что делает оптический нивелир
Нивелиры оптические: устройство и принцип работы
Во многом процесс монтажных и строительных работ зависит от того, насколько точно были выполнены разметочные работы на площадке. Определить разницу между разными точками участка крайне сложно, поскольку идеально ровных поверхностей не бывает, а точки на плоскости разные по высоте. Здесь потребуется специальный инструмент под названием нивелир, которому и будет посвящена эта статья.
Применение геодезических умений при строительстве
Во время работ по вынесению планов в натуру следует знать, какова разница между высотами нескольких точках на участках поверхности и отметкой, выступающей в роли условного уровня. Нахождение разности высот называется геометрическим нивелированием и выполняется с помощью нивелира и специальных реек.
Ось нивелира имеет горизонтальное положение, из точки условного уровня имеются разницы высот показаний в зависимости от отметок на рейках. В процессе работы каждая точка располагается в ста метрах от точки размещения нивелира, уровень ее нужно мерить как минимум три раза, следует при этом принимать среднее арифметическое значение. Планы земельных участков строят на основе таких данных. Так, нивелир нужен с целью выяснения разницы высот в точках измерений.
Рейки и их описание
Под нивелирной рейкой понимается специальная планка, которая в точках для измерений высот устанавливается вертикально. Ее можно делать из дерева или металла (алюминия).
Такая рейка имеет длину около 3−4 метров, и чтобы ее удобно было транспортировать, можно складывать пополам посредством специального узла. Современные варианты подразумевают раздвижную телескопическую конструкцию.
На сторонах стандартной рейки часто имеется градуировка:
Перед началом работ рейку ставят на нижней металлической скобе в центр измерительной точки посредством специальной отметки.
С целью удобства для удержания инструментов на точке присутствуют специальные ручки. Если рейки качественные и сделаны на основе специального сплава железа и никеля, то на них есть пузырьковые уровни, чтобы можно было контролировать вертикальное размещение рейки.
Если работы находятся на начальном этапе исследований застройки, то нужно выполнить комплексное моделирование объекта в будущем во взаимодействии с окружающим ландшафтом и архитектурой.
Точки измерения фотографируют с переносом значений реальных масштабов как данные для разных компьютерных программ, благодаря чему объект можно смоделировать во взаимодействии с окружающим экстерьером.
Устройство нивелира оптического типа
Данный прибор включает в себя четыре ключевых элемента:
А еще в конструкции оптических нивелиров последнего поколения часто предусмотрен встроенный компенсатор. Он нужен для поддержки нивелира в строго горизонтальном положении. Это исключает погрешности, которые могут быть спровоцированы даже незначительным наклоном устройства, а геодезическая съемка будет более точной.
Выбирать тот или иной тип устройства нужно в зависимости от точности измерений и уровня проводимых работ.
Классы нивелирования
Существуют разные классы нивелирования. Ключевыми высотными основами являются первый и второй класс.
Нивелирование первого класса имеет высокую точность работ. Данный результат можно получить только с применением качественных современных геодезических устройств, с помощью которых можно проводить данные измерения. И только ультрасовременные разработки позволят не допускать даже мелких погрешностей и даже стандартных ошибок.
Конструкция данного оборудования включает в себя плоскопараллельную пластину, выступающую в роли составного элемента микрометра. Данную деталь ставят перед объективом движущейся зрительной трубы, а еще такой оптический нивелир должен быть оснащен компенсатором или же контактным уровнем, в котором пузырек отличается в поле зрения трубы. Есть несколько видов оптических нивелиров, которые применяются для выполнения работ первого класса. Все их функциональные особенности целиком должны соответствовать всем нужным требованиям.
Для проведения нивелирования второго класса тоже нужно применять высокоточные оптические приборы. Их конструкция предусматривает наличие плоскопараллельных пластин, а также компенсатора или же контактного уровня. Как и в предыдущем случае, есть специальные виды приборы для этой работы, но также можно применять и те устройства, что прошли сертификацию и имеют требуемый уровень точности.
Чтобы выполнять измерения третьего класса, нужен оптический нивелир, оснащенный встроенным компенсатором, а для четвертого класса нужен прибор с уровнем и компенсатором. В зависимости от классификации нивелирования, оптические приборы бывают таких видов:
Принцип работы во время съемок
Чтобы не допускать ошибок и понимать принцип работы устройства, нужно знать, как он устроен изнутри и какие существуют его виды. Самые распространенные оптические приборы обладают различной степенью точности измерения. Обычно они состоят из зрительной трубы со специальным цилиндрическим уровнем, с помощью которого можно контролировать горизонт оптической оси.
Сквозь оптическую призматическую систему изображение проецируется в оптику трубы, а затем постоянно контролируется. Для того чтобы правильно его настроить для выполнения измерительных работ, нужно внимательно прочесть инструкцию. Благодаря специальным винтовым механизмам (азимутальным, подставочным и элевационным) можно обеспечить максимальную точность выставленного горизонта. Устройство ставят на специальную треногу с осью вращения.
Чтобы результаты измерений были более точными, а погрешности в определении расстояния между разными точками были сведены к минимуму, следует использовать нивелиры цифрового типа. Но для них нужно иметь рейки со специальными штрих-кодами, благодаря которым обеспечивается автоматическая регистрация данных с помощью микропроцессоров.
Принцип работы данного нивелира можно увидеть в интернете в специальных роликах. Если подобные рейки отсутствуют, то данные виды нивелиров применятся по аналогии с обычными оптическими.
Но помните, что перед применением даже самого простого оптического нивелира, его следует подвергнуть таким проверкам:
Помимо этого, по уровню могут проверять и вертикаль сети ниток разметки устройства с уровнем при трубе.
Немаловажными показателями выступают еще цена деления уровня при трубе, а также ее краткость. Это позволяет определить пригодность.
Сами работы могут выполняться с применением оптических, а также водяных или лазерных уровней.
Нивелирование 4 класса методом средней нити
Для начала прибор приводится в рабочее положение посредством цилиндрического или контактного уровня. Потом зрительная труба наводится на поверхность темной стороны задней рейки, а пузырек уровня приводится в «нуль-пункт» элевационными или подъемными винтами. Отсчет можно снять посредством дальномерных и средних штрихов.
Таким же образом нужно выполнить съемку во время наведения трубы на поверхность темной стороны передней рейки, а затем на поверхность красной стороны передней части, а потом — на поверхность темной стороны задней части.
При условии применения оптического прибора с компенсатором следует, прежде всего, установить устройство в рабочее положение, а также проконтролировать нормальнее рабочее положение компенсатора. И только после этого приступать к процессу съемки.
Во время съемки все фиксируйте в полевом журнале. Удобнее всего применять для этого запоминающее устройство регистратора. Если была определена разница в значениях более 5 мм, то измерения проводят заново, при этом следует изменить высоту приборы как минимум на 3 см. По окончании полевых работ подсчитайте невязки по линии между исходными реперами. Это значение должно быть от 20 мм, все результаты нужно вносить в ведомость повышений.
Итак, выше были рассмотрены особенности и принцип работы оптического нивелира, который часто используется при строительных работах. В настоящее время альтернативы такому прибору не существует, поэтому при проведении геодезических работ он долго еще будет являться наиболее актуальным.
Нивелир — необходимый инструмент в строительстве
Содержание:
Нивелир — измерительный инструмент, с помощью которого можно определить угол наклона, относительную высоту объекта, сделать разметку. Его используют профессиональные строители и монтажники при возведении промышленных зданий, жилых домов, коммуникационных строений, торговых центров, а также ремонтники при отделке помещений, геодезисты при исследовании территории. Без нивелиров работа в этих сферах деятельности не представляется возможной. Ведь необходимость точных замеров на этапе проектировки и в процессе строительства обусловлена, во-первых, требованиями государственных стандартов, соблюдение которых контролируется, во-вторых, с надежным измерительным прибором гораздо легче возводить элементы конструкций и проводить отделку, чем с подручными приспособлениями. Более того, от правильности расположения несущих стен и других важных частей здания зависит безопасность людей, которые будут там жить и работать.
Возведение архитектурных зданий, как и жилых домов, также требует применения специальных измерительных приборов при проведении работ. Кроме того, нивелиры сегодня стали доступны для применения и в других сферах деятельности – их используют сборщики мебели, мастера-отделочники, а также обычные пользователи для выполнения ремонта в быту. Но раньше эти инструменты считались сугубо профессиональными…
Нивелир является одним из первых геодезических приборов. Упоминания об устройстве, которое по своей функции напоминало этот прибор, появились уже в исторических сочинениях Герона Александрийского, написанных во II веке до нашей эры. Он представлял собой два соединенных сосуда, наполненных водой. Усовершенствованное же устройство, которое более приближено к современному нивелиру, было изобретено в России в 1890 году геодезистом Дмитрием Гедеоновым. Сейчас этот инструмент стал более совершенным, но основной принцип выравнивания его положения сохранился – сосуд с водой заменяет цилиндрический уровень.
В конце 20 века появились более совершенные приборы – лазерные уровни, которые стали повсеместно использоваться не только в профессиональном строительстве, но и в бытовой сфере. Они позволяют сделать ровную разметку при оклеивании стен обоями, заливке стяжки, укладке паркета, возведении стен из гипсокартона и выполнении других работ, с которыми может самостоятельно справиться практичный хозяин.
Оптические нивелиры появились давно, но сохраняют свою актуальность по сей день. Лазерные приборы – сравнительно новое изобретение, которое еще только приобретает популярность. Об этих двух видах техники мы расскажем подробно.
Оптический нивелир – выбор профессионала
С течением времени сфера применения этого измерительного инструмента мало изменилась, его все так же используют геодезисты, проектировщики, строители и топографы. Такой прибор пригоден для эксплуатации в течение всего года, ведь в нем нет электроэлементов, которые могли бы повредиться от воздействия влаги и солнечных лучей – механизм очень надежный. Так из чего же состоит оптический нивелир?
Основные части устройства: трегер – представляет собой металлический круг на трех опорах и с тремя подъемными винтами для закрепления и регулировки положения главного блока. Главный блок включает в себя:
Замер осуществляется с помощью зрительной трубы с увеличительными линзами. Она настраивается винтами так, чтобы изображение было максимально четким. Благодаря шкале с делениями определяется отклонение от вертикальной и горизонтальной плоскости. С помощью этого прибора можно определять высоту объекта, разность высот нескольких почвы, измерять угол наклона.
Лазерный нивелир – надежность и простота в использовании
Этот прибор еще называют «лазерный уровень». Он проецирует на поверхность луч, по которому очень быстро и просто определить высоту, выполнить разметку. Если Вы запланировали сделать ремонт в квартире своими руками или открыть частную фирму по оказанию услуг по отделке помещений, лазерный нивелир будет очень кстати. При работе с ним не требуется специального образования – научиться делать замеры можно самому. У этого прибора, в отличие от оптического, нет зрительной трубы, поэтому не придется тратить много времени на ее настройку. Некоторые модели устройств оснащены функцией автоматического выравнивания, упрощающей выравнивание нивелира при установке. У одних при неправильном положении происходит мигание луча, у других – раздается звуковой сигнал. Как только прибор будет установлен ровно, эти сигналы прекратятся, и можно будет делать замер. Кроме того, не понадобится разбираться в системе шкал, ведь измерения осуществляются с помощью лазера. Луч проецируется на поверхность, и по нему можно выполнить разметку или сразу приклеить обойное полотно, вбить несколько гвоздей и т.д.
Лазер, с помощью которого производится замер, направляется излучателем и проецируется несколькими способами. В зависимости от чего, нивелиры могут быть:
Лазерные приборы могут быть предназначены для работы только в помещении или и в здании, и на улице. У бытовых лазерных нивелиров луч не очень яркий, поэтому его плохо видно при дневном свете. Кроме того, пластиковый корпус не имеет должной защиты от влаги, поэтому он предназначен только для выполнения работ в помещении. Техника для улицы оснащается мощным лазером, который хорошо различим даже в солнечную погоду. Корпус же обычно имеет резиновое покрытие и степень защиты IP51 (защита от пыли и капель воды, падающих под прямым углом), как у ADA 5D Crosspoint А00135. Такие приборы наиболее надежны и долговечны и могут использоваться повседневно строителями, проектировщиками, ландшафтными дизайнерами на улице.
Если Вы хотите поклеить обои или уложить плитку в ванной, можно, конечно, воспользоваться обычным отвесом. Для этого потребуется вбить гвоздь под потолком и на нитке подвесить другой гвоздь. Согласитесь, это не самый удобный способ. Кто может гарантировать, что разметка будет выполнена ровно? Малейшее колебание – и отвес смещается. С лазерным нивелиром таких проблем не будет, и выполнить ровную разметку для приклеивания обойного полотна будет намного легче. Для подобных целей можно купить недорогую модель техники, которая проецирует только один луч. Если же в Ваших планах строительство дома, тогда следует присмотреться к прибору с большим набором функций. Но и цена на него будет значительно выше.
Подробнее о названных видах нивелиров читайте в статье.
Что понадобится для работы с устройством?
Одно из самых важных правил при использовании техники – ровная основа под ногами. Если в помещении это возможно, то на холмистой поверхности – вряд ли. В этом случае установить прибор ровно можно с помощью штатива. Его всегда нужно использовать при замерах, ведь даже из-за малейшего отклонения оборудования погрешность показаний значительно увеличится. Кроме того, штатив предотвратит случайное падение, потому что нивелир надежно крепится на нем с помощью винтов.
Проверить правильность установки штатива можно с помощью встроенного цилиндрического уровня (ватерпаса). Если штатив установлен ровно, пузырь в колбе уровня будет точно посередине. У геодезистов даже есть профессиональная шутка на эту тему: «Вопрос: какое самое главное правило у геодезиста? Ответ: «пузырек» на середину».
Для использования дома подойдут другие, более компактные держатели. Они прикрепляются к стене или ставятся на пол. Такие приспособления пригодятся, если замеры нужно сделать на небольшой высоте или, наоборот, под потолком. Прибор вместе с держателем легко переносить и переустанавливать. К тому же, хранение такого крепления не требует много места.
Для работы с нивелиром потребуется специальная рейка. На нее наводится прицел объектива или лазер. По делениям шкалы определяется высота или перепады высот разных объектов.
При использовании лазерного нивелира нужно надевать защитные очки. Они обезопасят ваше зрение, если луч мощностью почти 1 милливатт попадет в глаза. Иногда они продаются вместе с инструментом, но можно их купить отдельно.
Лазерная техника работает на щелочных или аккумуляторных батарейках. Одного полного заряда хватает на несколько часов. Чтобы прибор не отключился в самый неподходящий момент, нужно иметь всегда запасной набор элементов питания.
При нивелировании на открытой местности пригодится приемник, с помощью которого удобно определить нахождение луча на больших расстояниях, до 700 метров.
При покупке оптического прибора лучше сразу купить полный комплект сопутствующего оборудования: отвертку, чехол и футляр для безопасного хранения. Это поможет снизить вероятность потери точности прибором при транспортировке.
Обо всех тонкостях работы с приборами можно узнать в статье «Основные правила работы с нивелирами».
Подведем итог
«Старый друг лучше новых двух». Возможно, этой народной поговоркой руководствуются строители, покупая оптический нивелир. С ним можно сделать замер в любую погоду, а его точность не зависит от факторов внешней среды. Спрос на такие приборы сохраняется как десятки лет назад, так и сегодня.
Наличие у профессионалов оптического нивелира еще не говорит о том, что они пренебрегают лазерными устройствами. Последние стали популярны среди специалистов, потому что они очень удобны, а замеры выполняются быстрее. Они будут просто незаменимы, когда нужно справиться с работой в кратчайшие сроки, например, при проектировке перегородок в помещении.
Лазерные построители плоскостей стали доступны почти каждому, поэтому довольно часто применяются в быту. С ними можно самостоятельно справиться с ремонтными работами в квартире (спроектировать каркас для гипсокартонной перегородки, наметить линию при застилке паркета, выполнить разметку для укладки плитки, при строительстве дома сделать оконные проемы на одном уровне). С таким прибором работы будут выполнены очень профессионально даже любителем.
Если у Вас в планах ремонт квартиры или строительство, и нужен надежный измерительный инструмент, пришло время купить нивелир. В нашем интернет-магазине представлены оптические и лазерные виды техники, из которых и профессионал, и любитель обязательно подберет подходящую модель. Спешите сделать заказ, и начинайте работу! Будьте уверены, что с качественным устройством все будет выполнено на высоком уровне.
Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками
На рынке есть штативы с плоской или сферической головкой. Последний позволяет быстро выравнивать прибор без необходимости точной регулировки ножек штатива. Опытные пользователи на шаровой головке могут выровнять инструмент, не используя регулировочные винты в трегере.
Нивелирная рейка, наиболее популярными на данный момент являются алюминиевые телескопические рейки. Деревянные рейки время от времени используются в строительных и геодезических изысканиях. Алюминиевые рейки различаются по длине (от 3 до 7 м) и, следовательно, по количеству сегментов. Сегменты основаны на принципе телескопа. Сложенный участок имеет длину чуть более 1 м и его легко транспортировать. Алюминиевые рейки имеют геодезическое шкалу типа «Е» с одной стороны и стандартное миллиметровое деление с другой.
Важно, чтобы рейка была снабжен коробкой уровнем для установки. Часто многих пользователи не используют уровень и устанавливают рейку вертикально «на глаз». Однако что неправильная установка рейки очень сильно влияет на конечную точность нивелирования.
После установки нивелира на штатив и его выравнивания, помощник вертикально устанавливает рейку (ему поможет уровень, прикрепленный к ней) в точке A. Наблюдатель осуществляет точное прицеливания с помощью винта горизонтального круга и фокусирует изображения с помощью фокусирующего винта и в окуляре выполняет чтение отметки O1.
Для чего горизонтальный круг с отметками на оптическом нивелире?
Горизонтальный лимб используется для расчета угла поворота прибора при измерении. Лимб используется при нивелировании полярным методом, но стоит отметить что точность отсчетов невысокая. Горизонтальный лимб с делением на 360 и 400? В чем разница?
В 90% случаев при покупке нивелира пользователи не обращаются внимание на горизонтальный лимб. Им он не пригодится или используют в единичных случая как вспомогательный инструмент.
• грады имеют десятичное деление, естественное для калькуляторов и компьютеров
• расчеты выполняются быстро, даже в памяти, без необходимости какого-либо преобразования или преобразования
• использование града исключает риск ошибок вычислений из-за разделения шага на 60 минут (секунд) и 3600 градусов (секунд).
В рамках полевого выпрямления мы проверяем три геометрических условия, которым должен соответствовать выравниватель:
• Основная плоскость пузырька круглого уровня pg должна быть перпендикулярна главной оси vv выравнивающего устройства.
• Горизонтальная линия прицельной сетки должна быть перпендикулярна главной оси vv.
• Визирная ось cc должна быть горизонтальной в диапазоне действия компенсатора.
Перед началом юстировки проверьте работоспособность механических компонентов нивелира. Внимательно посмотрите на винты трегера, горизонтальные винты, фокусирующий винт и окуляр, оцените их на предмет плавной работы и наличия нестандартных зазоров. Стоит несколько раз повернуть инструмент, установленный на штативе и убедиться, что механизм главной оси механизма не поврежден. Только если все механические компоненты нивелира находятся в рабочем состоянии, вы можете приступить к проверке устройства.
Этап 1: Поверка круглого уровня
Отклонение пузырька на половину ошибки устраняется поворотом винтов трегера в противоположном направлении. Вторая половина той же ошибки устраняется с помощью регулировочных винтов уровня. Проверяем правильность исправления поворотом на 180 градусов. При необходимости повторяем корректирующие действия.
Этап 2: Проверка вертикальности сетки нитей
Контроль можно проводить двумя способами
1. Сфокусировавшись нивелиром на отвес легко можно определить вертикальность сетки нитей. Совпадает ли она с вертикальной линией отвеса или нет. При необходимости выполняется регулировка винтами по отвесу как по эталону.
Этап 3: Проверка работоспособности компенсатора
Если компенсатор функционирует, второй тест этого параметра состоит в проверке диапазона действия.
Этап 4: Поверка горизонтальности визирной оси
Проверка и исправление горизонтальной установки оси в области действия компенсатора. Проверка и исправление горизонтального выравнивания визирной оси является наиболее трудоемким этапом. Также необходимо иметь две нивелирных рейки и установить их друг от друга и вертикально на расстоянии не менее 30 метров. Поставить прибор посередине между рейками и вычислить превышение между точками.
Возьмем для примера:
отчет по рейке A = 1.787м,
отчет по рейке B = 1.632м,
превышение (Δh) в этом случае будет: Δh = А–B = 0.155м. с Переставить штатив с прибором ближе к точке А и, взяв отчет по этой же рейке (для примера 1.509м), вычислить теоретический отчет по рейке B (отчет по рейке А – Δh). В нашем примере теоретический отчет по рейке В = 1.509м – 0.155м = 1.354м.
Взяв отчет по рейке В сравнить его с теоретическим. Если разность между отчетами превышает 1-3 мм, необходимо выполнить настройку. Отверните защитную крышку окуляра (или откройте заглушку в нивелирах Sokkia) и с помощью юстировочной шпильки / отвертки / шестигранника из комплекта прибора поворачивайте винт до тех пор, пока отчет по средней горизонтальной нити не станет равен теоретическому (1.354м). После чего необходимо повторить поверку.
Свяжитесь с нами, если у Вас есть вопросы по обслуживанию или приобретению оптического нивелира: