Визначення і класифікація
Нівелір - це вимірювальний прилад, за допомогою якого обчислюється різниця в рівнях розташування точок в просторі по відношенню до умовно заданої поверхні. Їх часто застосовують топографи або геодезисти при дослідженні рельєфу, а також будівельники, коли потрібно при зведенні або ремонті об'єктів строго дотримуватися певні параметри.
Дані прилади потрібні скрізь, де потрібно ідеально вирівняти поверхню по вертикалі або горизонталі або ж надати певного предмету або будовою той чи інший рівень ухилу.
Вони класифікуються за двома ознаками: принципам своєї роботи і точності вимірювання.
За точністю зняття параметрів існує три групи приладів:
- високоточні - допускається квадратична помилка при вимірах на квадратний метр подвійного ходу в розмірі 0, 2-0, 5 мм;
- точні - допустима квадратична помилка становить 0, 5-1 мм на квадратний метр подвійного ходу відповідно;
- технічні - показник помилки становить 2-10 мм відповідно.
Щоб виконати елементарну розмітку місцевості і визначити перепади рельєфу, а також його прив'язку до потрібних крапок, можна використовувати прості прилади технічного типу. А ось більш точні пристрої будуть потрібні для визначення параметрів на всіх етапах будівельних робіт.
Що стосується класифікації нівелірів за принципом роботи, то вони бувають такими:
Геометричні. Такі пристрої випромінюють який візує промінь і приводять його в горизонтальне положення. З їх допомогою встановлюється різниця в положенні точок на тій чи іншій місцевості. Дані точки потрібно відзначати за допомогою спеціальних рейок. Геометричне нівелювання буває простим або складним. У першому випадку воно проводиться з однієї точки, у другому - з декількох, які поступально змінюються;- Тригонометричні. По-іншому їх ще називають теодолітами, і використовуються вони для встановлення між відмітками перевищень за допомогою похилого променя. Між приладом і контрольною точкою вимірюють кут нахилу і відстань, а потім, згідно з формулою, визначається необхідна величина. Це досить складно, на великих відстанях або пересічених поверхнях результат може бути неточним;
- Гідростатичні. Дані пристрої складаються з двох ємностей із рідиною, з'єднаних один з одним. За рівнем рідини і визначається різниця висот в різних точках. Повні судини з'єднуються один з одним за допомогою рукава і шланга і ставляться в контрольних точках. Величина перевищення однієї точки над іншою визначається за різницею між висотою стовпа рідини в кожному з судин. Такий спосіб хоч і високоточний, але обмежується відстанню довжини шланга або рукава;
- Оптико-механічні. За допомогою таких пристроїв параметри точок визначаються за допомогою світлового променя і рейок, розмічених спеціальним способом. Прилади мають оптичну трубу для спостережень, а також пристосування для вирівнювання строго горизонтально. Але щоб проводити з їх допомогою вимірювання, потрібно володіти рядом спеціалізованих навичок і знань;
- Лазерні. Це високоточні прилади, в яких за допомогою лазера на поверхню проектується вузькоспрямований промінь. Вони дуже прості в застосуванні, з їх допомогою можна працювати не тільки з точками, але ще і з площинами;
- Цифрові. Нівеліри оптичного або лазерного типу, які містять інформацію в цифровому вигляді, здатні її запам'ятовувати, а в деяких випадках навіть частково аналізувати. Ці пристрої точні, ними можна управляти одній людині, але вони відрізняються високою вартістю і чутливістю до пошкоджень механічного типу.
Існують і особливі способи нівелювання, вони проводяться за допомогою таких приладів, як:
- радіолокатори;
- барометри;
- ехолокатори;
- стереоскопи і т. д.
Однак всі ці методи майже не використовуються для побутових потреб.
Детальні характеристики
Серед новачків і професіоналів найбільше популярні нівеліри оптичного, лазерного або цифрового типу. Нижче вони будуть розглянуті більш детально.
Опис оптико-механічних пристроїв
До недавнього часу такі прилади вважалися найбільш використовуваними у всіх сферах, де вони були потрібні. Вони відрізняються доступною ціною, з їх допомогою вимірювання проводяться з максимальною точністю, також вони надійно показують себе в застосуванні незалежно від умов.
Ключовий елемент подібного приладу - це зорова труба зі збільшенням в 20-34 рази. Вона стоїть на трегері, висоту можна регулювати. Також на пристрої є циліндричний рівень, призначений для горизонтального вирівнювання, а ще елеваціонний гвинт - щоб було легше орієнтуватися в просторі.
Перед початком робіт нівелір потрібно поставити на штатив, а потім строго вирівняти горизонтально за допомогою підйомних гвинтів. Визначити це положення можна за допомогою вбудованого бульбашкового рівня. Потім за допомогою візира труба наводиться на поставлене рейку, а потім обертанням окулярного кільця налаштовується на різкість.
Точна фіксація на рейку виконується за рахунок наводить і фокусировочного гвинтів, всі свідчення будуть зняті і записані, після чого можна приступати до другої точки.
Лазерні прилади, їх застосування та види
Лазери останнім часом стали користуватися великою популярністю і впевнено відсувають старі оптичні прилади на другий план. У порівнянні з ними вони мають такі переваги, як:
- зручність і простота застосування;
- компактний розмір;
- універсальність.
За допомогою сучасних лазерних пристроїв можна не тільки в традиційній формі точно виконати вимірювання, але також одночасно за кількома площинах вибудувати ідеально прямі лінії. В основі роботи даного пристрою лежить потік світла. Він фокусується на місцевості як чітка лінія або яскрава точка за допомогою системи лінз. А світло випромінюється за допомогою спеціального світлодіода, що знаходиться в пластиковому корпусі разом з лінзами. Корпус допомагає захистити систему від ударів, пошкоджень і забруднень, а ще в ньому знаходиться вмонтований рівень, за допомогою якого пристрою вирівнюються горизонтально.
Працювати з такими приладами дуже легко і просто. Лазер ставлять на рівну поверхню або ж штатив і вирівнюють. За допомогою направленого променя на поверхні відзначається точка або лінія, яка потрібна для роботи. При геодезичної роботі на відкритих ділянках промені направляють на рейки, а дані фіксуються в журналі. Лазерні прилади більше призначені для внутрішніх будівельних чи ремонтних робіт, оскільки при яскравому світлі і на великій відстані промінь може втратити яскравість і буде погано видно. Крім цього, «робоча» дальність, як правило, не перевищує 30 метрів.
У числі інших недоліків лазерних приладів - висока вартість, а також залежність від електроживлення, без якого вони довго не зможуть пропрацювати.
Лазери підрозділяються на проекційні і ротаційні.
проекційні прилади
Такі пристрої здатні будувати площину за допомогою призми. Сектор побудови становить від 120 і в деяких випадках до 180 градусів. Лазерний промінь потрапляє на призму і розсіюється. Без спеціального детектора дальність побудови дорівнює 10-50 метрів, а точність - близько 0, 3 мм / м. Кожен метр дистанції від пристрою до стіни може створювати помилку лінії вгору-вниз на зазначену величину.
Проекційні нівеліри, в свою чергу, бувають точковими, лінійними або комбінованими. Точкові будують від 3 до 5 різноспрямованих точок, лінійні здатні проектувати лінії як по вертикалі, так і по горизонталі, а комбіновані можуть малювати як точки, так і лінії.
Нівеліри ротаційного типу
В цьому випадку площину будується за рахунок обертання лазерного променя. Обертання відбувається з регульованою частотою до 600 облад в хвилину, в результаті навколо пристрою з'являється замкнута лінія. Для отримання вертикальній площині його потрібно повернути на 90 градусів.
Дані нівеліри підходять для роботи на великих відстанях. І якщо проекційні пристрої при наявності приймача випромінювання мають дальність до 100 метрів, то у ротаційних даний показник буде вище. З їх допомогою можна працювати у великих приміщеннях або на вулиці, але і вартість їх, в порівнянні з проекційними, вище.
А ще вони працюють не тільки в ротаційному режимі. Окремі моделі можуть в обмеженому секторі будувати лінії або проектувати точки. Робота полегшується завдяки наявності дистанційного напрямки, якщо ви перебуваєте на відстані від приладу.
цифрові нівеліри
Під цифровими нівелірами розуміють пристрої оптичного або лазерного типу, додатково оснащені високотехнологічної електронікою. При отриманні сигналу вони автоматично відображають необхідні показники.
Спочатку нівелір встановлюють в потрібному місці і в правильному положенні, потім він наводиться на встановлену штрих-кодову рейку. Далі, знімається звіт шляхом натискання кнопки. Всі отримані відомості тут же відображаються на моніторі, а деякі моделі дозволяють на місці провести необхідні для роботи розрахунки. Вся інформація може зберігатися в пам'яті приладу і переноситися на інший носій.
Такий варіант для роботи ідеальний, але його вартість занадто висока. Такі нівеліри застосовуються переважно на великих і складних об'єктах, зокрема, при зведенні дамб, мостів, тунелів і т. Д.
Вище ви дізналися, що представляють собою нівеліри, і якими вони бувають. Але перш ніж приступити до роботи з цими пристроями, потрібно ретельно ознайомитися з їх інструкціями і строго дотримуватися всі наведені там рекомендації. Пам'ятайте, що точні дані можна отримати лише при правильному застосуванні даного приладу.