Оптический нивелир конструкция и принцип действия
Оптический нивелир конструкция и принцип действия
По сути оптический нивелир это прибор который используется в геодезии и строительстве для измерения перепада высот земной поверхности и работает как подзорная труба. Давайте подробнее остановимся на его устройстве.
Устройство оптического нивелира
Выделяются четыре основных элемента прибора
1. Оптическое устройство, так называемая зрительная труба. Принцип работы этой детали — свободное вращение в горизонтальной плоскости. Главной функцией зрительной трубы является наведение системы на объект съемки.
2. Цилиндрический уровень. Эта деталь является исключительно чувствительным устройством. Его назначением является определение точности ориентирования нивелира относительно отвеса. Точность расположения горизонтальной оси определяется по нахождению пузырька уровня в так называемом «нуль-пункте».
3. Трегер. Подставка для зрительной трубы с тремя винтами, регулирующими высоту расположения.
4. Винт элевационный. Эта деталь отвечает за однозначное ориентирование. Для определения параметра необходимо визирную линию прибора привести в горизонтальное положение.
Кроме того, в конструкцию оптических нивелиров последних моделей в большинстве случаев встроен компенсатор. Его задача — поддержание инструмента в строго горизонтальном положении и, как следствие, исключение погрешностей, которые могут быть вызваны даже небольшим наклоном прибора, при этом геодезическая съемка становится более точной.
Выбор типа оптического нивелира основан на требуемой точности измерений в зависимости от уровня проводимых геодезистом работ.
Разделение нивелирования по классам
Соединения нивелирных сетей, образующих единую государственную нивелирную сеть РФ, можно разделить по классам. К основной высотной основе относятся первый и второй классы. Для нивелирования I класса характерна высочайшая точность работ.
Получение такого результата работы возможно только с помощью современнейших геодезических приборов, позволяющих использовать соответствующие методы измерений.
Только последние разработки геодезического оборудования позволяют избежать стандартных ошибок и малейших погрешностей в работе. Речь, разумеется, идет о высокоточном оптическом нивелире.
В его конструкцию входит плоскопараллельная пластина, являющаяся составным элементом оптического микрометра. Устанавливается эта деталь перед объективом вращающейся зрительной трубы.
Кроме того, оптический нивелир такого уровня снабжается компенсатором или такой деталью, как контактный уровень, пузырек которого различается в поле зрения вращающейся зрительной трубы.
Для нивелирования I класса используются оптические нивелиры видов Н-05, H1, Ni-002 и Ni-004. Функциональные возможности этих марок полностью соответствуют всем необходимым требованиям.
При осуществлении нивелирования II класса также необходимы высокоточные нивелиры оптические с конструкцией, включающей в себя и плоскопараллельные пластины, и компенсатор или контактный уровень.
В данном случае могут применяться приборы H1 и Н-05, Ni-002, Ni-004 и Ni-007. Возможно и использование приборов, прошедших сертификацию и соответствующих необходимому уровню точности.
Для проведения измерений III класса предпочтителен нивелир оптический с компенсатором встроенного типа, а для IV класса — нивелир как с уровнем, так и с компенсатором.
Вообще, оптические нивелиры разделяют на технические, точные и высокоточные в зависимости от классификации нивелирования.
Принцип работы оптического нивелира при проведении съемки
Рассмотрим процесс нивелирования IV класса так называемым методом «средней нити». В первую очередь прибор приводится в рабочее состояние с помощью контактного или цилиндрического уровня.
Затем производятся наведение зрительной трубы на поверхность черной стороны задней рейки и приведение пузырька уровня в упомянутый «нуль-пункт» (посредством подъемных или элевационного винтов). Теперь дальномерные и средние штрихи позволяют снять отсчет.
Затем таким же образом производим съемку при наведении зрительной трубы на поверхность черной стороны передней рейки, далее — на поверхность красной стороны передней части рейки и, наконец, по поверхности черной стороны задней части рейки.
В случае использования оптического нивелира с компенсатором первое, что нужно сделать, — установить устройство в рабочее положение, проконтролировать нормальное рабочее состояние компенсатора. И лишь потом можно приступать к съемке.
В процессе съемки все наблюдения необходимо фиксировать в полевом журнале. Еще удобнее — использование для этих целей запоминающего устройства регистратора.
При обнаружении разницы в значениях превышения более 5 мм необходимы повторные измерения, причем в этом случае необходимо изменить высоту прибора по меньшей мере на 3 см. Заканчивая полевые работы, необходимо подсчитать невязку по линии меж исходных реперов.
Ее значение не должно быть выше 20 мм. Результаты полевых работ заносятся в специальную ведомость превышений. На сегодняшний день альтернативы использованию нивелира оптического нет, так что ближайшие десятилетия этот инструмент будет совершенно незаменим при проведении геодезических работ.
Самовыравнивающийся лазерный уровень: инструкция к применению
О преимуществах использования этого инструмента долго рассуждать не приходится – самовыравнивающийся лазерный уровень в этом деле вне конкуренции. Вряд ли получится найти хотя бы одну разновидность строительных работ, в которой его невозможно было бы применить. Но вести разговор в этой статье мы будем не об этом банальном вопросе – речь пойдет о практическом использовании лазерного инструмента. Вместе с сайтом stroisovety.org мы подробно рассмотрим возможности этого устройства и их практическое применение.
Современный строительный лазерный уровень является довольно сложным и многофункциональным инструментом, с помощью которого можно производить как контроль уже готовых конструкций, так и разметку в процессе их создания. Для этих целей разработчиками предусмотрено достаточно много всевозможных функций. Самые распространенные и наиболее применяемые из них – это проекция горизонта, вертикали, креста и точки. Именно практическое применение этих функций мы и рассмотрим.
Самовыравнивающийся лазерный уровень фото
Самовыравнивающийся лазерный уровень: управление и настройка
Как правило, большинство лазерных уровней изготавливается с простой системой управления – максимум, что вы найдете на этом инструменте, это две кнопки, фиксатор системы нивелирования и пару пузырьковых уровней для предварительной его установки. Одна из кнопок является обыкновенным выключателем, а вторая последовательным переключателем режимов. Фиксатор нивелира необходим при переноске прибора и его хранении в нерабочем состоянии – дело в том, что к нему подключены тончайшие проводки, которые от частых и сильных качаний устройства нивелирования могут быстро порваться, и тогда уровень можно выбрасывать. Пользоваться этим фиксатором в ваших же интересах.
Штатив для лазерного уровня фото
Но вернемся к настройке прибора – здесь все просто. Уровень устанавливается на штатив, потом с помощью двух пузырьков уровня выполняется его предварительное нивелирование. Только после этого можно отпускать фиксатор и включать аппарат в работу. Все дальнейшие настройки проекции луча относительно вертикального и горизонтального уровня выполняются автоматически. Единственное, что может понадобится сделать, так это отрегулировать высоту луча в удобное для работы положение – для этих целей штатив лазерного уровня снабжен выдвижной рейкой, управление которой осуществляется ручным воротком.
Как пользоваться лазерным уровнем
Проекция линии горизонта
Эта функция, пожалуй, одна из самых применяемых в области строительства и ремонта – проекция горизонтального лазерного луча позволяет производить контроль и разметку при изготовлении практически любых потолочных и настенных конструкций, монтаже стяжки пола и даже установки большинства предметов быта в уже готовой квартире.
Как работать с лазерным уровнем
Пользоваться этой проекцией довольно просто – если позволяет высота необходимой разметки, то луч наводится непосредственно на метку и уже относительно проекции производится либо контроль готовых конструкций, либо необходимые построения. В большинстве случаев все современные лазерные нивелиры способны проецировать луч с разверткой от 180 до 360˚ Если высоты проекции луча недостаточно, то его перенос на нужный уровень производится с помощью рулетки – как правило, на каждую плоскость достаточно установить всего две точки, после чего соединить их прямой линией.
Лазерный уровень профессиональный фото
Отдельно хочется упомянуть о построении параллельных линий – имея под рукой лазерный нивелир, построить их не составляет никакого труда. Здесь можно пойти двумя путями: в первом случае параллели можно построить с помощью рулетки, перенеся проекцию луча и отложив от него равное расстояние в нескольких точках или же сразу разметить необходимое расстояние между линиями рулеткой и впоследствии спроецировать на них поочередно луч. Кстати, такими способами можно размечать и контролировать параллели, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной.
Работа с лазерным уровнем
Проекция вертикали
В принципе, об этой проекции лазерного луча много говорить не придется – все выполняется практически точно так же, как и при работе с горизонтальной проекцией. Единственное различие заключается в том, что в большинстве случаев прибегать к помощи рулетки не приходится.
Развертка проекции вертикали в 360˚ позволяет монтировать всевозможные перегородки без помощи других приспособлений. Уровень достаточно установить должным образом и на всех стенах сразу луч отобразит плоскость будущей перегородки.
Как пользоваться лазерным нивелиром фото
Проекция креста
Два пересеченных под углом 90˚ луча образуют некое подобие координатных осей, которые можно спроецировать как на пол, так и на потолок и стены. Эта функция лазерного уровня позволяет пользоваться ним при построении симметричных конструкций. Удобство этой проекции переоценить сложно – она полностью избавляет монтажника от необходимости расчерчивать контуры будущей конструкции. По размеченным точкам (естественно, при знании законов геометрии) можно построить практически любую фигуру.
Как работать с лазерным уровнем фото
Проекция точки
Эта функция лазерного уровня имеется не во всех подобных устройствах – она узко специализирована и используется в качестве отвеса. Прибор проецирует точку в две плоскости (на пол и потолок), позволяя таким образом переносить местоположение необходимых отметок с одной поверхности на другую. Проекция точки окажется незаменимой для тех людей, которые не в состоянии визуально перевернуть мир вверх тормашками и выполнять построения непосредственно на потолке. В данном случае размеченный на полу рисунок может быть с легкостью перенесен на потолок.
Построение криволинейных проекций
Для построения и контроля несимметричных или расположенных не под углом 90˚ плоскостей практически каждый профессиональный лазерный уровень оснащен градуированной шкалой, которая, как правило, располагается в нижней части у основания уровня. В некоторых моделях эта шкала может быть нанесена на штатив – это не очень удобно и необходимо учесть при выборе лазерного нивелира.
Строительный уровень лазерный фото
По сути, выполняя разметку таких линий и плоскостей, исходя из одного центра установки прибора, можно разграничить любую плоскость на сегменты – при использовании разного рода проекций это намного упрощает процесс разметки, особенно, если речь идет о монтаже потолочных конструкций сложной формы. При работе лазерным уровнем в таком режиме нивелирующее устройство фиксируется защелкой.
Как видите, возможности современного лазерного уровня практически неисчерпаемы – можно сказать, что это универсальный контрольно-измерительный прибор, единственным недостатком которого является неспособность проецировать линии при ярком освещении. На улице ним пользоваться довольно проблематично. Но и это считается поправимым делом – существует специальный сигнализатор, чем-то напоминающий электронную линейку, с множеством загорающихся лампочек, которые сообщают о положении луча.
конструкция и принцип действия оптического нивелира
1. Оптическое устройство, так называемая зрительная труба. Принцип работы этой детали — свободное вращение в горизонтальной плоскости. Главной функцией зрительной трубы является наведение системы на объект съемки.
2. Цилиндрический уровень. Эта деталь является исключительно чувствительным устройством. Его назначением является определение точности ориентирования нивелира относительно отвеса. Точность расположения горизонтальной оси определяется по нахождению пузырька уровня в так называемом «нуль-пункте».
3. Трегер. Подставка для зрительной трубы с тремя винтами, регулирующими высоту расположения.
4. Винт элевационный. Эта деталь отвечает за однозначное ориентирование. Для определения параметра необходимо визирную линию прибора привести в горизонтальное положение.
Кроме того, в конструкцию оптических нивелиров последних моделей в большинстве случаев встроен компенсатор. Его задача — поддержание инструмента в строго горизонтальном положении и, как следствие, исключение погрешностей, которые могут быть вызваны даже небольшим наклоном прибора, при этом геодезическая сьемка становится более точной.
Выбор типа оптического нивелира основан на требуемой точности измерений в зависимости от уровня проводимых геодезистом работ.
Разделение нивелирования по классам, использование соответствующих нивелиров
Соединения нивелирных сетей, образующих единую государственную нивелирную сеть Украины, можно разделить по классам. К основной высотной основе относятся первый и второй классы.
Для нивелирования I класса характерна высочайшая точность работ. Получение такого результата работы возможно только с помощью современнейших геодезических приборов, позволяющих использовать соответствующие методы измерений. Только последние разработки геодезического оборудования позволяют избежать стандартных ошибок и малейших погрешностей в работе. Речь, разумеется, идет о высокоточном оптическом нивелире.
В его конструкцию входит плоскопараллельная пластина, являющаяся составным элементом оптического микрометра. Устанавливается эта деталь перед объективом вращающейся зрительной трубы. Кроме того, оптический нивелир такого уровня снабжается компенсатором или такой деталью, как контактный уровень, пузырек которого различается в поле зрения вращающейся зрительной трубы.
Для нивелирования I класса используются оптические нивелиры видов Н-05, H1, Ni-002 и Ni-004 и ддругие. Функциональные возможности этих марок полностью соответствуют всем необходимым требованиям.
При осуществлении нивелирования II класса также необходимы высокоточные нивелиры оптические с конструкцией, включающей в себя и плоскопараллельные пластины, и компенсатор или контактный уровень. В данном случае могут применяться приборы H1 и Н-05, Ni-002, Ni-004 и Ni-007. Возможно и использование приборов, прошедших сертификацию и соответствующих необходимому уровню точности.
Для проведения измерений III класса предпочтителен нивелир оптический с компенсатором встроенного типа, а для IV класса — нивелир как с уровнем, так и с компенсатором.
оптические нивелиры разделяют на технические, точные и высокоточные в зависимости от классификации нивелирования.
Принцип применения оптического нивелира при проведении съемки
Рассмотрим процесс нивелирования IV класса так называемым методом «средней нити».
В первую очередь прибор приводится в рабочее состояние с помощью контактного или цилиндрического уровня. Затем производятся наведение зрительной трубы на поверхность черной стороны задней рейки и приведение пузырька уровня в упомянутый «нуль-пункт» (посредством подъемных или элевационного винтов). Теперь дальномерные и средние штрихи позволяют снять отсчет.
Затем таким же образом производим съемку при наведении зрительной трубы на поверхность черной стороны передней рейки, далее — на поверхность красной стороны передней части рейки и, наконец, по поверхности черной стороны задней части рейки.
В случае использования оптического нивелира с компенсатором первое, что нужно сделать, — установить устройство в рабочее положение, проконтролировать нормальное рабочее состояние компенсатора. И лишь потом можно приступать к съемке.
В процессе съемки все наблюдения необходимо фиксировать в полевом журнале. Еще удобнее — использование для этих целей запоминающего устройства регистратора. При обнаружении разницы в значениях превышения более 5 мм необходимы повторные измерения, причем в этом случае необходимо изменить высоту прибора по меньшей мере на 3 см.
Заканчивая полевые работы, необходимо подсчитать невязку по линии меж исходных реперов. Ее значение не должно быть выше 20 мм. Результаты полевых работ заносятся в специальную ведомость превышений.
На сегодняшний день альтернативы использованию нивелира оптического нет, так что ближайшие десятилетия этот инструмент будет совершенно незаменим при проведении геодезических работ.
Нивелирование в геодезии
Современное строительство похоже на масштабное производство какого – ни будь завода автогиганта, где существует масса отдельных производственных конвейеров, готовящих узлы будущего автомобиля. Кто-то собирает двигатель, а другие специалисты, к примеру, управляют процессом автоматической сварки кузова. Но и там и здесь четкое взаимодействие групп специалистов направлено на достижение конечного результата – производство технически сложного изделия, к примеру, машины, здания или сооружения.
От их слаженной подконтрольной работы зависит не только качественный результат, но и в первую очередь безопасность людей, которым впоследствии предстоит эксплуатация объекта. Применительно конкретно к строительству это означает точность заранее выверенных точек, горизонтали и вертикальных плоскостей. Да, профессия геодезиста высококвалифицированный труд, поскольку подразумевает владение точными, дорогими и технически сложными приборами, такими как электронный теодолит и т.д.
Но все же, для большинства строителей, хорошей практикой контроля качества работ, послужит регулярное применение более простого в обращении устройства, получившего название нивелир. К примеру, разметить высоты на строительном участке, согласно плану, будет основной частью геодезических работ. Изучив рельеф местности, строители получат необходимую информацию для оптимального выбора места под котлован и расчета точек сброса (вывода) сточных вод.
Таким образом, основной задачей нивелирования можно назвать определение разницы точек будущего здания по отношению к земле по высоте. Получив данные о отметке цоколя здания, легко рассчитать точку вывода сточной воды или же привязать по месту врезку стока канализации.
Для осуществления контроля над ходом строительных работ, у мастера прораба, могут быть разные приборы локального значения, но они не дадут общей информации по всему объекту. Так, к примеру, для определения влажности строительных материалов существуют так называемые гигрометры. Но с его помощью невозможно определить степень критического увеличения всего здания.
С помощью нивелира реально точно снять значения высот по периметру здания и затем сравнить их с контрольными точками. На фасады здания по всему периметру устанавливаются специальные маркеры, затем высчитывают превышение между ними. Таким образом, допустимым показателем можно считать нахождение всех маркеров в одной плоскости с учетом допустимых отклонений. Если это так, значит, здание можно эксплуатировать дальше, в противном случае обнаруживается просадка и возможно потребуется эвакуация.
Нивелировка и ее методы
В целом все виды превышений можно сгруппировать на основные (преимущественные) и дополнительные. Основные подразумевают:
- Использование горизонтального визира луча зрительной трубы нивелира (геометрическое нивелирование)
- Принцип наклона визира луча зрительной трубки теодолита (тригонометрическое нивелирование)
- Выравнивание жидкости в сообщающихся емкостях водяного уровня (гидростатическое нивелирование)
В качестве дополнительных методов нивелирования используют:
- Барометрическое нивелирование, которое применяют в горах и основано на разнице показателей атмосферного давления по отметкам высоты
- Автоматическое нивелирование, применяемое при производстве строительно-дорожных работ, принцип действия которых основан на считывание показаний с датчиков, установленных на автомобиле. Они в свою очередь высчитывают наклонный вектор при перемещении
- Стереофотограмметрическое нивелирование выполняется на сложной аппаратуре в комплексе. Основано на паре снимков с космоса или самолета, которые потом частично перекрывают и загружают в цифровое устройство. Это самый догорай и современный метод, в результате которого выводится эффект трехмерного изображения
В качестве примера можно привести аэрофотосъемку современного микрорайона. Осуществив привязку четких контуров снятой местности к системе координат, можно получить трехмерную модель, с определением точек высот с использованием метода интерполяции.
Инструментарий геометрической нивелировки
Как было указано данный тип работ проводиться с помощью нивелира. Он представляет классический прибор с оптико-механической начинкой, обеспечивающий горизонт для визирного луча. Прибор монтируется на штативе и выставляется в точку стояния, затем при помощи специальных винтов выводиться в горизонтальную плоскость. Трубка нивелира бывает двух видов, прямого и обратного изображения. Трубкой прямого изображения оснащаются в основном нивелиры современного типа.
Приборы старого образца, хоть и имеют систему обратного изображения, но имеют отличную видимость. К тому же при работе с трубками обратного изображения применяется измерительная линейка в перевернутом виде и система поворотных линз. Стоимость таких приборов высока, да к тому же система линз для поворота изображения страдает одним недостатком. В условии рефракции наблюдаются незначительные искажения объектов, при использовании в жаркий период года.
И все же качество советских приборов цениться, по причине высокой четкости по сравнению с современными аналогами. В качестве примера возьмем советский теодолит и сравним его с электронным геодезическим тахеометром имеющий оптическую систему Carl Zeiss . Результат будет не в пользу последнего, так как советский хорошо подходит для локальной выверки с адекватным изображением. Если нужна глобальная картинка, необходимо использовать метод спутниковой геодезии.
Существует три типа конструкций нивелиров: цилиндрического уровня зрительной трубы, с компенсатором автоматом и электронные. Нивелиры так же принято делить по классу точности: технические (H -10), точные (Н-3, Н-3К, Н-3КЛ) и приборы высокой точности (Н-05, Н-1, Н-2).
Как можно наблюдать все нивелиры имеют маркировку буквами, основная из которых Н. Она собственно означает слово нивелир. Цифры означают погрешность (среднеквадратическую) в миллиметрах, на километр расстояния. Буквы Л и К означают лимб, а так же компенсатор, указывающие на конструктивную особенность нивелиров.
Компенсаторы предназначены для устранения погрешности при установке нивелиров, и бывают ручного и автоматического типа. То есть, вывод в горизонтальную плоскость при ручном компенсаторе выполняется непосредственно человеком, а при автоматическом соответственно самовыравниванием.
Принципиальные основы геометрического нивелирования
При работе с нивелиром существует ряд методов позволяющих эффективно добиваться точного результата:
- Методом нивелирования из середины
- Методом нивелирования вперед
В основе каждого из них лежит свой принцип работы. Так первый способ подразумевает отсчет показаний по геодезическим рейкам, которые устанавливаются в точках стояния, сзади и спереди нивелира. Затем снимаются данные разницы превышения и записываются в журнал. Способ расположения нивелира по отношению к рейкам получил название «метод нивелирования из середины», который является основным методом при строительстве.
Данный метод основан на принципе отсчета, по аналогии с теодолитным ходом, ведущимся с заранее известных высот, называемых реперами. Принцип хорошо иллюстрирует картинка, где есть точки А и Б. Естественно разница между точками по рекам составляет превышение, которое может быть как отрицательным, так и положительным. Данные одного превышения на местности, на практике нельзя считать окончательным, поскольку для объективной картины ее рельефа, необходимо снять как можно больше таких превышений.
Система сравнивания высот, применяемая в топографических планах, носит название «Балтийская». Она имеет начальную точку нуля Кронштадтского футштока, который в свою очередь находится на балтийском побережье. В данном случае на картинке, абсолютная высота (точка Б) рассчитывается, как h = А + а – б. Точка А – это отметка государственной системы высот, а считывание с реек ведется по отрезкам а, б.
Нивелирование методом «вперед» основано на использовании прибора и одной рейки, устанавливаемой перед ним. Сам нивелир устанавливается на заранее известную точку, а формула, по которой рассчитывается превышение, имеет вид:
h = А + i – б, где i — высота нивелира, измеряемая рулеткой. Такой способ применяется реже, так как имеет сложности в установки прибора на вертикальной поверхности стен. К тому же работа дистанционным способом намного легче и позволяет не приближаться к объектам.
Здесь за начальную точку отсчета, условно принято брать урез воды водоемов сообщающихся с любым мировым океаном. Но в таком случае мы будем иметь дело с условной системой высот, точности которой будет не хватать для проведения масштабных строительных работ. И все-таки, данный принцип геометрического нивелирования, отлично подойдет для локальных строительных площадок, где не требуется увязка высот здания с региональными системами.
Тригонометрическая нивелировка
Она построена на принципе использования одного из двух измерительных приборов, тахеометра или теодолита. Для считывания превышения используют угол от горизонта до верхнего края измерительной рейки, а в случае большой удаленности объекта его вершины. К примеру, этим способом измеряют высоты опор линий электропередач. Он хоть и дает незначительную погрешность расчета, но зато позволяет производить расчеты превышений на больших расстояниях и углах рельефа местности.
Формула высоты тригонометрического измерения выглядит так: h = s * tg ν + i – б или h = S * sin ν + i – б. Значения величин подставляются в нее с учетом того, что:
- ν — это угол луча по отношению к горизонту
- s — горизонт линии
- S — длина отрезка визирной линии
- i — высота измерительного прибора
- б — высота визировки
Принцип гидростатического нивелирования
Гироскопы (гидроуровня) хороши для использования в любых условиях, доступны по цене, а главное позволяют определять превышения в ускоренном автоматизированном режиме. Обычно их принято использовать:
- при монтаже оборудования крупных габаритов
- в отделочных и в архитектурных работах
- для выверки горизонта фундамента
- при укладке труб и монтаже сантехнических узлов
- для выставления горизонтальных направляющих
- для передач отметок высоты через преграды (перегородки, барьеры, водоемы)
- для отслеживания просадок зданий и деформации сооружений
Работа гидроуровня демонстрируется рисунком ниже, и как было указано ранее, основана на выравнивании уровня воды (любой другой жидкости, к примеру, антифриз) в сообщающихся емкостях (сосудах). Здесь для нахождения превышения h, используют разницу в отметках, со специальных шкал, нанесенных на сосуды (отметки а, б). Принцип, положенный в основу этого измерения допускает считывание превышения в условиях малых пространств. Пользование приборами такого типа, не потребуют специальных знаний, но не даст точного результата. При измерении гидроуровнем погрешность может составлять до 1 см, как в минус, так и в плюс. Еще одним недостатком применения, можно считать неудобное перемещение прибора, а точнее его соединительного шланга.
Принцип работы лазерных уровней
Современные электронные нивелиры построены на визуализации отметок проецируемых самим прибором с помощью лазера. При этом разметка может производиться лучом сразу в нескольких плоскостях предметов и помещений. В качестве примера рассмотрим работу ротационного уровня, скорость вращения луча которого, достигает 400 -550 об/мин.
Преимущество использования такого нивелира в том, что им можно производить разметку, высчитывать превышение в условиях закрытых узких пространств помещений и на открытой местности, с минимальной погрешностью и под любым углом. Работать можно, как при дневном освещении, так и в темное время суток. Его удобно использовать при поклейки плитки на стену, оклейки обоев и выставления иных конструкций. С его помощью выполняют:
- нивелировку
- превышение точек
- размечать угол наклона конструкций
Лазерные уровни особенно незаменимы, там, где необходимо производить разметку на больших и удаленных плоскостях, так как они более удобны в отличие от веревочных отвесов, угольников и реечных уровней. Они безопасны в применении и относятся к 2 классу излучения. Сам луч прибора так же не представляет угрозы для человека, за исключением длительного воздействия на глаза. Все лазерные уровни ударопрочны и влагонепроницаемы, поскольку такие факторы влияют на работу и защита от них изначально заложена в разработку приборов. Для большего удобства, при интенсивном солнечном свете, рекомендовано использовать специализированные очки.
Все приборы необходимо подвергать проверке на точность периодично (раз в год). Желательно приобретать приборы известных марок и производителей. Использование непроверенного инструмента, может стоить вам больших ошибок, особенно при строительстве многоэтажных или многоярусных конструкций. Ошибки в сантиметрах на начальных этапах строительства, могут привести к невозможности его завершения, по причине не соответствия размеров верхних помещений или консолей, типовым завершающим конструкциям (фермам, плитам перекрытий и т.д.). Помните о том, что от кропотливой работы геодезистов, зависит весь ход строительного процесса, где задействовано множество ресурсов, как людских, так и машин (механизмов). А переделывать всю работу порой невозможно и дорого.
Как выбрать нивелир или дальномер
Нивелир и дальномер применяются при возведении конструкций, строительстве зданий, прокладке коммуникаций, топографической съемке. Другие сферы использования: инженерная геодезия, ландшафтный дизайн, археологические работы.
Нивелир – прибор для измерения перепадов высот между несколькими точками на открытой местности. Также нивелирами называют лазерные уровни, с помощью которых производится разметка плоскостей при внутренних и реже – наружных работах.
Дальномер – прибор для измерения расстояния до определенного объекта, вычисления объема или площади помещения. Дальномер позволяет рассчитать количество материала, чтобы выполнить отделку помещения.
Приемник – устройство, позволяющее увеличить дальность действия лазерного нивелира и дальномера.
Технология
Оптический нивелир – простой в использовании, не нуждается в источнике питания, безопасный. Предназначен для работы на открытом пространстве и не применяется внутри помещений, а также имеет скромный набор функций. Оптический нивелир широко используется на строительных площадках.
Важно: выбирая оптический нивелир обращайте внимание на диаметр объектива и кратность увеличения. Более крупный объектив дает и более четкую картинку, что особенно полезно при работе в условиях плохой освещенности. Чем больше кратность увеличения, тем дальше видит оператор. Правда, нивелиры с такими характеристиками обойдутся дороже менее продвинутых «собратьев».
Лазерный нивелир (лазерный уровень) – в отличие от оптического прибора рассчитан на ремонтные работы и обладает расширенным функционалом. Главная функция – построение плоскостей, перпендикулярных линий, осей для выполнения разметки. Такому нивелиру требуется питание, при этом лазерные лучи могут причинить вред зрению.
- Ротационный лазерный нивелир – разновидность предыдущего устройства. По сравнению с лазерной моделью имеет большую дальность измерений и меньшую погрешность, но и обойдется дороже. Способен проецировать плоскость на 360°. Применяется на обширных территориях и открытой местности.
Лазерный дальномер (лазерная рулетка) – выдает точные результаты замеров в любую погоду и при любой плотности воздуха, обладает хорошей «дальнобойностью». Минусы: высокая цена, опасность для зрения.
Ультразвуковой дальномер – дешевле и проще в эксплуатации. Недостатки: чувствительность к погодным условиям и плотности воздуха, невысокая дальность действия.
Тип проекции
Линейная – подобный нивелир обеспечивает хорошую наглядность разметки, высокую точность проекции, широкий угол развертки. Недостатки: малая «дальнобойность», плохая различимость линии на ярком солнце. Это ограничивает возможности нивелира при работах на открытой местности.
Точечная – такой нивелир отличается простотой эксплуатации, высокой дальностью действия. Минусы: узкая направленность луча, значительная погрешность даже при небольшом смещении прибора. Подходит для бытовых нужд.
Линейная+точечная – универсальный вариант.
Дальность измерений без приемника
Этот показатель определяет максимальную дальность действия нивелира или дальномера, работающего без приемника. В большинстве устройств дальность измерений колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. Чем больше дальность измерений, тем дороже и тяжелее прибор.
Оптимальный выбор инструмента по «дальнобойности» делается с учетом места проведения замеров:
- в помещении – 10-20 м (нивелиры), 30 м (дальномеры);
- на открытом воздухе – от 40 м (нивелиры), от 50 м (дальномеры).
Важно: производители указывают дальность измерений в расчете на идеальные условия (отсутствие яркого солнца, тумана, пыли). Поэтому фактический параметр будет всегда меньше заявленного. Выбирайте нивелир или дальномер «с запасом» по дальности.
Точность
Один из основных параметров нивелира или дальномера. Точность показывает степень отклонения показаний прибора от истинного значения измеряемой величины. Чем выше эта характеристика, тем лучше. Правда, более точный прибор и обойдется дороже. Точность большинства нивелиров составляет плюс минус 2-4 мм/10 м (0.2-0.4 мм/м), а точность дальномеров колеблется в диапазоне плюс минус 1.5-3 мм/м.
Для оптических нивелиров указывают СКП (среднеквадратичную погрешность), на основании которой можно судить о точности данных устройств. В разных моделях этот показатель равен нескольким миллиметрам на километр двойного хода:
- технические – до 10 мм/км двойного хода;
- точные – до 3 мм/км двойного хода;
- высокоточные – до 0.5 мм/км двойного хода.
Выбор нивелира или дальномера по точности диктуется конкретными задачами. Не стоит гнаться за высоким параметром при выполнении ремонта в помещении. А вот для геодезических работ понадобятся более точные инструменты.
Класс лазера
Класс лазера обозначает его мощность и уровень опасности для сетчатки глаза. Чем мощнее лазер, тем больше дальность измерений нивелира или дальномера. В то же время возрастает негативное воздействие луча на глаза.
Существует три класса лазера, который применяется в нивелире или дальномере:
- 1 – самая низкая мощность и безопасность для зрения;
- 2 – баланс мощности и безопасности;
- 3 – высокая мощность и опасность для зрения.
Наиболее распространены инструменты, в которых используется лазер 2 класса. 3 класс – удел «продвинутых» и «дальнобойных» устройств (для работы требуются защитные очки).
Цвет луча
Красный (длина волны – 635 нм) – обеспечивает хорошую видимость лазерной метки. Дальность действия устройства составляет 10-500 м. Красный лазер применяется в бытовых нивелирах или дальномерах. Оптимален для работ внутри помещений.
Зеленый (длина волны – 532 нм) – по сравнению с красным лучом безопаснее и удобнее в работе. Дальность действия прибора достигает 1000 м. Зеленый цвет лазера – признак дорогостоящих профессиональных моделей. Предназначен для использования на открытом воздухе.
Красный+зеленый – комбинированный вариант. Подходит для проецирования лазерных меток на любые поверхности.
Количество проекций
Чем больше проекций (вертикальных, горизонтальных, точечных) способен создать нивелир, тем шире его возможности. Например, несколько вертикальных проекций пригодится при одновременной отделке двух или трех стен, а наличие нескольких горизонтальных проекций превращает обычный нивелир в ротационный. С увеличением количества проекций возрастает стоимость инструмента.
Количество перекрестий 90°
Проецирование лазерных линий в виде перекрестия (под углом 90°) полезно при возведении каркасных и гипсокартонных конструкций, укладке плитки, креплении шкафов и полок к стенам и других работах. Чем больше таких перекрестий, тем лучше.
Визир
Дальномер с визиром приобретается для работ на открытой местности, поскольку этот прибор улучшает заметность лазерного луча на большой дистанции (200 м и более).
Визир бывает оптическим и цифровым. Первый вариант дешевле, второй – удобнее и функциональнее. При этом кратность увеличения цифрового визира выше, чем у оптического. Различается и конструктивное исполнение визира: в одних моделях он встроенный, в других – съемный.
Исполнение
Резьба под штатив – позволяет оценить совместимость нивелира или дальномера с имеющимся у пользователя штативом. Чаще всего встречаются инструменты с резьбой 1/4 дюйма (подойдет для установки на фотоштатив) и 5/8 дюйма (для тяжелых аппаратов).
Поворотное основание – облегчает наведение вертикальной линии на требуемую плоскость, при этом оператору не нужно передвигать нивелир.
Дисплей – отображает сведения о работе нивелира или дальномера, в том числе результаты замеров и режим работы.
Некоторые нивелиры оснащаются встроенной рулеткой.
Функции
Самовыравнивание (самонивелирование) – обеспечивает высокую скорость и точность измерений. Производится в пределах 3-6° за несколько секунд.
Определение объема, площади –дает возможность с помощью дальномера измерить объем или площадь помещения, емкости, участка. Используется и при вычислении количества линолеума, обоев, плитки и других отделочных материалов.
Автовыключение – автоматически отключает нивелир или дальномер при бездействии. Экономит заряд батареек / аккумулятора и способствует безопасной эксплуатации лазерного прибора.
Откидная скоба – служит для работы в труднодоступных местах (измерение из углов). В зависимости от задачи скоба может открываться на 90° и 180°.
Функция Пифагора – позволяет определить высоту здания, длину стены или столба на основе теоремы Пифагора.
Функция треугольника – вычисляет площадь многоугольного помещения или участка.
Функция рулетки (непрерывных измерений) – измерения выполняются один раз 0.5-1 секунду. Результаты замеров моментально отображаются на дисплее. Применяется для разметки или определения точной дистанции до определенного объекта.
Память – сохраняет результаты последних измерений. Облегчает использование дальномера.
Bluetooth – передает данные замеров на ноутбук или смартфон для дальнейшей работы с ними.
Подсветка – позволяет работать с прибором в условиях слабой освещенности.
Класс защиты
Этот параметр характеризует устойчивость нивелира или дальномера к воздействию пыли, твердых предметов и влаги. Указывается в виде кода IPXX, где первая цифра соответствует пылезащите, а вторая – влагозащите. Наиболее распространенные классы защиты:
- IP40 – защита от предметов диаметром 1 мм и более, защита от влаги отсутствует;
- IP54 – пылезащищенный корпус, защита от брызг с любого направления (такой вариант встречается чаще всего, подходит для внутренних работ);
- IP64 – пыленепроницаемый корпус, защита от брызг с любого направления;
- IP65 – пыленепроницаемый корпус, защита от водяных струй с любого направления;
- IP66 – пыленепроницаемый корпус, защита от сильных водяных струй с любого направления (оптимальный выбор для работ на открытом пространстве).
Диапазон рабочих температур
Этот показатель учитывается при выборе нивелира или дальномера для использования в неотапливаемых сооружениях, на открытой местности. Хороший выбор – устройства с рабочей температурой от -10°С до +40°С.
Комплектация
Батарейки, аккумулятор – избавляют от необходимости самостоятельно приобретать эти элементы питания.
Зарядное устройство – входит в комплект поставки с нивелира иди дальномера, оснащенного батареей.
Кейс, чехол – защищает нивелир, дальномер от повреждений, загрязнений, воздействия температуры. Облегчают хранение и транспортировку прибора.
Магнитный держатель – позволяет надежно зафиксировать нивелир на стене, столе и другой поверхности. Понадобится для внутренних работ.
Штатив – важный аксессуар, который используется при использовании нивелира или дальномера на открытой местности.
Пульт ДУ – позволяет управлять лазерным нивелиром на расстоянии. Хорошее подспорье для выполнения замеров на просторных участках.
Очки (лазерные нивелиры) – улучшают видимость лазерных лучей. Подобный аксессуар пригодится при работе на ярком солнце или значительных расстояниях.
Мишень (лазерные нивелиры и дальномеры) – делает лазерную метку более заметной и увеличивает точность дальномеров.
Тип элементов питания
В качестве элементов питания в нивелирах или дальномерах используются батарейки / перезаряжаемые аккумуляторы (AA, AAA, C, D) или встроенные аккумуляторы, которые поставляются вместе с прибором.
Истощенные батарейки легко заменяются на свежие, но такой вариант требует постоянных расходов. Аккумулятор экономит средства, однако пользователю необходимо контролировать уровень его заряда, чтобы избежать неожиданного отказа прибора.
Производитель
Среди дальномеров лучшими по соотношению цена-качества считаются модели марок ADA Instruments, AEG, Bosch, DeWALT, Stabila, Laserliner, Einhell, Makita, Stanley. Стоит отметить их высокую функциональность, точно и дальность измерений, удобство работы и высокую надежность. Разбег цен довольно высокий: для бытовых целей можно выбирать модели подешевле, их качества и функций хватит для домашнего использования.
Посредственным качеством отличаются дальномеры брендов Crown, Вектор, Дніпро-М, Интерскол, Сталь, Sndway, Tekhmann, TFA, Topex, YATO, Flus, Forte, Metabo, Intertool, Stark, Sturm. Среди недостатков можно отметить периодическую погрешность измерений, долгий расчет и получение данных, в некоторых марках высокий процент брака, а также плохую сервисную поддержку.
Группу самых дорогих и профессиональных дальномеров составляет продукция Milwaukee, Ryobi, Kapro: их стоит приобретать только для профессионального использования.
Среди производителей нивелиров также стоит отметить марки ADA Instruments, Bosch, Laserliner, DeWALT: хорошая надежность, высокая функциональность в сочетании со средней и высокой ценой. Эти модели высокоточные и долговечные, удобные в работе.