Ареометр – принцип работы и для чего он нужен. Что такое ареометр?

Используется в холодное время года. Для каждой температуры воздуха ниже точки замерзания требуется своя концентрация антифриза, иначе он не будет работать. Поэтому перед приготовлением новой партии раствора определите минимальную температуру наружного воздуха и разбавьте антифриз до нужной концентрации/плотности.

Ареометры — принцип работы. Строение и особенности

Гидрометр — это не только незаменимый инструмент в большинстве лабораторий, но и полезный аксессуар для домашних работ.

С помощью этого простого прибора можно быстро и точно измерить плотность, концентрацию вещества и количество примесей. Цена этих приборов доступна, и их можно приобрести у большинства поставщиков лабораторий.

Показатели, размеры, правила измерения и другие параметры контролируются ND: 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, DSTU 6062, GOST 28947 (ISO 1768), GOST 28947 (ISO 1768), DSTU GOST 31072.

Принцип работы

Измерение основано на разнице в плотности жидкостей и гидростатическом законе Архимеда. Тело, погруженное в жидкость, выталкивается наружу с силой, равной массе вытесненной жидкости.

Строение и особенности

Классический прибор представляет собой стеклянный цилиндр с широкой трубкой с закругленным дном с одной стороны и узкой трубкой с другой, с показаниями в соответствующих единицах измерения. Обычно это единицы концентрации конкретного вещества или фактическая плотность раствора.

Внутри широкой части находится груз, обычно свинцовые шарики. Груз используется для удержания инструмента в вертикальном положении.

Плотность определяется как масса ареометра, деленная на объем вытесненной жидкости. И это соотношение зависит от плотности измеряемого раствора и веса гири на плотномере.

Для приборов с фиксированным объемом на колбе имеется фиксированная метка, в которую необходимо погрузить прибор. Выбирая грузики с разным весом, можно добиться необходимой глубины погружения. С помощью полученного веса поплавка и приложенных к нему гирь можно определить плотность конкретного вещества.

Правила правильного использования ареометра или как им пользоваться:

• 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.

Хотя большинство гидрометров выглядят одинаково, некоторые из них можно использовать для многих жидкостей одновременно, а другие — только для некоторых. Это связано с разной калибровкой.

Все гидрометры делятся на:

• 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 денситометры — это приборы с прозрачной призмой и шкалой для измерения показателя преломления (рефрактометр) или приборы с пером на конце. Современные модели оснащены цифровым дисплеем, в то время как более простые версии имеют шкалу, а результат отображается через окуляр. Существуют модели с температурной компенсацией или температурным контролем и без них.

Высокая стоимость (в 10-100 раз выше цены классических стеклянных анемометров) означает, что высокотехнологичные модели приобретаются только для крупных производств (пищевых, химических), где требуется высокая точность определения расхода и регулярный контроль качества жидкостей.

Шкала плотности имеет значение шкалы 0,0005-0,02 г/см3 и концентрацию 0,1-2%, что определяет класс точности прибора.

Виды приборов

Специализированные плотномеры производятся для нефтепродуктов, молока, мочи, электролитов, спирта, сахара, соли, растворов кислот и щелочей. Эти высокоспециализированные модели калибруются непосредственно по концентрации исследуемого вещества, что делает их простыми и удобными в использовании.

Универсальные ареометры дают фактическую плотность, а результатом является цифра, полученная из таблицы соотношения плотности и концентрации различных веществ. Существуют коллекции таких таблиц для всех видов веществ. Существуют модели без встроенного термометра и со встроенным термометром.

Наиболее универсальные комплекты изометрии производятся в широком диапазоне плотностей и с высокой точностью измерения.

Они маркируются заглавной буквой А (ареометр), вторая буква обозначает тестируемую жидкость.

• М — молоко,
• Н — нефтепродукты,
• У — урина,
• СП — спирт,
• Э — электролит,
• Г — грунт,
• С — сахар,
• К — кислота.

Приборы общего назначения имеют маркировку AON. Число в конце маркировки указывает на диапазон концентрации.

Принцип основан на законе Архимеда: жидкость толкает погруженное в нее тело с силой, равной весу жидкости, в объем, равный объему погруженного тела. Проще говоря, если инструмент имеет объем 10 кубических сантиметров, то сила, с которой он вытесняется, соответствует весу 10 кубических сантиметров жидкости.

Классический ареометр конструктивно представляет собой стеклянную бутылку с расширением в нижней части. Существует весовой коэффициент. Этот вес зависит от применения ареометра и может представлять собой металл, масло, ртуть и другие вещества, плотность которых намного больше плотности жидкости.

На верхней части ареометра находится измерительная шкала. На нем нанесены метки, соответствующие показаниям прибора.

Как пользоваться ареометром

Чтобы проверить (измерить) плотность жидкости, необходимо погрузить в нее ареометр. Следующий:

1. Снять показания ареометра. Для этого нужно увидеть уровень жидкости на измерительной шкале в верхней части устройства.
2. Обратиться к таблице или вычислениям. Некоторые модели ареометров узкоспециализированные, они сразу «показывают» необходимую плотность. Другие – более универсальны, они отображают измеренную архимедову силу.
3. По результатам таблицы или вычислений определить искомую плотность жидкости.

Для правильного измерения следуйте приведенным ниже советам:

• Погружайте ареометр в жидкость, налитую в прозрачный сосуд – например, стеклянную колбу или пробирку. Так вы сможете увидеть показания наиболее точно.
• Погружайте ареометр вертикально. Конечно, он «самобалансирующийся», как поплавок. Однако некоторые жидкости могут окрашивать измерительную шкалу ареометра, поэтому при горизонтальном «утоплении» показания могут быть плохо считываемыми.
• Измерять характеристики нужно в нормальных климатических условиях – например, при комнатной температуре. Некоторые жидкости значительно изменяют свою плотность при нагревании или охлаждении, что может снизить точность показаний ареометра.
• Использование приборов с трещинами, дефектами или иными повреждениями не допускается.

Если вы хотите использовать универсальные анемометры, вам также понадобится график для расшифровки значений. Эти приборы показывают не фактическую плотность, а силу расширения. Поэтому вам нужна таблица, показывающая связь между архимедовой силой и удельным весом вещества.

Параметры ареометров

Независимо от типа ареометра в соответствии с государственным стандартом 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 измерений батарейный анемометр имеет полую трубку и аспирационный поршень, который позволяет измерять плотность электролита без слива его из батареи.

Спиртометр

Анемометр широко используется как в быту, так и в промышленности для определения содержания алкоголя в напитках. При использовании спиртометра точность измерения зависит от содержания примесей. Корпус обычно изготавливается из стекла, но может быть и из металла.

Чтобы определить количество алкоголя в жидкости, спиртометр необходимо поместить в емкость с тестируемым веществом. Следите за тем, чтобы ареометр не соприкасался со стенами и полом, иначе точность определения прочности пострадает. Рекомендуемая температура окружающей среды составляет 20°C. Гидрометр Home Asp определяет содержание спирта в градусах от 0 до 95% в воде.

Гигрометр Asp показан на рисунке ниже.

Гидрометр Asp можно варьировать:

• 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.

Домашний аспирометр не очень точен и редко используется для лабораторных измерений.

Ареометр для нефтепродуктов

Гидрометр Asp — это высокоспециализированный прибор. Он используется в торговле нефтью, например, для производства бензина, и в нефтяной промышленности. Он предназначен для оказания помощи в проведении испытаний, сертификации и экспертизы нефтепродуктов.

Антометр можно использовать при температуре до 45-50°C. Оптимальный диапазон температур составляет от 20 до 22°C. При измерении плотности муравьиный изометр помещают в емкость с жидкостью. Если он не касается стенок и дна, то пишет.

Размеры приборов различны. Длина Ант 2 составляет 300 мм, что на 200 мм короче, чем Ант 1. Это позволяет проверять плотность топлива в меньшем объеме бака. В результате точность снижается вдвое. Это связано с увеличением величины деления шкалы.