Kontrola gęstości baterii, wskaźnik gęstości

Każdy, kto miał do czynienia z akumulatorami, wie, że ich główne cechy to napięcie znamionowe i pojemność ładowania. Jednak w celu utrzymania wydajności baterii równie ważnym parametrem jest gęstość baterii. Oczywiście mówimy o gęstości elektrolitu w akumulatorze. Ale często używa się tego wyrażenia slangowego. Monitorowanie stężenia elektrolitu jest tak samo konieczne, jak regularne ładowanie źródła prądu.

Na co wpływa gęstość elektrolitów

Większość akumulatorów wykorzystuje płyty ołowiowe, a czynnikiem roboczym jest kwas siarkowy rozcieńczony wodą. Nasycenie roztworu, mierzone w gramach / cm3, jest cechą wpływającą na zdolność akumulatora do akumulacji ładunku do późniejszego użycia.

Konstrukcja baterii ołowiowych

Stężenie kwasu w roztworze elektrolitu i wydajność akumulatora są bezpośrednio powiązane.

• Przy niskiej gęstości maleje również zdolność źródła prądu do akumulacji pojemności ładowania, która zapewnia jego wydajność. Przy niskiej gęstości akumulator rozładowuje się szybciej i nie emituje ustawionego maksymalnego prądu.
• Jeśli wartość tego parametru spadnie poniżej pewnej wartości, wtedy w mrozie woda w elektrolicie może zamarznąć, a bateria całkowicie się zepsuje.
• Ale przy wysokiej gęstości proces zasiarczenia płyt ołowiowych gwałtownie przyspiesza. Oznacza to, że przy słabym naładowaniu akumulatora powstaje na nich siarczan ołowiu, który nie jest już przekształcany, gdy jest ponownie ładowany do ołowiu. Prowadzi to również do zmniejszenia zdolności do akumulacji niezbędnego ładunku, a wraz z upływem czasu - do całkowitej awarii akumulatora.

Dlatego ważne jest utrzymanie wartości tego parametru zgodnie z ustalonymi i przetestowanymi standardami. Znaczne zmniejszenie lub przekroczenie wartości regulacyjnych nie przyczynia się do produktywnej pracy akumulatora.

Przeziębienia, w których zawartość akumulatora może zamarznąć, pokazano na rysunku.

Temperatura krzepnięcia wodnego roztworu kwasu, w zależności od jego gęstości

Normatywne wskaźniki gęstości elektrolitycznej

Z pewnością wielu kierowców zaznajomionych z problemami utrzymania wydajności akumulatora zna wartość 1,27 g / cm3. Jest to uważane za optymalną gęstość, przy której akumulatory kwasowe są w stanie zmaksymalizować swoje możliwości.

Ale ta wartość nie jest prawdziwa dla wszystkich. rodzaje baterii i ich zadania. Ponadto optymalna gęstość zmienia się dla różnych temperatur, w których akumulator musi działać. Dlatego optymalne wartości zimą i latem będą się nieco różnić.

Cel akumulatorów ołowiowo-kwasowych

• Akumulatory rozruchowe są zaprojektowane tak, aby zapewnić maksymalny możliwy prąd przy uruchamianiu różnych silników. Są to przede wszystkim akumulatory samochodowe. Standardowa wartość gęstości dla nich wynosi 1,26 - 1,28 g / cm3.
• Akumulatory trakcyjne muszą zapewniać silniki elektryczne prądu stałego przez długi czas. Jednym z ich zastosowań są samochody elektryczne i inne elektryczne pojazdy napędowe.Najlepsza wartość gęstości elektrolitu dla tych akumulatorów również mieści się w zakresie 1,26 - 1,28 g / cm3.
• Baterie stacjonarne służą do zasilania dowolnych obwodów elektrycznych i urządzeń. Zwykle znajduje się w jednym miejscu w pomieszczeniu. Zalecana jest dla nich obniżona wartość 1,22 - 1,24 g / cm3.

Zależny od temperatury

Zmienia się temperatura otoczenia - zmieniają się również wartości gęstości wodnego roztworu kwasu. Wraz ze wzrostem temperatury zdolność akumulatora do akumulacji ładunku rośnie o około 1% z każdym stopniem. Wraz ze spadkiem temperatury zdolność ta maleje. Dlatego zaleca się utrzymywanie akumulatora przy wysokich wartościach gęstości w niskich temperaturach i zmniejszenie tych wskaźników w czasie upałów.

Wydajność baterii w różnych temperaturach w zależności od gęstości

Oczywiście nikt nie poradzi sobie ze zmianą przy każdym skoku pogody. Tuż przed nadejściem niskich temperatur warto nieco zwiększyć gęstość baterii, a przed sezonem letnim - obniżyć ją. Ponadto istnieją normy dotyczące optymalnej gęstości dla obszarów o różnych klimatach. Te wartości normatywne powinny być przestrzegane przez cały rok, z rzadkimi wyjątkami. W przypadku różnych regionów uważa się to za normalne:

• W zimnym klimacie 1,27 - 1,30 g / cm3
• W środkowym paśmie 1,25 - 1,28 g / cm3
• W ciepłych obszarach 1,22 - 1,25 g / cm3

Bardziej szczegółowo specyfikacje te podano w tabeli.

Standardowe wartości gęstości elektrolitu akumulatora dla różnych warunków temperaturowych

Jak sprawdzić gęstość elektrolitu w akumulatorze kwasowym

Aby przetestować tę cechę, proste mierniki nazywane są samochodowymi hydrometrami lub densymetrami. Ich praca opiera się na zastosowaniu prawa Archimedesa, to znaczy zdolności ładunku do opadania na różne głębokości w zależności od gęstości cieczy. Strukturalnie areometr zawiera:

• Kolba szklana lub plastikowa.
• Pływak szklany z ładunkiem i oznaczeniami na nim odpowiadającymi zmierzonym wartościom.
• Z jednej strony kolby noszona jest gumowa żarówka zaprojektowana do wciągania elektrolitu do kolby.
• Po przeciwnej stronie znajduje się gumowa dysza, przez którą płyn jest pobierany z otworu do napełniania akumulatora.

Zmierzona wartość jest określona przez tę linię na pływaku, do której dociera ciecz zebrana w areometrze.

Areometr samochodowy z pojedynczym pływakiem

Istnieją prostsze areometry, w których istnieje kilka małych ciężarów sztyftów o różnych masach dla każdego z nich. Każda waga (lub na kolbie naprzeciwko) ma odpowiednią wartość gęstości. Wynik pomiaru jest określany na podstawie maksymalnej wartości odważników. Taki areometr jest tańszy, ale nie ma wystarczającej dokładności.

Areometr samochodowy z wieloma pływakami

Sam pomiar areometru przeprowadza się w następujący sposób:

• Nosek areometru wpada do akumulatora przez otwór wlewowy. Istnieją urządzenia nie z gumą, ale z plastikowym noskiem. W takim przypadku zanurz go ostrożnie w elektrolicie, aby nie uszkodzić płytek ołowiowych.
• Za pomocą gruszki elektrolit zbiera się w kolbie. W przypadku areometrów z pojedynczym pływakiem należy kontrolować ilość zebranego płynu. Powinno wystarczyć, aby pływak swobodnie pływał wewnątrz żarówki. Ale nie możesz dostać dużo płynu. Następnie pływak może oprzeć się o górną krawędź żarówki. Odczyty areometru w tym przypadku będą niewiarygodne.
• Po zażyciu płynu patrzymy - wręcz przeciwnie, jakie ryzyko na pływaku stanowi jego poziom. Liczby obok ryzyka wskazują wartość gęstości.
  W przypadku areometrów z kilkoma pływakami wartość gęstości jest określona przez pływające pływaki. Pływająca masa z maksymalną liczbą po prostu pokazuje wynik pomiaru.

Odczyt za pomocą areometru

W przypadku akumulatorów kilku ogniw weryfikację przeprowadza się osobno w każdym banku.

Zwykła cena podziału w areometrach akumulatorowych wynosi 0,01 g / cm3. Dostępne są również areometry z dokładniejszą skalą.

Po zakończeniu pomiarów areometr należy dokładnie przepłukać wodą destylowaną.

Warunki, w których należy wykonać pomiary

Przed rozpoczęciem pomiarów stężenia elektrolitu należy przestrzegać prostych zasad. W niektórych przypadkach konieczne będzie skorygowanie odczytów areometru w zależności od warunków, w których zostały uzyskane.

Najbardziej niezbędnym warunkiem jest utrzymanie wymaganego poziomu płynu w samym akumulatorze. Gęstość zostanie zmierzona poprawnie, ale dla bezpiecznego działania baterii konieczne będzie doprowadzenie poziomu do normalnego poziomu. A to doprowadzi do zmiany gęstości.

Poziom naładowania baterii

Gęstość elektrolitu zmienia się, gdy akumulator jest ładowany / rozładowywany. Po rozładowaniu zmniejsza się, a po rozładowaniu wzrasta. W zależności od stopnia rozładowania akumulatora wartości zmieniają się w następujący sposób.

Zależność odczytów areometru od stopnia naładowania akumulatora

Trudno jest dokładnie określić poziom rozładowania. Dlatego musisz najpierw całkowicie naładować akumulator, odczekać kilka godzin, a dopiero potem wykonać pomiary.

Jeśli jakiekolwiek działania zostały przeprowadzone przy użyciu roztworu woda-kwas - przez dodanie wody destylowanej lub samego kwasu, nie należy mierzyć gęstości bezpośrednio po nich. Należy poczekać, aż uzupełniony płyn zostanie całkowicie wymieszany w akumulatorze.

Temperatura podczas pomiarów

Kalibracja standardowych areometrów jest zorientowana na temperaturę +25 ° С. Aby uzyskać najdokładniejsze odczyty, gęstość elektrolitu należy mierzyć w tej samej temperaturze. Zimą testowaną baterię należy przenieść w ciepłe miejsce i pozostawić do ogrzania do pożądanej temperatury. Ale nie powinieneś dokonywać pomiarów dosłownie w domu. Roztwór kwasu może przypadkowo zepsuć meble lub odzież. Lepiej jest użyć ogrzewanego pomieszczenia przystosowanego do takiej pracy.

Jeśli nie można wykonać pomiarów w zalecanej temperaturze 20–25 ° C, możesz wykonać pomiary w dowolnej temperaturze, a następnie skorzystać z tabeli korekty:

Wartości korekcji dla pomiarów w różnych temperaturach

Regularne kontrole gęstości elektrolitu w akumulatorze pozwolą nie tylko utrzymać go w optymalnych warunkach do pracy, ale także w odpowiednim czasie zidentyfikować ewentualne problemy i usterki.