Оптические нивелиры, классификация и их устройство

Работа по теме: petuhov_konspekt_osnovy_geodezii_iab-1. Глава: Геометрическое нивелирование. ВУЗ: РУДН.

Нивелиры

Основное требование к нивелиру –обеспечить горизонтальность визирнойоси.

По точности нивелиры делятся на:

  • высокоточные — Н05, Н1;

  • точные — Н2, Н3;

  • технические Н4, Н10.

По конструкции нивелиры делятся на 2типа:

img-O6tBKr.png

— с точным цилиндрическим уровнем –например Н3;

img-WdmSW9.pngс компенсатором, т.е. с самоустанавливающейсягоризонтально осью визирования — Н3К.

См. также

  • Нивелирная рейка
  • Теодолит
  • Тахеометр
  • Мензула
  • Высотомер

Дополнительные приспособления и инвентарь

Кроме самого прибора, для работы нам понадобится уже упомянутый штатив, а так же специальная мерная рейка, с нанесенными на ней делениями и цифрами. Деления представляют собой полоски чередующиеся черные или красные полоски шириной в 10 мм.

Цифры на рейке нанесены с шагом в десять см, а значение от нуля и до конца рейки в дециметрах, при этом числа выражены двумя цифрами. Так, 50 см обозначается как 05, число 09 обозначает 90 см, цифра 12 укажет на 120 см и т.д.

Для удобства, пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены еще и вертикальной полоской, так, что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной.

Старые модели приборов дают перевернутое изображение, и рейка к ним требуется специальная, с перевернутыми цифрами.

Nivelir_F2.jpg

Вспомогательные приспособления к нивелиру

К нивелиру прилагается паспорт, где обязательно указывается дата его последней проверки и настройки или, как говорят геодезисты «поверки». Поверяют нивелиры не реже чем раз в три года, в специальных мастерских, о чем делается очередная запись в паспорте.

Кроме паспорта, в комплекте нивелира идет ключ для обслуживания и мягкая фланель для протирки линз и конечно защитный футляр, где он хранится. Модели с горизонтальным лимбом — угломером комплектуются отвесом для установки строго в нужной точке.

Оберегайте нивелир от ударов и толчков, даже когда он в футляре. Современные приборы оборудованы специальным устройством, осуществляющим точную подстройку по горизонтали, сильный толчок, внешне не оставивший ни малейшего следа, может повредить его тонкий механизм.

Как работает лазерный нивелир

Начать нужно с терминологии. Эти приборы часто называют лазерными нивелирами. Однако наиболее точным является термин «лазерные построители», так как устройства данного типа не измеряют разность высот между несколькими точками, как геодезический нивелир. По сфере использования построитель имеет больше сходства с реечными и водяными уровнями, поэтому название «лазерный уровень» можно считать более-менее приемлемым.

Главная задача лазерного уровня — визуальное построение плоскостей (вертикальных, горизонтальных и наклонных). Для начала работы нам нужно надежно установить прибор на месте и включить кнопку. На поверхности сразу появится достаточно тонкая линия, по которой можно либо сразу произвести необходимый монтаж, либо выполнить измерения от этой точной лазерной линии.

Также по нескольким пересекающимся линиям можно выполнить разметку углов 90 градусов. По сути, это функции очень большого угольника. Кстати, некоторые приборы способны проецировать точки надира и зенита, то есть такие построители по факту являются «цифровыми отвесами».

Назначение нивелира

Одной из важнейших геодезических работ, проводимых при строительстве каких-либо объектов, является нивелирование.

Для этих целей применяется соответствующий инструмент –нивелир.

Целью данной операций является определение на местности разности высот конкретных точек, а также изучение форм рельефа.

Нивелиры используются при:

  • проектировании, и создании геодезических структур высокой точности;
  • монтаже технического оснащения и конструкций, например, для установки столбов ЛЭП;
  • декорировании местности, выравнивании больших площадей;
  • прогнозировании величины оседания каких-либо построек;
  • строительных работах внутри помещений, например, монтаже полов, потолков.

Использование инструмента в геодезии

В быту нивелиры часто применяют при ремонте помещений.

Для этих целей существует отдельный вид приборов, которые часто называют лазерными уровнями.

Они проецируют на плоские поверхности лазерные лучи и отлично подходят для разметки углов.

Кроме прочего, применение лазерного нивелира обеспечивает точность укладки кафеля и любого материала, где требуется соблюдение прямых углов и линии.

По этой причине прибор используют и для оклейки обоев, где требуется соблюдать строго вертикальные линии стыков.

Для электрика нивелир также будет полезен.

С его помощью можно четко позиционировать расположение розеток, выключателей, предохранительных щитов на одном уровне от пола, либо же относительно горизонта.

Использование прибора в строительстве

Также в быту используют простейшие гидростатические нивелиры, работающие по принципу двух сообщающихся сосудов с жидкостью.

С чего все начиналось

История на сегодняшний день располагает документальным подтверждением того, что человечество знало и использовало нивелиры еще во втором веке до нашей эры. Это были сообщающиеся сосуды, соединенные прозрачным гибким элементом.

В начале XVIIвека Галилео Галилей изобрел первую зрительную трубу. Через несколько десятилетий на стеклах этих приборов появились дальномерные нити. Лишь в 1890 году строители получили по-настоящему законченный и достаточно точный прибор. Отрадно, что свой вклад в данное изобретение внесли и русские ученые.

Не останавливаются изыскания в деле модернизации и улучшения эксплуатационных характеристик и сегодня. Отдельные лаборатории и целые институты Германии и России, Китая и США. Японии и Швейцарии продолжают вносить свою лепту в стремлении прибора к совершенству.

Основное геометрическое условие нивелира

Для нивелиров с уровнем – параллельностьоси цилиндрического уровня и визирнойоси – LL1KK1.

img-2B4sAh.pngДлянивелиров с компенсатором – горизонтальностьвизирной осиKK1в пределах диапазона работы компенсатора.

Это условие может быть проверено двойнымнивелированием вперед двух точек АиВ, расположенных на расстоянии 50– 70 метров. В точкеАустанавливаютнивелир и измеряют его высотуi1,а в точкеВ– нивелирную рейку иберут отсчет по рейкеа′1.

Затем меняют местами нивелир и рейку– новые высота инструмента – i2и отсчета′2.

img-QffPOe.pngПриэтом в отсчетах содержится ошибка из-занегоризонтальности визирной оси –x.

Значения измеренного превышения равныimg-usCFfR.png, илиimg-uKqlXQ.png.

Из равенства превышений следует img-ozVbGz.png,откудаimg-0a0EVc.png.

Ошибка хпо модулю не должна превышать4 мм. Если это условие не выполняется,то производят исправление (юстировку).

Устройство оптического нивелира

Классическое устройство нивелира можно показать на такой широко используемой марке приборов как Н-3. В его составе необходимо выделить основные узлы, показанные на рисунке.

Оптический нивелир - устройство 

Рис. 1. Устройство.

На рисунке можно увидеть следующие детали и узлы оптического нивелира:

  • зрительная труба, предназначенная для наведения на рейку (1);
  • окуляр, часть оптической системы, предназначенная для наблюдения (2);
  • объектив, часть оптической системы, предназначенная для получения увеличенного изображения объектов (3);
  • трегер или другими словами подставка для размещения в нем самого прибора (4);
  • подъемные винты, служащие приведению инструмента в рабочее состояние, совпадающее с отвесной линией (5);
  • пластина, нижняя часть подставки, предающая жесткости всей ее конструкции и устойчивости подъемных винтов (6);
  • закрепительный винт прибора, предназначенный для фиксации зрительной трубы после грубого наведения на рейку (7);
  • цилиндрический уровень, соединенный с трубой и служащий для установления визирного луча в горизонтальное положение (8).
  • место установки юстировочных винтов, предназначенных для исправления положения цилиндрического уровня (9);
  • визир, расположенная сверху трубы деталь для ориентировочного наведения на рейку (10);
  • фокусировка (кремальера), предназначенный для фокусирования (придания резкости изображению) механизм, (11);
  • наводящий (микрометренный) винт, служащий точному наведению зрительной трубы на рейку (12);
  • круглый уровень, показывающий положение прибора относительно отвесной линии (13);
  • юстировочные винты круглого уровня, для исправления положения уровня (14);
  • элевационный винт, выводящий цилиндрический уровень на середину и связывающий его с визирным лучом (15).

См. также

  • Нивелирная рейка
  • Теодолит
  • Тахеометр

Литература

  • Куштин И. Ф., Куштин В. И. Инженерная геодезия.

Нивелирные рейки

Для технического нивелированияприменяются, как правило, двусторонниерейки с сантиметровыми делениями длиной3 или 4 метра. На одной стороне рейкиделения наносят черной краской, надругой – красной; на черной сторонеделения начинаются с нуля, на красной– с произвольного числа.

Отсчет по рейке производится относительноцентральной горизонтальной нити сеткинитей нивелира с оценкой доли сантиметровогоделения на глаз до 1 мм.

Укладка плитки на стены или на пол

Плиточные работы всегда требовали использования высокоточного и при этом очень надежного реечного уровня. Если при корректировке плитки относительно рабочей плоскости обычный уровень сложно заменить лазерным устройством, то при позиционировании рядов и швов построители просто незаменимы.

Прибор, который рисует четкие пересекающиеся линии, позволяет идеально точно произвести облицовку, без использования шнуров, угольников или правила. Кстати, сейчас выпускаются специальные модели лазерных устройств, предназначенные именно для плиточных работ.

Литература

  • Куштин И. Ф., Куштин В. И. Инженерная геодезия.

Виды нивелиров по принципу работы

Нивелир: какие бывают виды нивелировВиды нивелиров

В зависимости от конструкции, различают следующие виды нивелиров:

  1. геометрические, испускающие визирующий луч, которому сообщается горизонтальная ориентация. А отметка точек на местности производится при помощи специальных реек;
  2. тригонометрические, или теодолиты, использующие наклонный луч к контрольной точке. При этом после снятия замеров необходимо выполнить сложные вычисления;
  3. гидростатические, наиболее простые по конструкции. Они используют свойство жидкости устанавливать один и тот же уровень в сообщающихся сосудах;
  4. оптикомеханические, в которых применяется световой луч и рейки с нанесёнными делениями. А также оптическая труба для снятия замеров;
  5. лазерные, использующие для отметки точек лазерный луч, чем достигается простота и наглядность снятия замеров, а также появляется возможность работы с плоскостями, а не только с точками;
  6. цифровые, построенные на оптическом либо лазерном принципе. Кстати, в них расчётная часть выполняется микроэлектронным процессором на основе полученных результатов замеров.

В отдельных случаях для нивелирования могут использоваться барометры, радиолокаторы, эхолоты и другие специфические приборы.

Ссылки

  • Dumpy level (англ.)
  • Нивелир // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  • Нивелиры: их устройство, поверки, исследования
  • Нивелир на сайте о геодезии и геоприборах
modif.png

Эта страница в последний раз была отредактирована 11 ноября 2020 в 14:06.

Как используют оптический нивелир для устройства основания

Допустим, нам необходимо подготовить и выровнять основание на небольшом участке под индивидуальный дом. В первую очередь определяем среднюю высотную отметку на площадке. Для этого все полученные значения (кроме отметки чистого пола) необходимо суммировать и разделить на 20. Предположим, средняя величина составила 1,7 м.

Следующий этап – рытьё котлована. В нашем случае минимальное значение высоты составило 1,55 м, максимальное − 1,7 м. Уровень чистого пола оказался на отметке 1,25 м. Исходя из полученных данных, определяем необходимую толщину слоя засыпки под наше основание: она составит 1,7 − 1,25 = 0,45 м.

Для чего нужен нивелир?

Как правило, нивелиры разных типов повсеместно используются в строительстве и в геодезических работах. Современные лазерные и цифровые модели не требуют сложных вычислений, а работа с ними не представляет сложности даже для непрофессионала. При помощи нивелира на открытой местности:

  •  размечают строительную площадку под фундамент будущего здания;
  • выполняют разбивку сада или парка, проводя ровные параллельные линии для высадки кустарников и деревьев, а также монтажа ограды, строительства беседки либо парника;
  • осуществляют распланировку садовых дорожек, тротуаров, площадок;
  • выполняют землеустроительные работы и пр.

Во время строительства либо ремонта дома с нивелиром:

  1. размечают линии прокладки коммуникаций;
  2. контролируют горизонтальность пола, а также вертикальное положение стен и перегородок;
  3. проверяют правильность монтажа плинтусов, подвесных и натяжных потолков;
  4. устанавливают оконные и дверные блоки;
  5. монтируют встроенную мебель и т.д.

Как используют нивелир?Как используют нивелир?

Использование нивелира, особенно современных лазерных и цифровых моделей, существенно облегчает выполнение многих строительных и отделочных работ.

( 2 оценки, среднее 3.5 из 5 )

Дополнительные принадлежности

Для проведения измерений с помощью оптических нивелиров используются дополнительные принадлежности:

  • штативы;
  • рейки.

Штативы необходимы для установки и жесткого крепления конструкции прибора, приведение его в рабочее положение и собственно выполнение измерений. Нивелирные штативы бывают деревянные, фиберглассовые, алюминиевые и обычно они легкие по весу и с меньшими головками крепления.

Рейки могут быть различной длины, изготовлены из разного материала с разграфленной шкалой на их поверхностях. В обозначения нивелирных реек, например РН-3-3000СП, входят:

  • сокращенное наименование (РН – рейка нивелирная);
  • первая цифра (3), означающая точность измерений в мм;
  • второе число (3000) означает длину в мм;
  • СП – сокращение означающее: складную конструкцию и прямое изображение.

Существуют различные виды реек:

  • деревянные складные двухсторонние;
  • алюминиевые выдвижные, с накладным круглым уровнем ;
  • инварные, повышенной точности.

Длина реек колеблется в пределах от одного до пяти метров. Деления на них бывают миллиметровые с одной стороны и сантиметровые Е-образные с другой или с обеих сторон сантиметровыми одновременно, но с чередованием цвета (красная, черная). Они могут быть штриховыми и с инварной проволокой для цифровых нивелиров. Вся градуировка на рейках, нанесенная краской, перед вводом ее в эксплуатацию должна быть исследована и соответствовать требованиям предельных отклонений метрового отрезка и длин делений шкал. 

Как пользоваться оптическим нивелиром при строительстве фундамента

Алгоритм действий практически идентичен подготовке основания, с тем лишь отличием, что в этом случае фундамент уже готов, если лишь необходимо выровнять. Итак, последовательность работ:

  1. Установите нивелир так, чтобы чётко видеть каждый угол фундамента в относительно узком поле зрения (90° или меньше). Это поможет избавиться от ошибок, связанных с поворотами нивелира на большие углы. Чтобы свести к минимуму ошибку, установите нивелир над фундаментом как можно ниже.
  2. С помощником, удерживающим рейку, прострелите внешние углы a, b, c, d и запишите их высоту. В нашем примере самый высокий угол b.
  3. Из высоты самого высокого угла вычтите высоты остальных углов и запишите разницу − это будет толщина прокладок.
  4. Подкладками выведите углы до уровня высокого угла с допуском ±1,5 мм.
  5. Протяните шнурку между углами. Натянув шнур горизонтально, положите стальные прокладки между лежнем и фундаментом под все лаги, балки и точечные нагрузки.
  6. Для грубой подгонки лежня к шнуру в нужных местах положите подкладки.

Это общие рекомендации при работе с нивелиром на разных строительных этапах постройки дома.

Ландшафтные работы, изготовление ограждений, установка опалубки

Лазерные построители достаточно легко справляются с определением высот на местности. То есть там, где с обычным уровнем делать нечего. Другое дело, что для этих целей (из проблем: рост погрешности при увеличении расстояния, плохая видимость луча из-за дневного света, повышенные требования к точности) требуются серьезные профессиональные устройства. В идеале — ротационные приборы.

Правила проведения

Произведенные промышленным способом нивелиры имеют метрологические свидетельства с отметкой о заводской поверке, гарантирующей корректную в течение года работу прибора при выполнении условий эксплуатации.

Повторная поверка оптического нивелира должна производиться не реже одного раза в течение межповерочного интервала. Госстандарт РФ в рекомендательном порядке определяет межповерочный интервал различного рода нивелиров длительностью не более одного календарного года.

Проверки технических характеристик устройств при определенных навыках можно выполнять самостоятельно, что, впрочем, не дает полноценной гарантии их качества. Квалифицированные специалисты компаний, имеющих государственные лицензии на выполнение метрологических работ, в том числе поверок и юстировок, выполнят необходимые процедуры и оформят свидетельство государственного образца. Свидетельство должным образом подтверждает соответствие прибора заказчика заявленным изготовителем характеристикам, что зафиксировано штампом проверяющей организацией с указанием даты и места проведения.

svidetelstvo-poverki-nivelira.jpg

Прибор, не прошедший поверку, должен быть выведен из эксплуатации с соответствующей отметкой в техническом паспорте, так как выполняемые им измерения не будут иметь требуемую точность.

Стоимость проведения процедуры поверки одного прибора варьируется от 1500 до 2000 рублей.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...