Вашего автомобиля не работает должным образом, а уровень электролита находится в пределах нормы, первым делом необходимо измерить его плотность. А для этого каждый автомобилист должен знать, как пользоваться ареометром.
Что такое ареометр и как он работает
Ареометр - прибор, предназначенный для определения плотности жидкости. Принцип его работы основан на знаменитом открытом еще в III до н.э. и согласно которому на тело, плавающее в жидкости, действует выталкивающая сила, величина которой равняется весу вытесненной данным телом жидкости. А как пользоваться ареометром для измерения плотности жидкости, человечеству известно с IV-V века н.э. (считается, что именно тогда он и был изобретен).
Теория измерения плотности
Полярность: батарея имеет два полюса с противоположными признаками. Полагают, что положительная клемма ячейки или батареи или электрической цепи имеет положительную полярность; отрицательная клемма имеет отрицательную полярность. Гидрометр: терминал источника электрической энергии как ячейки, батареи или генератора, из которого течет ток. Обычно обозначается «Поз.».
Сообщение: часть ремешка, проходящая через крышку ячейки, посредством которой происходит соединение с соседней ячейкой или с контуром автомобиля. Термин синоним напряжения. Скорость: количество ампер для заряда или разряда. Также используется для выражения времени для обоих.
Ареометры бывают различных видов: все зависит от того, плотность какой жидкости необходимо измерить. Наиболее практическое значение для рядового автолюбителя имеет ареометр автомобильный, предназначенный для измерения плотности как электролита, так и охлаждающей жидкости. Его можно приобрести в любом магазине, торгующем автозапчастями, или на рынке.
Пошаговое руководство по измерению плотности электролита в аккумуляторной батарее
Сторнирование: Смена полярности ячейки или батареи из-за чрезмерного разряда или зарядки в неправильном направлении. Сепаратор: изолятор между пластинами противоположной полярности; обычно из дерева, резины или их комбинации. Сепараторы, как правило, гофрированные или ребристые, чтобы обеспечить надлежащее расстояние между пластинами и избежать слишком большого смещения электролита.
Короткое замыкание: низкоомное соединение между двумя точками в электрической цепи. Короткое замыкание происходит, когда ток имеет тенденцию протекать через область низкого сопротивления, минуя остальную часть схемы. Удельный вес: плотность электролита по сравнению с водой в качестве стандарта. Он указывает на прочность электролита и измеряется ареометром.
Конструктивно автомобильный ареометр представляет собой обычную цилиндрическую стеклянную трубку (колбу) с кислотным электролитом, плотность которого необходимо измерить, и герметично запаянного стеклянного поплавка. В нижней части поплавка находится груз, а в верхней - шкала, по которой, собственно, и определяется Как пользоваться ареометром? Да очень просто! С помощью резиновой груши в трубку набирается электролит. Через некоторое время, когда жидкость в трубке успокоится, а поплавок будет в ней свободно плавать, нужно визуально определить плотность в месте пересечения шкалы с уровнем электролита. Плотность электролита аккумуляторной батареи, приведенной в рабочее состояние, зависит от конкретных условий эксплуатации и находится в пределах 1,20 - 1,30 кг/см 3 . Измерение плотности следует выполнять при температуре 18-22 градуса. Поскольку плотность электролита напрямую связана со значением температуры, при которой это измерение производится, необходимо с помощью специальной таблицы произвести коррекцию, чтобы определить его реальную плотность.
Ремень: свинцовое литье, к которому присоединены пластины группы. Сульфат: общий термин для сульфата свинца. Сульфированный: термин, используемый для описания клеток в условиях недостаточной зарядки, либо из-за разряда без соответствующих длинных зарядов, либо из оставшегося холостого хода в течение определенного времени и саморазряда.
Клемма: это электрическое подключение батареи к внешней цепи. Каждый терминал соединен с положительным или отрицательным в последовательном соединении ячеек в батарее. Это позволяет избежать образования газов, образующихся в ячейке, предотвращает пролитие электролита и оставляет грязь из ячейки.
Соблюдайте меры безопасности
При измерении плотности электролита важно не только знать, как пользоваться ареометром, но также и соблюдать меры безопасности. Все работы следует выполнять в защитных перчатках, очках, соответствующих одежде и обуви. Ни в коем случае не допускать попадания электролита на открытие участки тела и в глаза. Все действия с аккумуляторными батареями необходимо проводить в теплом вентилируемом помещении, поскольку в процессе их зарядки происходит выделение токсичного газа.
Напряжение измеряется вольтметром. Он аналогичен давлению или потоку воды через трубы. Уменьшение размеров труб увеличивает сопротивление и уменьшает поток воды. Введение сопротивления в электрической цепи уменьшает ток при заданном напряжении или давлении. Обычно это довольно твердое предположение о том, что все, что «революционная новая химия батареи» только что попало в новость, будет падать и гореть - иногда буквально. Может быть, вещь использует какой-то необычайно дорогой металл в качестве катализатора, или его нужно переохлаждать, чтобы быть хорошим, или вы должны старательно избегать дегазации, чтобы она не взорвалась.
При попадании кислоты в глаза или на кожу необходимо место обильно промыть водой. Ни в коем случае не стоит пытаться нейтрализовать кислоту, попавшую на тело (к примеру, содой). Это лишь усугубит ситуацию. Затем необходимо как можно скорей обратиться в лечебное учреждение.
При работе с антифризом также необходимо обязательное соблюдение мер безопасности. Пробку радиатора можно открывать только после полного остывания охлаждающей жидкости, чтобы не произошло ее выброса и, как следствие, получения ожогов.
Гуденафа: того же парня, который придумал катод из оксида кобальта, который питает литий-ионную химию батареи, которую мы знаем и любим. Гуденау прогнозирует, что новая химия будет иметь тройную плотность энергии литий-ионных клеток. В последнее время в новостях появились литий-ионные батареи. У них даже были некоторые стиральные машины. Поэтому, вероятно, разумно оставлять суждения, пока что-то не будет произведено в масштабе. Другие химические батареи были раньше, и не удалось. Литиево-воздушные батареи - отличный пример очень интересной химии батареи, которую мы не можем использовать, потому что ее развитие было затруднено инженерными проблемами, которые мы еще не можем решить.
После измерений плотности ареометр необходимо тщательно промыть в проточной воде до окончательного удаления остатков кислоты или охлаждающей жидкости. При соблюдении этого условия ареометр для измерения плотности электролита (антифриза) прослужит вам еще не один десяток лет.
В одном из предыдущих материалов о зарядке автомобильных аккумуляторов мы уже писали о том, что определенным достоинством обслуживаемых АКБ является возможность контроля состояния и уровня электролита, что позволяет продлить ресурс аккумулятора и даже реанимировать его после длительного простоя без заряда. Этот вопрос стоит рассмотреть подробнее – хотя все больше автовладельцев выбирают необслуживаемые батареи, спрос на аккумуляторы классической конструкции сохраняется. Проверка же электрических параметров АКБ актуальна для всех их типов.
Эта новая химия имеет одно важное отличие от литий-ионной модели: в ней вместо натрия используется натрий. Натрий и литий являются щелочными металлами с одинаковым 1 зарядом. Но натрий намного более изобилует литием, что может сделать новую химию батареи менее дорогостоящей, чем литий-ионные клетки.
Литиево-ионные батареи страдают от образования металлических литиевых «дендритов», которые «распространяются подобно кудзу» между анодом и катодом, что вызывает беглую реакцию и замыкает клетку. Это дает несколько возможных преимуществ по сравнению с большинством жидких электролитов, а именно, что он не будет выплескивать на вас ужасную жидкую батарею, если оболочка каким-то образом нарушена.
Основные параметры, важные для владельца – это то, как аккумулятор ведет себя под реальной нагрузкой (просадки напряжения, максимальный ток) и его реальная емкость. Даже полностью заряженный аккумулятор (по вольтметру или грубо – по встроенному «глазку») не гарантирует уверенного запуска – при значительных отклонениях уровня и плотности электролита, «рассыпавшихся» пластинах он будет неспособен поддержать нормальные обороты стартера, медленно набирать заряд. Диагностика же поможет точно определить, в чем причина проблем – в аккумуляторе, плохом контакте массового провода или в самом стартере.
Стеклянные маты также бросают вызов образованию дендритов, потому что анод никогда не реагирует с матами. Гуденаф и его коллеги использовали стекловолоконные листы в качестве матрицы электролита и гальванизировали их металлическим натрием в качестве анода. Их конструкция затем упаковывала оставшиеся полости с углеродом.
Контактная поверхность между металлическим анодом и стеклянным ковриком настолько плотная, что фактически классифицируется как смачивание. По его словам, безопасная, недорогая, полностью твердая ячейка с огромной емкостью, дающая большую плотность энергии и долгий срок службы, пригодную для питания полностью электрического транспортного средства или для хранения электроэнергии от ветра или солнечной энергии энергия. Эти энергосберегающие протоколы в сочетании с энергосберегающим дизайном чипов позволяют некоторым беспроводным устройствам работать без технического обслуживания на срок до 40 лет.
Уже опираясь на знание о некорректной работе аккумулятора, можно (если он, конечно, обслуживаемый) узнать, исправима ли неисправность – потратив некоторое время, возможно, удастся сэкономить ощутимую сумму. В проверке плотности электролита есть особый смысл зимой – так, полностью заряженный (то есть имеющий нормальную плотность электролита) аккумулятор замерзнет при температуре около -54 градусов, а при снижении плотности всего на 0,15 г/см 3 – уже при -8.
Потребительские беспроводные устройства расширились, и рынок промышленных беспроводных устройств расширился так же быстро. Что касается выбора правильного источника питания, устройства промышленного уровня обычно связаны с гораздо более сложными техническими проблемами, чем электроника потребительского класса, в том числе.
Надежность: Удаленные датчики могут быть расположены в труднодоступных местах, что затрудняет замену батареи. Длительный срок службы: скорость саморазряда батареи может быть больше, чем использование аккумулятора. Широкие рабочие температуры: промышленные устройства, как правило, находятся в экстремально холодных или горячих местах. Малый размер: приборы с батарейным питанием должны быть в любом месте.
- Плохие батареи не должны прерывать передачу данных с датчика.
- Первоначальная емкость аккумулятора должна быть как можно выше.
Видео: Как сделать обслуживание аккумулятора
Как проверить уровень электролита
Состав и качество электролита во многом определяют и эффективность работы аккумулятора, и его ресурс. Сам по себе электролит – это разбавленная серная кислота, которая участвует в химических реакциях на поверхности пластин: при разряде она расходуется (образуется сульфат свинца), при зарядке – восстанавливается.
Видео: Как сделать обслуживание аккумулятора
Удаленное беспроводное устройство является настолько же надежным, как и его источник питания, потребности которого оптимизированы на основе требований к конкретным приложениям. В то время как первичные батареи питают подавляющее большинство удаленных беспроводных устройств, некоторые приложения могут идеально использоваться для устройств сбора энергии, используемых в сочетании с перезаряжаемыми батареями или суперконденсаторами, которые хранят собранную энергию и обеспечивают высокие импульсы, необходимые для обеспечения расширенной связи.
Для правильного хода реакции и достижения нужного ресурса плотность полностью заряженного аккумулятора нормируется на уровне 1,27-1,28 г/см 3 для умеренного климата, для более холодного принято увеличивать плотность, компенсируя тем самым замедление хода химических реакций на морозе (до 1,31 г/см 3).
Процесс выбора батареи часто включает в себя следующие параметры. Энергия, потребляемая в активном режиме; энергия, потребляемая в спящем режиме; время хранения; тепловые среды; напряжение отсечки оборудования; скорость саморазряда аккумулятора; и соображения стоимости. Выбор среди основных аккумуляторов.
Если длительный срок службы батареи не является серьезной проблемой, может потребоваться щелочная батарея. Это в основном относится к потребительским товарам, таким как фонарики, телевизионные дистанционные контроллеры и игрушки, где батареи легко доступны. Щелочные батареи имеют определенные недостатки, в том числе низкое напряжение, ограниченный температурный диапазон, высокую скорость саморазряда, которая сокращает продолжительность жизни до двух-трех лет и обжимает уплотнения, которые могут протечь.
При работе аккумулятора уровень электролита неизбежно падает: неизбежный электролиз воды, происходящий при , снижает уровень и повышает плотность. При длительном разряде же часть кислоты остается израсходованной в виде крупных кристаллов сульфата свинца, которые не будут восстановлены при последующей зарядке – плотность упадет.
Щелочные батареи необходимо заменять каждые несколько месяцев, что повышает общую стоимость владения. Это особенно верно, если беспроводное устройство развернуто в удаленном, недоступном месте, где затраты на рабочую силу, связанные с заменой батареи, могут быть значительно выше стоимости батареи.
Литий остается предпочтительным выбором для удаленных беспроводных приложений из-за его собственного отрицательного потенциала, который превосходит по сравнению с другими металлами. Литий является самым легким не газообразным металлом и обладает наивысшей удельной энергетической и энергетической плотностью всех доступных химикатов батарей. Отсутствие воды позволяет литиевым батареям выдерживать более экстремальные температуры. Имеются многочисленные первичные литиевые химикаты, в том числе дисульфат железа, диоксид лития марганца, тионилхлорид лития и химия оксида лития.
Видео: Как проверить уровень электролита в аккумуляторе
Не менее важен уровень электролита в каждой банке – электролит должен с запасом закрывать пластины, чтобы полностью использовать их полезную площадь даже при колебаниях (крены, резкие ускорения или торможения). Проверить его проще всего – в аккумуляторах с полупрозрачными стенками обычно даже наносятся метки, по которым можно увидеть минимальный и максимальный уровень. В непрозрачных аккумуляторах можно воспользоваться любой прозрачной трубкой, вывернув пробку и отпустив трубку в отверстие до упора в пластины: зажав пальцем верхний край трубки и вытащив ее, можно увидеть, насколько электролит выше пластин. В норме это превышение должно составлять 10-15 миллиметров.
Жидкие дисульфатные ячейки литиевого железа относительно недороги, обеспечивая высокие импульсы, необходимые для питания вспышки камеры, например. Литий-тионилхлоридные ячейки являются предпочтительным выбором для удаленных беспроводных приложений, которые требуют исключительно длительного срока службы батареи даже в экстремальных условиях окружающей среды. Главными примерами являются электронные таблички с надписями на лобовом стекле, которые должны выдерживать экстремальную циклическую температуру и датчики окружающей среды, установленные в арктическом климате.
Уровень оказался ниже? Что ж, его стоит восполнить. В теории достаточно долить дистиллированной воды, так как расходуется в первую очередь она. Но на практике, особенно если аккумулятор уже проработал долго, такая доливка может привести к падению плотности – как мы уже писали выше, часть кислоты будет израсходована на нерастворенный сульфат свинца. Следовательно, нужно точно удостовериться в том, какова плотность электролита в текущий момент.
Указание батареи с минимально возможной скоростью саморазряда может снизить общую стоимость владения, устраняя необходимость в будущих батареях. Если бы водопроводная установка, использующая автоматизированную инфраструктуру счетчика, должна была использовать батареи более длительного срока службы для питания передатчиков на тысячу метров, что привело к устранению всего одного смены системы в течение 20-летнего периода, это потенциально может спасти миллионы долларов без ущерба для надежности системы.
Что такое ареометр и как он работает
Увеличенный срок службы батареи особенно полезен для труднодоступных устройств, таких как структурные датчики, прикрепленные под мостовыми фермами, поскольку затраты на рабочую силу и безопасность, необходимые для замены этих батарей, намного превышают стоимость самих батарей.
Как узнать плотность электролита?
Для контроля плотности электролита используется простой прибор – ареометр. Это-прозрачная трубка с грушей для отбора электролита, в которой плавает грузик-указатель заранее заданной плотности. Напротив этого грузика проградуирована шкала – соответственно, в зависимости от соотношения плотностей грузика и проверяемого электролита он будет указывать на разные деления шкалы, что нам и нужно. Примерно так же, но гораздо более грубо работают встроенные «глазки» — всплывающий в плотном электролите зеленый шарик становится виден в световоде индикатора, если же он тонет (плотность упала) – в глазке чернота.
Поэтому важно проверить точность всех заявлений изготовителя батареи, связанных с ожидаемым сроком службы батареи. 
Специализированные батареи обеспечивают высокий ток. Построенный с использованием анода на основе углерода, катода с несколькими металлами и органического электролита, батареи из оксида лития могут доходить до 20-летнего срока службы с годовой скоростью саморазряда менее 1% в год. Батареи на основе оксида лития также имеют широкий температурный диапазон и герметичное уплотнение. Высокоимпульсные приложения предлагают уникальные задачи.
Устройство ареометра
Поскольку плотность электролита ощутимо зависит от его температуры, лучше всего измерять ее на теплом аккумуляторе. Если же такой возможности нет, принимаются следующие поправки:
| Температура | Поправка к плотности |
| -55…-41 | -0,05 |
| -40…-26 | -0,04 |
| -25…-11 | -0,03 |
| -10…4 | -0,02 |
| 5…19 | -0,01 |
| 20…30 | 0 |
| 31…45 | +0,01 |
К измерению плотности приступают, когда батарея полностью заряжена. Носик ареометра опускается в банку, затем грушей в него забирается электролит. По указателю определяется текущая плотность. Если уровень в пределах нормы, то и плотность должна соответствовать нормальной.
Видео: Как проверить плотность электролита
При значительном снижении уровня электролита состав доливки определяется плотностью: если она выше нормы, то доливается дистиллированная вода, если же ниже – то придется доливать и кислоту. Однако, как определить ее нужное количество, не зная, какой объем электролита в банке остался? Самый оптимальный и надежный метод – это полностью слить электролит из банки и заменить его готовым с нормированной плотностью.
Безопаснее всего сливать электролит в широкий пластиковый таз, заполненный несколькими литрами воды – в этом случае разбрызгиваться будет вода, а не кислота, а итоговая концентрация кислоты будет достаточно низка для безопасной утилизации. Слив электролита позволит одновременно и проверить наличие осадка в банке: он будет явно указывать на разрушение пластин. Обнаружив в одной из банок осадок, нужно слить электролит из всех, затем промыть все банки, два-три раза заполнив их дистиллированной водой, и только после этого заправить свежим электролитом.
Контроль степени заряда аккумулятора
Контроль плотности удобен тем, что позволяет оценить состояние каждой банки аккумуляторной батареи. Но ареометр есть не у всех, да и в необслуживаемых аккумуляторах этот метод неприменим. Зная характеристики свинцово-кислотного аккумулятора, можно грубо оценить его заряженность и вольтметром – без нагрузки его показания должны быть в пределах 12,8-13,2 В, поскольку в 12-вольтовом аккумуляторе 6 последовательно соединенных банок, а при полном заряде каждая имеет напряжение на выводах в 2,2-2,4 В. Разряженным же аккумулятор считается, если напряжение на банке падает ниже 2,03 В (то есть 12,18 В в сумме).
Видео: Проверка заряда аккумулятора нагрузочной вилкой
Грубость же этого способа оценки состоит в том, что суммируется напряжение на всех банках независимо от их состояния. Например, если пять из шести банок полностью исправны и заряжены, а в шестой произошло замыкание, то на вольтметре мы увидим 10,75В – казалось бы, аккумулятор находится в глубоком разряде, но попытки зарядить его приведут лишь к «выкипанию» электролита в исправных банках.
Но даже если напряжение на выводах в норме – не факт, что аккумулятор окажется способным отдавать нужный ток. Для контроля токоотдачи применяются нагрузочные приборы – в простейшем случае это обычная нагрузочная вилка, состоящая из мощного резистора низкого сопротивления и вольтметра, наиболее сложные приборы (применяемые, в частности, в дилерских автотехцентрах) имеют встроенные электронные схемы, по падению напряжения на менее мощной нагрузке исходя из заранее введенной номинальной емкости определяющие состояние аккумулятора. Поскольку цена таких приборов делает их покупку для рядового автомобилиста неоправданной (в частности, АКБ-тестер Micro 568 стоит около 16 тысяч рублей), остановимся на нагрузочных вилках традиционной конструкции.
Подключив клеммы вилки к аккумулятору, можно увидеть напряжение на нем – опираясь на указанные выше значения, можно грубо определить его степень заряженности, на многих приборах для удобства нанесены цветовые обозначения (зеленый/желтый/красный диапазон). Нажав на тумблер или кнопку на корпусе, мы подключаем к аккумулятору нагрузку, сопротивление которой составляет десятые доли ома – тем самым она имитирует включение стартера с мощностью около киловатта. В этот момент напряжение на клеммах резко упадет и начнет снижаться еще сильнее. Исправным аккумулятор можно считать, если включение нагрузки не вызывает падения напряжения более чем на 2 вольта (для обычно используемых АКБ на 55-65 А*ч, чем больше емкость – тем меньше должна быть просадка), а дальнейшее снижение напряжения происходит медленно и плавно. Резкое падение напряжения – явный указатель на то, что батарея уже не в силах отдать высокий ток, а его быстрое снижение в течении нескольких секунд означает значительное падение емкости аккумулятора.