ареометров:

• ареометр общего назначения АОН-1, АОН-2, АОН-3, АОН-4, АОН-5;
• ареометр для молока АМ, АМТ;
• ареометр для нефтепродуктов АН, АНТ-1, АНТ-2;
• ареометр для урины АУ;
• ареометр для спирта АСП-1, АСП-2, АСП-3, АСП-Т;
• ареометр для электролита АЭ-1, АЭ-2, АЭ-3;
• ареометр для грунта АГ;
• ареометр для сахара АС-2, АС-3, АСТ-1, АСТ-2;
• ареометр для кислот АК-1, АК-2;
• ареометр-гидрометр с термометром АЭГ.

Ареометр – измерительный прибор для определения плотности жидкости

Определение и применение

Ареометр (от греч. araios — жидкий, неплотный и metreo — измерять) это лабораторное оборудование, используемое для осуществления измерений относительной плотности, концентрации, удельного веса жидкости или сыпучих веществ.

История создания ареометров

Прибор представляет собой стеклянную колбу, в нижней, более широкой, части которой находится небольшое количество дроби или ртути, в верхней, более узкой, части — проградуированная шкала, по которой определяется плотность раствора или концентрация растворенного вещества. Учитывая зависимость плотности жидкости от температуры, иногда ареометры для более точного измерения снабжают термометром. Ареометры такого типа обозначаются буквой «Т». Спектр применения лабораторных измерительных приборов очень велик: нефтехимическая, фармацевтическая, пищевая промышленности, здравоохранение, экология, сельское хозяйство и другие отрасли.Большинство ученых и историков считают изобретателем ареометра французского химика – Антуана Боме, который получил мировую известность как автор исследований по определению плотности жидкостей при помощи ареометра. Он изобрел два прибора: один для веществ, плотность которых меньше плотности воды, другой – для веществ, плотность которых больше плотности воды. Несмотря на такое утверждение, существует мнение, что прибор для измерения плотности был создан еще в египетской Александрии в IV-V веке греческим ученым, философом, астрономом, математиком Гипатией.

Первые ареометры применялись еще в эпоху позднего эллинизма (IV-V н.э.). По своей форме они были очень похожи на современные и назывались гидроскопами. Такие гидроскопы представляли собой цилиндр, который, при погружении в жидкость, указывал ее плотность и удельный вес.

Ареометры времен Боме (XVIII век) также изготавливались из стекла и представляли собой шарообразную колбу, в нижней части которой находилась ртуть или металлические шарики, в верхней – полоска бумаги со шкалой. Для определения концентрации вещества (соли, сахара) в химическом растворе, использовали специальный ареометр со шкалой, в которой было видно количество сахара или соли в жидкости. «Градусы Боме» — это система ареометрической шкалы, которая применяется в науке и технике и в настоящее время.

Принцип работы ареометров

Принцип работы данных приборов основан на гидростатическом законе Архимеда: масса любого физического тела равна массе воды, вытесненное этим телом. Ареометр опускается на разную глубину в зависимости от плотности жидкости.

Так, для измерения условного веса жидкости, в сосуд с этой жидкостью опускают ареометр. После того, как прибор принял верное положение, по ареометрической шкале определяют плотность жидкости.

Типы ареометров

Среди лабораторного оборудования и приборов, предлагаемых компанией «Прайм Кемикалс Групп», ареометры представлены в большом ассортименте. Ареометры купить на нашем сайте можно для следующих измерений плотности:

— кислот ( в различных диапазонах);

— бензина, дизельного топлива или других нефтепродуктов;

— массовой доли сахара в сахаросодержащих растворах;

— для спирта (спиртомер);

Как определить качество ареометра?

Для определения качества измерительных показаний ареометры должны соответствовать определенным параметрам:

Классификация типов ареометров:

По ГОСТ 18481-81 в зависимости от типа назначения ареометры делятся на следующие классы:

• АК – для определения плотности кислот;

• АМ – для определения плотности молочных продуктов (молока, сыворотки)

• АНТ – для измерения плотности бензина, керосина и других нефтепродуктов с учетом температуры вещества;

• АСП – для определения концентрации этилового спирта;

• АЭ (АР) – для измерения плотности электролита;

• АОН – для определения плотности жидкостей

• АС — для определения количества сахара в сахаросодержащем растворе.

Купить ареометр – просто и выгодно

Компания “Prime Chemicals Group” предлагает большой выбор лабораторного оборудования в Москве и Московской области. В нашем интернет-магазине Вы всегда найдете широкий ассортимент лабораторных измерительных приборов – ареометров для любой сферы деятельности. Для удобства и безопасности хранения ареометры поставляются в картонном тубусе или в пластиковом футляре. Все представленные модели отвечают европейскому знаку качества, изготовлены по стандартам ГОСТ и прошли первичную проверку на заводе-изготовителе. В зависимости от назначения ареометра цена в нашем каталоге варьируется от 70 до 390 рублей.

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:

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)

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.

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.