Принцип работы нивелира в строительстве

Нивелир – это специальный прибор для измерений, который показывает разницу в расположении различных точек в пространстве. Устройство находит применение в геодезических, топографических работах, а также при выполнении ремонта. В зависимости от вида нивелира меняется алгоритм его использования.

Что из себя представляет нивелир

Нивелир – это специальный технический прибор, который предназначается для измерения точек, находящихся на определённом уровне при выполнении строительных, геодезических работ. Также с помощью данного прибора выполняют разбивку осей зданий и проверку положения конструкций. О том, как пользоваться нивелиром при строительстве, знают такие специалисты как строители и геодезисты.

Основной задачей этого устройства является нивелирование, то есть построение горизонтальных, вертикальных линий, на фоне которых становятся видны отклонения. При наблюдении за объектом из оптического нивелира становится видна сетка из тонких линий, накладываемая прибором. Она называется визирной.

Как работать нивелиром и для чего он нужен?

В общем сущность нивелир-прибора и его предназначение состоит в нахождении уровня местонахождения определённых точек относительно определённой базы (объекта). Это устройство незаменимо для планирования местности перед началом строительства, для заливки фундамента, возведения стен. Также в ремонтируемом помещении нивелир применяется для заливки полов, ровного укладывания керамической плитки и так далее.

Устройство и виды нивелиров

Чтобы понять, для чего нужен нивелир в строительстве или в условиях ремонта, стоит рассмотреть подробнее его устройство. Нивелиры бывают нескольких видов: лазерные, цифровые, оптические, гидростатические. Главная составная часть оптико-механического нивелирующего прибора – труба со специальной линзовой системой.

Она вращается в горизонтальной плоскости и имеет возможность зрительно увеличивать объекты в двадцать и более раз. С помощью маховика осуществляется регулировка прибора по резкости изображения. Это происходит после прохождения светового луча через линзы. Также в конструкцию этого прибора входят:

• коллиматор;
• зеркальце круглого уровня;
• штатив (держатель конструкции);
• юстировочные винты круглого уровня;
• горизонтальный лимб (используется для построения и замера углов);
• круглый уровень;
• микрометренные винты;
• трегер (специальная подставка для основного нивелировочного узла – оптической трубы);
• винты подъёмные и уровень пузырьковый (помогают точно калибровать прибор при использовании).

Дополнительно к нивелиру в комплекте обычно прилагается рейка с нанесёнными на неё отметками. Именно её держит вертикально на определённом расстоянии помощник геодезиста.

Наиболее простым и бюджетным видом оптического нивелира остаётся устройство с одним или несколькими цилиндрическими уровнями. Автоматические нивелиры выполняют измерения более точно, но удобнее для применения на щебне и других неустойчивых поверхностях.

Принцип работы нивелира лазерного типа основан на действии лазер-луча. Обычное позиционное устройство этого вида используется в основном в закрытых помещениях для осуществления ремонтных работ. Причина: луч плохо виден на улице, особенно при ярком солнце. Если необходимо применить лазерное нивелировочное приспособление на стройке при дневном свете, используют прибор с зелёным, а не красным лучом или специальное ротационное приспособление, которое осуществляет постоянное вращение верхней части (угол работы составляет 360 0 , а количество вращений – около шестисот оборотов в минуту), образуя более видимую лазерную горизонтальную отметку (линию).

Одна из разновидностей лазерных нивелиров – проекционные приборы, работающие путём обозначения видимой плоскости посредством призмы. Такие нивелир-устройства могут быть линейными, точечными, комбинированными. Проекционные нивелиры хорошо работают на дальности около ста метров. Ротационные устройства могут охватывать ещё большее пространство.

Ещё один современный тип нивелира – цифровой. Это оптико-механическое или лазерное устройство, которое выводит получаемые данные в готовом виде на специальный эквалайзер. Для этого такой нивелир оснащён памятью, процессором и позволяет осуществлять замеры без привлечения напарника.

Самым первым нивелиром является гидростатическое устройство. Оно представляет собой две ёмкости с жидкостью, соединённые между собой гибким шлангом. Такое простое приспособление работает благодаря физическому закону сообщающихся сосудов.

Использование

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром оптическим, стоит освоить следующую инструкцию:

• Установить штатив от нивелировочного прибора на нужную высоту, воспользовавшись тремя ножками его штатива.
• Прижать подножки установки для жёсткой и прочной фиксации штатива.
• Установить прибор на треногу, зафиксировав специальным винтом.
• Развернув устройство так, чтобы два винты для регулировки (подъёмные) были перед глазами, по бокам измерительного прибора, начать вращать их до тех пор, пока пузырёк не окажется на осевой отметке.

• Прокручивая винт, который находится в передней части устройства, перемещать пузырёк по вертикальной оси.
• Повернуть измеритель на 1800, проследив, чтобы контрольный пузырёк остался на месте (при смещении нужно отрегулировать его положение с помощью шестигранного ключа и двух винтов).
• Установить специальную рейку с делениями (это должен делать второй человек) на некотором расстоянии от объектива вертикально (на первую из измеряемых точек), используя для контроля уровень пузырьковый, который встроен в эту рейку.
• Посмотреть в объектив нивелировочного устройства и навестись на рейку, используя коллиматор, находящийся в верхней части приспособления.
• Когда деления на рейке станут отчётливо видны через оптическую трубу, нужно заметить и запомнить, где находится тонкая горизонтальная полосочка, то есть в каком именно месте рейки она накладывается на получаемом изображении.
• Также провести измерения для второй определяемой точки, перенеся рейку в иное, заранее намеченное место, зафиксировать в блокноте полученные числовые значения.
• Сравнить всю зафиксированную на бумаге информацию, чтобы определить, какова разница в высоте расположения измеренных точек. На этом работа с нивелиром будет закончена.

Чтобы сделать замеры с помощью лазерного нивелира в комнате или другом помещении, нужно поставить прибор на горизонтальную нешаткую поверхность либо на специальный штатив, проследив за тем, чтобы перед лазером не было преград. Важно помнить, что устройство необходимо ставить на расстояние, которое не превышает описанное в прилагающейся инструкции. После включения оно покажет направленный лазерный луч. На плоскости стены появится линия, на которой можно поставить отметку карандашом.

Цифровое нивелировочное устройство ещё проще применять. Для начала работы нивелиром следует установить его в нужном месте и навести на предварительно зафиксированную штрих-кодовую линейку. После этого на корпусе устройства нажимают кнопку. При этом на экране отображаются все нужные данные. Полученная информация записывается в память прибора, после чего она может быть перенесена в компьютер.

Во время работы или перевозки, переноски устройства следует помнить, что необходимо избегать любых повреждений. После окончания работы с нивелирующим прибором желательно протирать линзы специальной фланелевой тряпкой. Чаще всего она прилагается в комплекте устройства.

Коротко о главном

Нивелир – это прибор для замера уровня точек в пространстве. Применяется для строительных и ремонтных работ.

Различают три основных вида нивелировочных устройств – гидростатическое, лазерное и оптическое.

Тип нивелира выбирают в зависимости от необходимой точности предстоящих измерений, места их проведения.

Для работы лазерного нивелира нужно питание от розетки или аккумулятора, а для оптического – только специальная рейка с нанесёнными на неё делениями. Цифровое устройство способно самостоятельно проводить настройку или замер уровней.

При установке, настройке устройства, а также во время проведения измерений с его помощью следует придерживаться техники безопасности, правил работы и транспортировки прибора.

Источник geostart.ru

Устройство и принцип работы нивелира

Нивелир представляет собой геодезический прибор, предназначенный для выявления разности высот между несколькими точками, то есть определения «превышения» относительно условного уровня. Сразу стоит ответить на вопрос «чем отличается нивелир от теодолита» (он возникает у многих новичков). Ответ кроется в назначении этих приборов: нивелир используется для определения разности высот, теодолит – для измерения горизонтальных и вертикальных углов. То есть первый имеет только горизонтальную шкалу, второй – и горизонтальную, и вертикальную.

Нивелир имеет обширную сферу применения: он используется в строительных работах, при корректировании полов и фундаментов, прокладывании дренажной системы, монтаже каркасных конструкций, при разметке земельных участков, для ремонтных работ внутри помещений и т.д.

Виды нивелиров

В зависимости от принципа работы, различают три основных типа нивелиров:

— оптические. Отсчет выполняется пользователем.

— цифровые. Отсчет берется и регистрируется автоматически.

— лазерные. Основаны на принципе вращения лазерного луча.

Наиболее простым является устройство нивелира оптического типа, его основные элементы — цилиндрический уровень и зрительная труба с визирной осью. Труба вращается вокруг своей оси и настраивается оператором в зависимости от места расположения наблюдаемого объекта. Принцип работы нивелира следующий: определение расстояния осуществляется при помощи нитяного дальномера (включает в себя три нити, две из которых расположены симметрично той, которая находится посередине) и рейки (на нее нанесены сантиметровые деления) – для снятия показаний необходимо подсчитать количество делений между дальномерными линиями. Так как риск ошибиться при подсчете сравнительно высок, очень важно проконтролировать, чтобы установка нивелира была выполнена правильно: прибор следует установить на штатив и закрепить становым винтом так, чтобы подъемные винты имели плавный ход.

Деления на рейках могут быть нанесены черной, белой и красной краской. Односторонние рейки имеют белые и черные цвета, двусторонние окрашиваются в черные и белые цвета с одной стороны, в белые и красные с другой. Расстояние между делениями — 10 мм. Как правило, для удобства подсчета каждые пять делений объединяются в группы, образуя букву Е. Установка нивелира должна быть выполнена таким образом, чтобы пузырек уровня находился в одном положении даже при повороте трубы в разные стороны.

Цифровые (электронные) нивелиры имеют примерно такое же строение и принцип работы, что и оптические, их главное отличие заключается в том, что процесс снятия отсчета по рейке со штрихкодом происходит автоматически. Показатели считываются процессором и выводятся на экран. Автоматические расчеты позволяют добиться более высокой точности измерений и полностью исключают ошибки оператора. Управление прибором осуществляется посредством клавиатуры.

Лазерные нивелиры имеют несколько иной принцип работы и другое внутреннее устройство. Определение отклонений в данном случае осуществляется посредством лазерного луча, который проецируется на поверхность. Выравнивание луча происходит автоматически. На данный момент этот прибор позволяет достигать самых точных результатов.

Как работает лазерный нивелир

Проецирование идеально ровного луча осуществляется за счет встроенного в корпус маятника. Принцип выравнивания здесь довольно прост, такая технология использовалась еще в давних временах: под маятником располагаются несколько природных или электрических магнитов, которые, образуя вокруг себя магнитное поле, удерживают маятник от раскачивания. Происходит это потому, что магнитное поле способствует возникновению в металлическом маятнике электрического поля – в последствии оно преобразуется в тепловую энергию, которая и служит «тормозом» всей системы и не позволяет ей раскачиваться.

Говоря о том, как работает лазерный нивелир, следует упомянуть еще одну важнейшую часть этого прибора — оптическую систему. Основными ее элементами являются три диода, каждый из которых образует луч – вертикальный, горизонтальный или диагональный. Диоды состоят из тонких полупроводников с зеркальной внутренней поверхностью – при прохождении через них электрического тока образуются световые частицы (фотоны). Отражаясь от стенок полупроводников, фотоны умножаются и мощным световым потоком выходят через прозрачную область проводника. Далее, проходя через систему линз, они фокусируются в луче, который и проецируется на поверхность.

Источник www.220-volt.ru

Устройство и принцип работы нивелира

Нивелир – это прибор, предназначенный для определения перепада (разницы) высот двух точек, удалённых друг от друга на некоторое расстояние. Существует множество типов устройств нивелиров, но все они сводятся к решению задачи либо визуального определения этой разницы, либо её отсчёта с помощью различных устройств (например, цифровых).

Чтобы понимать, как именно выполняется нивелирование и какие разновидности этого прибора лучше подходят для тех или иных задач, необходимо ясно представлять общую конструкцию нивелира.

Устройство

Нивелиры, используемые при геодезической съёмке местности и в строительстве, делятся на несколько больших категорий. Это традиционные оптические, а также более современные устройства, использующие электронные технологии и лазерное излучение. Все они имеют разное устройство. Рассмотрим по порядку основные принципы и особенности каждой из названных категорий.

Оптические нивелиры: конструкция и принцип работы

Раньше других появилось устройство нивелира оптического типа. Строение всех подобных приборов включает зрительную трубу с окуляром и линзами, обеспечивающими приближение на необходимое число крат. Раньше все оптические нивелиры требовали ручного наведения на интересующую вас точку и фокусировки на ней с помощью различных винтов – подъёмных, наводящего и элевационного. Для точного выведения зрительной трубы в горизонт к ней прикреплялся цилиндрический уровень.

Для выполнения измерений важной комплектующей нивелира является измерительная рейка. Также все модели оптических нивелиров оснащаются нитяным дальномером для измерения расстояний, а некоторые – горизонтальным лимбом, который позволяет измерять углы в горизонтальной плоскости.

Принцип работы такого прибора достаточно прост. Нивелир устанавливают на ровной площадке, с помощью винтов приводят зрительную трубу в горизонтальное положение. Две точки на местности – начальная и измеряемая – должны быть ясно видны в окуляр.

Измерительная рейка сначала устанавливается в начальную точку, и показания снимаются по сетке нитей нивелира (точнее, по средней нити этой сетки). Затем рейка переносится в измеряемую точку, и показания снимаются снова. Разница между ними составляет искомое значение.

Большая часть нивелиров, применяемых в современной геодезии и строительстве, несколько отличается от описанных выше. Например, большинство моделей оснащаются компенсатором. Компенсатор – это устройство, предназначенного для автоматического выравнивания прибора по линии горизонта. Использование компенсатора делает измерения точнее и проще.

У нивелиров, оснащённых компенсатором, есть специальная маркировка в виде буквы «К» и обычно отсутствует цилиндрический уровень (так как он становится не нужен).

Особенности цифровых нивелиров

Кроме того, есть категория цифровых нивелиров, которые не требуют визуального определения высоты по измерительной рейке (эту функцию выполняет цифровое отсчётное устройство). Они имеют значительные преимущества и широко применяются в качестве профессиональных измерительных инструментов.

К несомненным плюсам электронных нивелиров относится автоматизация и стабильность измерений. Цифровое отсчётное устройство в любом случае более надёжно и точно, так как его работа не зависит от человеческого фактора и намного меньше зависит от условий видимости.

Схема основных составных частей цифрового нивелира отличается от оптического наличием отсчётного устройства и экрана, на который выводятся показания, а также специальной измерительной рейки. На эту рейку нанесены уникальные штрих-коды. Отсчётное устройство может точно определять высоту по тому из этих кодов, на который наведена труба нивелира. Значения высоты будут выведены на дисплей.

Снятие показаний запускается одним нажатием на кнопку, а также различные модели цифровых нивелиров имеют функцию сохранения и экспорта значений.

Поскольку прибор применяется в полевых условиях, в его конструкцию всегда входит корпус с повышенной защитой от пыли и влаги. Устройство зрительной трубы мало отличается от конструкции оптического прибора, она также имеет линзы с кратностью увеличения от 20 до 50 крат. Чем выше кратность, тем более точен прибор.

Электронные приборы тоже могут иметь функцию измерения горизонтальных углов.

Те модели, которые имеют горизонтальный лимб для этих целей, маркируются специальным обозначением в виде буквы «Л».

Лазерные нивелиры

В отдельную категорию выделяются приборы с лазерными излучателями. Такой нивелир устроен оригинальным образом и не имеет зрительной трубы. Визуальное фокусирование на измеряемой точке осуществляется уже за счёт лазера, который проецируется в хорошо видимую световую линию (в некоторых случаях – в точку).

Лазер ограничен по дальности действия, что является основным недостатком этого типа приборов. Зато их удобно использовать в бытовых и строительных целях. Лазерные модели с небольшим радиусом действия стоят недорого, их применяют внутри помещений при проведении строительных работ, разметки, при установке различных конструкций и мебели.

Для проведения работ на открытой местности также производятся лазерные нивелиры особого класса, которые могут проецировать свет на более удалённые точки. Их часто используют вместе со специальным детектором лазерного излучения и успешно применяют на дистанциях до 500 м.

В состав прибора такого типа входит светодиод (один или несколько) и оптическая система, которая проецирует излучение светодиода в плоскость.

Светодиод может быть устроен как неподвижный излучатель или вращающийся (у ротационных моделей).

Фокусировка

Снятию показаний прибора предшествует процедура фокусировки. Для фокусирования используется специальный элемент – кремальера, которая вращается с целью наведения фокусирующей линзы. Когда получено достаточно чёткое изображение измерительной рейки, нужно также добиться чёткости изображения сетки нитей.

По средней нити этой сетки будет определяться высота. Чтобы сделать её чёткой, нужно вращать окулярное колено до нужного положения.

В оптических нивелирах классической конструкции вы можете видеть в зрительную трубу пузырьковую ампулу цилиндрического уровня. Ориентируясь на пузырёк, трубу приводят в горизонтальное положение путём вращения наводящих винтов.

Если проблема выравнивания по горизонту решена с помощью компенсатора, в наличии цилиндрического уровня на зрительной трубе нет нужды, но присутствует установочный уровень на корпусе прибора. С его помощью вы должны ровно установить прибор на подставке, регулируя его положение винтами, и только после этого выполнить фокусировку.

Дополнительные принадлежности нивелира

К элементам дополнительной комплектации прибора относятся штативные подставки и измерительные рейки.

Штатив состоит из лёгких сплавов или алюминия, служит для установки прибора в нужном положении и на нужной высоте. При выборе штатива следует обратить внимание на его максимальную высоту, крепление (оно должно быть эргономичным и жёстко фиксировать прибор в необходимом положении), а также прочность и вес.

Пристального внимания заслуживает рейка. Она должна быть достаточной длины (производятся рейки разных размеров) и иметь шкалу значений, хорошо различимую в окуляр нивелира с дальнего расстояния.

Все модели измерительных реек маркируются буквами РН и следующими за буквенным обозначением цифрами. Например, РН 3-2500 означает следующее: нивелирная рейка с точностью до 3 мм, длиной 2500 мм.

Некоторые рейки имеют складную конструкцию телескопического типа и маркируются буквой «С».

При выборе нивелирной рейки исходите из того, что их длина колеблется в диапазоне от 1 до 5 м, а точность измерений зависит от материала, из которого изготовлена рейка. Инвар – специальный сплав, который мало подвержен расширению при воздействии температуры.

Из него делают нивелирные рейки повышенной точности.

Выводы

Устройство и принцип действия нивелира бывают разными в зависимости от его типа. Оптические и цифровые приборы имеют ось визирования, расположенную вдоль зрительной трубы, которую нужно установить в нужном направлении и по горизонту. Для этого используется как оптическая система, так и отсчётные цифровые устройства и элементы автоматизации типа компенсатора.

Пользоваться цифровыми нивелирами и моделями с компенсатором проще, чем приборами классического типа. При этом цифровые устройства требуют источник питания, защиту от пыли и влаги, а также могут стоить дороже. Отдельной разновидностью являются лазерные нивелиры.

О том, как пользоваться нивелиром, вы можете узнать из видео ниже.

Источник stroy-podskazka.ru