Уважаемые пользователи портала сайт, в этой статье описаны простые способы применения нивелиров, а также их типы. Все желающие овладеть полным навыком работы с нивелиром, необходимо прочитать учебники по геодезии, для тех, кто хочет понять, как работать с нивелиром, для бытовых нужд, хватит описаний в данной статье. Вопрос “как правильно пользоваться оптическим нивелиром”, частично будет закрыт.
Нивелир – инструмент для определения разности высот.
Измерения есть геометрические, тригонометрические. Простым языком, работы выполняемые нивелиром, бывают разные, это построение топографических карт, определение перепадов высот, на плоскостях конструкций здания, участке, для дальнейших ландшафтных переделок и организации водоотведения, определение высоты тех или иных плоскостей с выносом высотных отметок.
Классический «оптический нивелир », проверенный временем, надежный и точный. Весь советский союз обмерян оптическим нивелиром, вдоль и поперек. За этот титанический кусок работы, оптический нивелир не подводил, он надежен, ему не нужны батарейки. Принцип работы прост. Смотрим в окуляр, видим отметку на измерительной рейке (записываем ее), переносим рейку, смотрим в окуляр, видим другую отметку (опять записываем), вычитаем из первой отметки вторую, и получаем разность высот. Тут необходимы минимальные знания математики, геометрии, большая внимательность, хорошее зрение. Еще для работы с оптическим нивелиром обязательно нужен напарник, который будет держать линейку. К каждому оптическому нивелиру прилагается талмут с описанием и инструкцией по настройке, подробно это описывать здесь не имеет смысла, только если в двух словах.
- Ставим штатив с прикрученным к нему нивелиром, примерно вертикально.
- Тремя самыми большими болтами у основания прибора, регулируем горизонтальность. Выкручиваем их так, чтоб пузырек воздуха (вы его найдете по любому) был всегда в центре, причем при повороте на 380 градусов, положение того пузырька сохранялось. Это самое главное.
- Если все настроено грамотно, то можно проводить измерения (в некоторых старых моделях нивелиров, изображение перевернуто).
Более совершенный и точный прибор, это «лазерный уровень
» или «лазерный нивелир
». По сути, устройство похоже на обычный уровень, только вместо пузырька воздуха, в воде плавает поплавок с лазерной указкой. Поплавок, погруженный в воду, относительно земли, всегда в горизонтальном положении, под каким углом его не поверни. Получается что во время пользования, вам необходимо просто поставить лазерный нивелир вертикально, включить его, зафиксировать начальное расположение светящейся точки (места соприкосновения лазерного луча с поверхностью тела), а дальше плясать уже от этой точки, поворачивая нивелир в нужную вам сторону и отмеряя обычной линейкой перепады высот.
В умелых руках, лазерным нивелиром можно померить и сделать любые виды геодезических работ, доступных при использовании других нивелиров. Причем затраты времени на работу, будут значительно меньше, так как на установку лазерного нивелира требуется мало времени. Еще один плюс лазерного нивелира в том, что если поднапрячься, всю работу можно выполнить в одиночку.
Минус лазерного нивелира , это привязанность к источникам электричества, батарейкам, аккумуляторам, солнечным элементам питания. Если трясти прибор, то возможно собьется калибровка, лазерная указка смещается относительно поплавка, что приводит к погрешностям, растущим на расстоянии.
Для проверки высотных отметок, адекватной альтернативы теодолиту не придумали.
На случай если нет полноценного нивелира. Самый простой нивелир, это «уровень », пользоваться им умеют практически все, в основе лежит принцип земного тяготения, воздух легче воды, вода снизу, воздух сверху, то есть в ровной, стеклянной трубке заполненной водой, есть маленький пузырек воздуха, который в данной среде стремится вверх, при абсолютно горизонтальном расположении трубки, пузырек будет всегда посередине. Кроме того что им очень удобно искать локальные неровности на стенах, потолках, полах, уровень можно использовать на небольшом участке для определения перепадов высот.
Разумеется, геодезическая работа проводимая уровнем, не является удобной и точной, так как нужно уйма времени, пожалуй, это самый главный недостаток данного прибора. Зато обычный уровень очень прост и ему не страшны падения, грязь, неумелое обращение. Еще весомый плюс в сторону обычного уровня это сравнительно низкая цена
Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром, не обязательно оканчивать курсы геодезистов или геологический институт. Достаточно внимательно прочитать эту статью, ознакомиться с видеовставками и поэкспериментировать с прибором, и вы сможете совершать высокоточные измерения не хуже квалифицированного инженера.
Методы нивелирования на местности
Нивелирами называется большая группа приборов, которые используются для определения и фиксации точного положения различных предметов по высоте. Причем предметами могут быть вполне произвольные точки и участки земной поверхности, а не определенные ориентиры.
Задача любого нивелирования состоит в измерении разницы высот между отметками (уровнями) будущего здания (сооружения) . На практике, от величины такого превышения, от его грамотного измерения зависит общее качество строительства. Например, от запланированного «нулевого» уровня первого этажа дома рассчитывается глубина фундамента, сток грунтовых вод, проект дренажной системы, вид и т.д.
Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:
- Гидростатический метод, основанный на свойстве одинакового положения жидкости в сообщающихся сосудах. Обладает высокой точностью и допускает измерение вне пределов прямой видимости между отдельными точками . Гидростатические замеры связаны с необходимостью прокладывать и заполнять жидкостью протяженные шланги и трубки, что не всегда удобно;
- Барометрический метод – применяется при планировании и разметке обширных архитектурных комплексов, нуждается в высокоточных барометрах, специальных компьютерных программах. В личном жилищном строительстве барометрические измерения не используются;
- Тригонометрические замеры посредством хороши тем, что не нуждаются в помощниках с дополнительными рейками. Теодолитные измерения ведутся как по горизонтальным, так и по вертикальным углам, однако освоить этот прибор сложнее, чем обыкновенный нивелир, да и стоимость теодолита в несколько раз выше;
- Геометрические измерения углов возвышения с помощью стандартных нивелиров выполняются только в одной плоскости и требуют установки вспомогательных отметок (тех же реек), их перемещения с места на место и записей в журнале измерений
Простота и надежность замеров обыкновенным нивелиром, его хорошая совместимость с нуждами частного и жилищного строительства делают его наиболее востребованным при проектировании и планировании многих работ – от заливки фундамента до проверки точности двускатной кровли.
Типовое устройство и классификация современных нивелиров
Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.
В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.
Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.
По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:
- Технические приборы, маркировка Н-10, Н-12 и т.д.;
- Точные приборы, маркировка от Н-3 до Н-9;
- Особо точные приборы, маркировка от Н-05 до Н-2.5.
Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ
.
Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих
Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:
Как пользоваться нивелиром - пошаговая схема
Шаг 1: Установка штатива
Крепежные винты на всех трех ножках штатива необходимо расслабить, после чего каждая опора выдвигается на необходимую длину (эта длина может быть разной, ведь нивелир часто приходится устанавливать на пересеченной местности). Верхнюю часть штатива следует выставить в горизонтальное положение, после чего затягиваются фиксирующие винты на всех трех опорах. Большинство приборов снабжается плавными корректирующими креплениями на каждой "штативной ноге", ими выполняют точную настройку горизонтальности верхней площадки.
Шаг 2: Монтаж нивелира
Сама нивелирная труба устанавливается на штатив с помощью нескольких крепежных винтов, после чего предстоит поработать датчиками уровня. Вращением регулировочных винтов необходимо добиться точного, центрального положения пузырьковых уровней относительно нанесенных на них линий. Для удобства сначала выставляют пузырек в одном "окошке", не обращая внимания на другой. Потом настраивают второй уровень, уже отслеживая положение первого, наблюдая, как оно меняется по мере установки. Поэтапно настраивая положение прибора, добиваются его точной горизонтальности на монтажной площадке.
Когда прибор установлен горизонтально точно, выровнен и сфокусирован, приступаем к инженерным изысканиям. Две рейки следует выставить впереди и сзади нашего прибора. Передняя будет показывать значение измеряемой высоты, задняя послужит для градуировки значений. Сначала нивелир наводится на черную сторону задней рейки, после фокусировки записывается значение по среднему и дальномерному штриху. Потом производят фокусировку на переднюю (основную) рейку, фиксируется среднее значение по ее красной стороне. Такой метод называется нивелирование по средней линии , отличается высокой точностью результатов и удобством многократных измерений.
Н
ивелир на стройке, инструмент второй по значимости после измерительной рулетки. Не представляя как работать нивелиром, нечего и думать начинать мало-мальски серьезное строительство. При этом принцип действия нивелира и основные приемы работы с ним настолько просты, что их может освоить даже ученик начальных классов.
Содержание:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Видео-версия статьи
Устройство нивелира
Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением.
Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:
- крепления на штативе;
- выставления оптической оси нивелира в строго горизонтальное положение, для чего станина имеет три регулируемые по высоте «ножки» и один или два (в моделях без автоматической подстройки) пузырьковых уровня;
- точной наводки по горизонтали, которую осуществляют парными или одиночным маховичком.
У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.
С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.
Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.
При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).
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.
Строительный инструмент для выполнения измерительных операций за последние годы претерпел существенные изменения. Традиционные уровни и рейки отходят на второй план, уступая место более функциональным и технологичным электронным аналогам. Оптические и лазерные приборы для определения положения строительных объектов обеспечивают результаты высокой точности, при этом выполняя и сложные математические расчеты на основе полученных данных. И вполне логично, что по мере усложнения приборов возникают вопросы о том, как работать с нивелиром? Ликбез для новичков, представленный ниже, позволит освоить базовые правила применения таких устройств. Несмотря на их физическую эргономику, процесс эксплуатации предполагает выполнение целого ряда процедур, от которых как раз и будет зависеть корректность результата.
Устройство оптических нивелиров
Основу прибора формирует трегер - это металлический круг, положение которого фиксируется тремя опорами с регулирующими элементами. Подъемные винты позволяют оптимально располагать конструкцию на площадке, минимизируя риски отклонений. Также в состав прибора входит горизонтальный лимб, зрительная труба, уровни цилиндрической формы и компенсатор в виде магнитного или воздушного демпфера. с нивелиром этого типа? Изначально выполняется настройка посредством вышеупомянутых винтов, а сам замер осуществляется через зрительную трубу. В зависимости от комплектации, оптические устройства могут иметь в наборе несколько линз, позволяющих выполнять измерения в разных условиях. Для коррекции прибора по четкости головная часть с оптикой также предусматривает наличие регулирующих винтов, снижающих риск получения большой погрешности. С помощью такой оснастки можно определять высоту конструкции, разности в уровнях положения отдельных объектов, фиксировать углы наклона и т. д.
Устройство лазерного нивелира
Модели такого рода не имеют в составе зрительной трубы, что избавляет пользователя от самостоятельного определения геометрических параметров объекта. Рабочую основу представляет лазерный излучатель, проецирующий луч на целевую область. Конструкция также предусматривает наличие регулирующей фурнитуры, но в данном случае допуск погрешности исключается, так как большинство моделей независимо от положения могут автоматически корректировать угол направления луча относительно горизонтали.
Как работает лазерный нивелир? Подготовленный к операции прибор ориентируется оптикой на объект, в результате чего на поверхности отражается точка, по которой можно оценить высоту и произвести замер. Такая аппаратура хороша тем, что снижает риск допуска ошибки из-за человеческого фактора. Также к ее достоинствам можно отнести широкий набор дополнительных опций, связанных с обработкой полученных сведений.
Особенности ротационных моделей
Это наиболее развитые в технологическом отношении приборы, предназначенные для выполнения разметки на стройплощадке. Ключевой особенностью таких моделей является наличие вращающегося детектора, в котором находятся два лазера. Они могут двигаться со скоростью порядка 600 об./мин., проецируя луч в диапазоне 360°. Как работать с нивелиром ротационного типа? Техника обращения с подобными приборами в целом соответствует типовым лазерным аппаратам, а разница заключается лишь в организации итоговой разметки. То есть, если луч в обычных моделях дает информацию об одной характеристике, после чего его нужно перемещать, то ротационная техника с одной позиции позволяет осуществлять комплексные расчеты. Такой подход особенно эффективен при установке окон, выполнении отделки поверхностей и в других операциях, где требуется получение данных о положении разных объектов в рамках одного помещения или стройплощадки. Но на открытой местности могут возникать ограничения, связанные с до целевого объекта.
Перед тем как приступить к основным рабочим мероприятиям, следует продумать меры по обеспечению безопасности прибора. В первую очередь корпус должен иметь защиту от воды, грязи, пыли и физических ударов. Как правило, конструкция строительных нивелиров имеет многоуровневую пылевлагозащитную изоляцию, но этого может быть недостаточно. К примеру, под сильным дождем нельзя использовать без дополнительной оболочки даже модели с классом защиты выше IP54. Это же касается и угрозы прямых солнечных лучей. Временный перегрев оборудования, может, и не выведет его из строя, но вполне скажется на точности измерений.
Как работать с нивелиром, если на улице мороз или жаркая погода и поверхностное укрытие не поможет? Изначально стоит удостовериться, что аппарат в принципе пригоден для эксплуатации при том или ином температурном режиме. Как правило, модели от крупных изготовителей можно использовать при среднем диапазоне -10 до 25 °С. Но и в этом случае необходимо придерживаться определенных правил эксплуатации. Например, оптические модели чувствительны к перепадам температур. После выполнения замера аппарат следует занести в теплое помещение и отогревать в комплектном футляре минут 30.
Что потребуется для работы?
Для обеспечения правильной позиции устройства следует использовать штатив. Без него можно обойтись в помещении с ровной основой, но если дело касается работы на стройплощадке на голом грунте, то регулируемая оснастка лишней не будет. Но и в помещении без специальных несущих приспособлений работать с прибором будет неудобно. Для таких целей предусматриваются эргономичные держатели. Их можно крепить к стенам, напольным покрытиям и даже к потолку.
Потребуется и специальная рейка. Ее шкала позволит на целевой поверхности обозначить деления, по которым и будут фиксироваться искомые показания. Как работать с нивелиром и рейкой? Традиционные методы предполагают, что в процессе будут участвовать два человека - один отвечает непосредственно за фиксацию данных, а второй удерживает рейку. Однако последние модели лазерных электронных приборов автоматически обрабатывают данные, учитывая специальные штрих-коды реек. В этом случае от пользователя требуется лишь активировать соответствующую функцию и правильно установить положение шкалы.
Эксплуатация оптических приборов
Как уже говорилось, начинается работа с настройки зрительной трубы. Главная задача на этом этапе - добиться предельной четкости изображения объекта. Регулировка выполняется посредством винтов, а корректность оценивается по виду через окуляр.
Дальнейшие работы, в отличие от лазерных моделей, выполняются вдвоем. Один рабочий перпендикулярно земле устанавливает рейку, а второй снимает показания, используя изображение оптического нивелира. Как с ним работать, чтобы и в ходе операции корректность данных не снижалась? Во-первых, многое будет зависеть от надежности положения прибора. Поэтому особое внимание изначально уделяется стабильности фиксации ножек. Во-вторых, профессиональные геодезисты используют ватерпасы. Это устройства с пузырьковыми уровнями, благодаря которым корректируется и позиция штатива, и положение нивелира. Когда прибор будет готов к работе, прицел трубы наводится на деления рейки. Затем остается лишь зафиксировать показания в техническом журнале.
Как работать с нивелиром лазерного типа?
Прибор также фиксируется посредством штатива или специальных держателей. Убедившись в надежности установки, можно начинать рабочие мероприятия. После нажатия на специальную кнопку на целевую поверхность подается луч. Линии могут проецироваться по горизонтальной или вертикальной плоскости, а некоторые модели также предусматривают и возможность перекрестного излучения. После этого аппарат автоматически снимает показания с подготовленной рейки с делениями. Если планируется разметка на больших расстояниях, то не обойтись без специального приемника, который будет отдельно фиксировать положение луча. нивелиром, дополненным таким устройством? Основные операции также берет на себя автоматика. Оператору нужно лишь отслеживать показания на дисплее приемника, который может фиксировать положение точек на расстояниях порядка 80-100 м. В момент регистрации луча устройство даст соответствующий сигнал и выведет на экран полученные сведения, которые и заносятся в журнал.
Техническое обслуживание приборов
Наиболее требовательны к уходу оптические устройства. Поэтому после каждого сеанса применения необходимо протирать окуляры, линзы и поверхности зрительной трубы. Малейшее загрязнение может сказаться на точности отражения данных. К примеру, фирма «Кондтрол» имеет широкую линейку устройств такого типа, рекомендуя также регулярно выполнять и поверку. В отзывах к данной продукции часто встречаются критика, в которой отмечается, что не работает четкость на нивелире «Сокиа». Причины снижения качества изображения моделей этой серии могут заключаться и в запылении оптики, и в конструкционных нарушениях. Например, если те же линзы были установлены неплотно. В этом случае следует произвести поверочные процедуры, используя белый лист бумаги. Он располагается на заранее известном расстоянии возле разметочной рейки. Коррекция оптической оснастки производится до тех пор, пока результаты замеров не совпадут с заранее известными фактическими данными.