Як працюють оптичні нівеліри: їх принцип дії і пристрій, класифікація обладнання

Anonim
Багато в чому процес монтажних і будівельних робіт залежить від того, наскільки точно були виконані розмічальні роботи на майданчику. Визначити різницю між різними точками ділянки вкрай складно, оскільки ідеально рівних поверхонь не буває, а точки на площині різні по висоті. Тут буде потрібно спеціальний інструмент під назвою нівелір, якому і буде присвячена ця стаття.

Застосування геодезичних умінь при будівництві

Під час робіт по винесенню планів в натуру слід знати, яка різниця між висотами декількох точках на ділянках поверхні і відміткою, яка виступає в ролі умовного рівня. Знаходження різниці висот називається геометричним нівелюванням і виконується за допомогою нівеліра і спеціальних рейок.

Ось нівеліра має горизонтальне положення, з точки умовного рівня є різниці висот показань в залежності від оцінок на рейках. В процесі роботи кожна точка розташовується в ста метрах від точки розміщення нівеліра, рівень її потрібно міряти як мінімум три рази, слід при цьому брати середнє арифметичне значення. Плани земельних ділянок будують на основі таких даних. Так, нівелір потрібен з метою з'ясування різниці висот в точках вимірювань.

Рейки і їх опис

Під нівелірної рейкою розуміється спеціальна планка, яка в точках для вимірювань висот встановлюється вертикально. Її можна робити з дерева або металу (алюмінію).

Така рейка має довжину близько 3-4 метрів, і щоб її зручно було транспортувати, можна складати навпіл за допомогою спеціального вузла. Сучасні варіанти мають на увазі розсувну телескопічну конструкцію.

На сторонах стандартної рейки часто є градуювання:

  • з лицьового боку розмітка робиться в метричній системі вимірювання;
  • зі зворотного боку - в дюймової відповідно.

Перед початком робіт рейку ставлять на нижній металевої скоби в центр вимірювальної точки за допомогою спеціальної позначки.

З метою зручності для утримання інструментів на точці присутні спеціальні ручки. Якщо рейки якісні і зроблені на основі спеціального сплаву заліза і нікелю, то на них є бульбашкові рівні, щоб можна було контролювати вертикальне розміщення рейки.

Якщо роботи знаходяться на початковому етапі досліджень забудови, то потрібно виконати комплексне моделювання об'єкта в майбутньому у взаємодії з навколишнім ландшафтом та архітектурою.

Точки вимірювання фотографують з перенесенням значень реальних масштабів як дані для різних комп'ютерних програм, завдяки чому об'єкт можна змоделювати у взаємодії з навколишнім зовнішнім виглядом.

Пристрій нівеліра оптичного типу

Даний прилад включає в себе чотири ключові елементи:

  • зорову трубу оптичного типу. Принцип її роботи передбачає вільний рух в горизонтальній площині. Ключовою функцією такої труби є те, що вона наводить систему на об'єкт зйомки;
  • рівень циліндричний. Така деталь - це дуже чутливе пристрій, воно потрібно для того, щоб точно визначити орієнтованість нівеліра щодо схилу. Визначити точність розміщення горизонтальній осі можна по знаходженню бульбашки рівня в т. Н. «Нуль-пункті»;
  • трегер - це підстава для оптичної труби з трьома гвинтами, за допомогою яких регулюється висота;
  • елеваціонний гвинт - він потрібен для однозначного орієнтування. Щоб визначити параметр, потрібно привести в горизонтальне положення візирну лінію пристрою.

А ще в конструкції оптичних нівелірів останнього покоління часто передбачений вбудований компенсатор. Він потрібен для підтримки нівеліра в строго горизонтальному положенні. Це виключає похибки, які можуть бути спровоковані навіть незначним нахилом пристрою, а геодезична зйомка буде більш точною.

Вибирати той чи інший тип пристрою потрібно в залежності від точності вимірювань і рівня проведених робіт.

класи нівелювання

Існують різні класи нівелювання. Ключовими висотними основами є перший і другий клас.

Нівелювання першого класу має високу точність робіт. Даний результат можна отримати тільки із застосуванням якісних сучасних геодезичних приладів, за допомогою яких можна проводити ці виміри. І тільки ультрасучасні розробки дозволять не допускати навіть дрібних похибок і навіть стандартних помилок.

Конструкція даного обладнання включає в себе плоскопараллельную пластину, яка виступає в ролі складового елементу мікрометра. Дану деталь ставлять перед об'єктивом рухається зорової труби, а ще такий оптичний нівелір повинен бути оснащений компенсатором або ж контактним рівнем, в якому бульбашка відрізняється в поле зору труби. Є кілька видів оптичних нівелірів, які застосовуються для виконання робіт першого класу. Всі їх функціональні особливості цілком повинні відповідати всім необхідним вимогам.

Для проведення нівелювання другого класу теж потрібно застосовувати високоточні оптичні прилади. Їх конструкція передбачає наявність плоскопараллельних пластин, а також компенсатора або ж контактного рівня. Як і в попередньому випадку, є спеціальні види прилади для цієї роботи, але також можна застосовувати і ті пристрої, що пройшли сертифікацію і мають необхідний рівень точності.

Щоб виконувати вимірювання третього класу, потрібен оптичний нівелір, оснащений вбудованим компенсатором, а для четвертого класу потрібен прилад з рівнем і компенсатором. Залежно від класифікації нівелювання, оптичні прилади бувають таких видів:

  • високоточні;
  • точні;
  • технічні.

Принцип роботи під час зйомок

Щоб не допускати помилок і розуміти принцип роботи пристрою, потрібно знати, як він влаштований зсередини і які існують його види. Найпоширеніші оптичні прилади мають різний ступінь точності вимірювання. Зазвичай вони складаються з зорової труби із спеціальним циліндровим рівнем, за допомогою якого можна контролювати горизонт оптичної осі.

Крізь оптичну призматичну систему зображенняпроектується в оптику труби, а потім постійно контролюється. Для того щоб правильно його налаштувати для виконання вимірювальних робіт, потрібно уважно прочитати інструкцію. Завдяки спеціальним гвинтовим механізмам (азимутним, станкового і елеваціонним) можна забезпечити максимальну точність виставленого горизонту. Пристрій ставлять на спеціальну триногу з віссю обертання.

Щоб результати вимірювань були більш точними, а похибки у визначенні відстані між різними точками були зведені до мінімуму, слід використовувати нівеліри цифрового типу. Але для них потрібно мати рейки зі спеціальними штрих-кодами, завдяки яким забезпечується автоматична реєстрація даних за допомогою мікропроцесорів.

Принцип роботи даного нівеліра можна побачити в інтернеті в спеціальних роликах. Якщо подібні рейки відсутні, то дані види нівелірів застосуються за аналогією зі звичайними оптичними.

Але пам'ятайте, що перед застосуванням навіть самого простого оптичного нівеліра, його слід піддати таким перевіркам:

  • рівня при трубі;
  • рівня круглого;
  • горизонтальності мереж ниток.

Крім цього, за рівнем можуть перевіряти і вертикаль мережі ниток розмітки пристрої з рівнем при трубі.

Важливими показниками виступають ще ціна ділення рівня при трубі, а також її стислість. Це дозволяє визначити придатність.

Самі роботи можуть виконуватися із застосуванням оптичних, а також водяних або лазерних рівнів.

Нівелювання 4 класу методом середньої нитки

Для початку прилад приводиться в робоче положення за допомогою циліндричного або контактного рівня. Потім зорова труба наводиться на поверхню темної сторони задньої рейки, а бульбашка рівня приводиться в «нуль-пункт» елеваціонний або підйомними гвинтами. Відлік можна зняти за допомогою далекомірних і середніх штрихів.

Таким же чином потрібно виконати зйомку під час наведення труби на поверхню темної сторони передньої рейки, а потім на поверхню червоної боку передньої частини, а потім - на поверхню темної сторони задньої частини.

За умови застосування оптичного приладу з компенсатором слід, перш за все, встановити пристрій в робоче положення, а також проконтролювати нормальніше робоче положення компенсатора. І тільки після цього приступати до процесу зйомки.

Під час зйомки всі фіксуйте в польовому журналі. Найзручніше застосовувати для цього пристрій реєстратора. Якщо була визначена різниця в значеннях більше 5 мм, то вимірювання проводять заново, при цьому слід змінити висоту прилади як мінімум на 3 см. Після закінчення польових робіт підрахуйте невязки по лінії між вихідними реперами. Це значення має бути від 20 мм, всі результати потрібно вносити в відомість підвищень.

Отже, вище були розглянуті особливості та принцип роботи оптичного нівеліра, який часто використовується при будівельних роботах. В даний час альтернативи такому приладу не існує, тому при проведенні геодезичних робіт він довго ще буде найбільш актуальним.