Нивелир: что это, для чего нужен и что измеряет
Работа на местности, строительство и составление карт – что общего есть у этих понятий? Ответ говорит сам за себя: нивелир – специальный измерительный инструмент. Он обеспечивает высокую точность горизонтальных и вертикальных линий.
Нивелир
Он входит в минимальный комплект оснащения специалистов по геодезии и строительного дела. При выполнении точных работ во время ремонта (укладка плитки или стяжка пола) ему нет равных.
Нивелир – это..
Нивелир – это прибор, нужный также в топографическом деле. Автомобильный, железнодорожный и прочие виды транспорта обязаны своей работоспособностью именно этому устройству. Им учитываются высоты объектов ландшафта, на которых пролегают коммуникации.
Ввиду высокой мобильности и работы на высоте человеческого роста прибор обязан быть прочным. С этой целью его корпус делают из металла либо ударопрочного пластика, с мягкими прокладками внутри.
Габаритные размеры – около 20 х 15 х 22 см, масса – до 2 кг.
Нивелир: для чего нужен?
Основные отрасли применения этого устройства:
Так, в мобильном и более удобном лазерном варианте нивелир применяется для укладки плитки, поклейки обоев – там, где требуются идеальная ровность и строгость выдерживания углов. Удобно позиционировать розетки и другие электрические потребители относительно пола или линии горизонта.
Нивелир: что измеряет ?
Существует целый ряд конструкций и моделей нивелиров как приборов для получения горизонтали.
Самый простой – гидравлический. Оно состоит из мягкой прозрачной трубки с водой внутри и нанесенными рисками снаружи. Вода применяется обычная, техническая. Риски можно наносить на трубку по ходу замеров – маркером или фломастером. Концы трубы обязательно не должны иметь заглушек.
Гидравлический нивелир
Для получения отметок об уровне требуемой точки концы трубки поднимаются вертикально. Вода от давления воздуха устанавливается на одном уровне вне зависимости от фактического положения полов или потолка.
Проставлением отметок на стенах можно получить идеальный уровень для заливки стяжки и других целей.
Классический нивелир
Также в сост ав входят таки е узл ы :
Процесс постановки
Процесс постановки такого не имеет критичной сложности. Ножки выносятся на определенное удаление друг от друга, подстраиваются по длине и закрепляются. Строительные модели могут не иметь штатива – в качестве него выполнено плоское основание. Нивелир просто ставится на подходящую поверхность. База и опоры изготавливаются из дерева, пластика и стеклопластика, алюминия.
Для создания «языка» между механизмом и удаленной точкой применяется рейка. Так называют брус длиной до 2 м (при необходимости – больше) и покрытый отметками и цифрами. Сочетание красных, белых и черных элементов видно на большом расстоянии. Настройка и считывание ситуации выполняется по цифрам с занесением данных в журнал.
Работает с рейкой второй оператор. Пока первый занимается с настройкой нивелира и снятием его показаний, помощник удерживает планку. Идеальное положение рейки – строго вертикальное. Поэтому чаще других слов от операторов нивелира можно услышать фразу «держи ровнее!».
Ветровое воздействие и собственная масса рейки плохо способствуют постоянству положения. Поэтому для выдерживания необходимого положения применяется интегрированный пузырьковый уровень.
Рейка для нивелира
Материал изготовления рейки аналогичен штативу. Для простых замеров применяются пиломатериал и металл. Для получения высокой точности – сплав инвар (отличается пониженным температурным расширением и сохранением постоянной длины).
Ввиду особенностей оптики возможно применение рейки с перевернутыми символами.
Цифровая конструкция похожа на обычную, однако вся точная работа производится автоматически. Внутри располагаются электронные компоненты, результаты от которых выводятся на экран.
Погрешности и ошибки в работе цифровых моделей гораздо ниже. Быстродействие и выдача информации – быстрее. Такая конструкция оснащена встроенным компьютером. Он выполняет почти моментальную оценку показаний, выдает анализ и способен сохранять результаты. Для максимального быстродействия рейка под него имеет нанесенные штрих-коды.
Отличающие характеристики
Существует масса предложений, отличающихся по таким характеристикам как:
Существует также лазерный нивелир. Работая в паре с той же рейкой, что и оптический, электронное устройство распознающего типа снимает показания. Информация передается во встроенный модуль обработки с установленным программным оснащением.
Луч применяется красного цвета (для внутренних работ) или зеленого (для операций снаружи). Первый контрастен и виден даже при неярком свете, второй заметен на большем расстоянии.
Существует разновидность лазерного нивелира – ротационный. Устроен он так, чтобы вращением верхней части с излучаемой точкой указывать на горизонтальный уровень.
Дополняется прибор специальным приемником излучения. Суть его в том, что при значительном удалении или низкой видимости точка не заметна. Поднимая или опуская приемник, можно найти требуемое положение уровня.
В комплект лазерного устройства помимо самого нивелира и документации, а также возможной рейки могут входить очки. Изготавливаемые для защиты глаз, они также улучшают видимость луча при любых погодных условиях.
Достоинства
Среди его достоинств как измерительного инструмента :
Недостатки
Недостатки выделяются такие:
Критерии выбора
Выбор нивелира выполняется по таким критериям (приведены для всех вариантов конструкции):
Последнее особенно важно для нивелира. Осадки или пыльный ветер на протяжении целых дней накладывает отдельные требования на работоспособность.
Это усиливается защищенностью от падения. От динамических перегрузок механизм защищает корпус и накладки, а также демпферы внутри.
Принципы выбора подходящего инструмента среди электронных или оптических вариантов одинаковы. Выбор следует осуществлять в пользу известной и проверенной марки. Рекомендуется изучить основные технические характеристики и проанализировать отзывы. Следует найти опытного пользователя или коллегу, которые знают тонкости работы – и помогут советом.
Цель применения
Важно определиться с целью применения:
Значение
Для приобретения универсального устройства ( которое вряд ли заранее известн о в плане применения ) имеют значение:
Нивелир — подробно о выборе прибора
Зачем нужен нивелир
Нивелир — один из самых распространенных геодезических приборов, предназначенных для оценки разности двух, трех и более высот относительно некоторой постоянной. Сегодня без него не производятся ни одна из работ при разметке местности, возведении линий электропередач, расчете строительства дорог, зданий и так далее. Широко применяются данные приборы и при всевозможных ремонтных работах, таких как:
С чего все начиналось
История на сегодняшний день располагает документальным подтверждением того, что человечество знало и использовало нивелиры еще во втором веке до нашей эры. Это были сообщающиеся сосуды, соединенные прозрачным гибким элементом.
В начале XVIIвека Галилео Галилей изобрел первую зрительную трубу. Через несколько десятилетий на стеклах этих приборов появились дальномерные нити. Лишь в 1890 году строители получили по-настоящему законченный и достаточно точный прибор. Отрадно, что свой вклад в данное изобретение внесли и русские ученые.
Не останавливаются изыскания в деле модернизации и улучшения эксплуатационных характеристик и сегодня. Отдельные лаборатории и целые институты Германии и России, Китая и США. Японии и Швейцарии продолжают вносить свою лепту в стремлении прибора к совершенству.
Нивелирование
Данное понятие произошло от французского «nivèlement»- выравнивание. Эта процедура производится, когда необходимо определить разницу высот точек пространства. За «нулевую отметку» здесь могут приниматься, как определенные горизонтали, так и такие константы, как например, уровень мирового океана.
Без нивелирования местности не начинается ни одна серьезная стройка, ни один масштабный проект в архитектуре. На сегодня существует достаточное количество способов определения отклонение рельефа местности от определенной горизонтали:
Под каждый вид нивелирования человечество предусмотрело конкретные приборы. Процесс их модернизации, повышения точности измерений и удобства использования продолжается и поныне.
Устройство нивелира
Самыми простыми считаются оптические. Данные приборы представляет собой комплекс устройств (приборов), объединенных одной целью. Так пузырьковый уровень отвечает за горизонталь расположения самого прибора. Дальномер — отвечает за точность измерения расстояния до объекта.
Самым распространенным видом дальномера является объектив с линзами, способными многократно приближать (увеличивать) наблюдаемые объекты. В качестве эталона и настройщика измерений выступает специальная рейка.
Настройка (юстировка) горизонтали в данных приборах осуществляется опорными винтами. Их количество — три, что совпадает с количеством точек, определяющих плоскость.
Обычно при данном способе измерения участвует от двух до трех человек. При своей простоте данный способ все же является трудоемким, растянутым по времени, подвластен ошибкам, хотя, и достаточно точным.
Говоря о более простых и менее масштабных измерениях, можно упомянуть элементарные уровни в виде полой трубки с прозрачными стенками. Вода, помещенная внутрь, выполняет роль датчика или достаточно точного индикатора для определения высоты одного объекта относительно другого. Этим прибором до сих пор активно пользуются в частном строительстве и при различных ремонтных работах.
Порождением века космических скоростей и электроники считаются лазерные нивелиры. Во-первых, это точные приборы. Минимизировать погрешности здесь помогают:
Во-вторых, благодаря возможности измерения сразу в нескольких плоскостях, лазерные нивелиры позволяют обозначить вертикаль, горизонталь и удаленность объектов в самом широком диапазоне. И при отменной точности (ошибки измерений здесь исчисляются десятыми долями миллиметра).
Для справки Световой луч, используемый здесь, может быть, как красного цвета (используется в основном в закрытых помещениях) так и зеленого — он лучше виден на открытых площадках.
Составляющие успеха
Не будет открытием, что точность измерений во многом зависит и от качества материалов из которых изготовлен прибор.
Самый популярный вариант исполнения, как прибора, так и штатива к нему — алюминий. Он легкий и одновременно прочный. Этот цветной метал существенно облегчает конструкцию, что немаловажно при транспортировке.
Конкуренцию здесь может составить только стеклопластик, но предпочтение ему отдают при изготовлении небольших (до 50-70 см высотой) штативов.
Классические треноги из дерева все еще присутствуют на рынке, хотя и дороже своих конкурентов.
Непосредственно о самих приборах
Оптический
Профессиональный нивелир для определения разницы высот, углов наклона и удаленности объектов при ремонте старых и строительстве новых дорог.
Контроль горизонтального положения самого нивелира осуществляется по пузырьковому уровню. Стабильное положение обеспечивается воздушным компенсатором, магнитным демпфером или благодаря механической настройке.
Основная и дополнительная шкала прибора находятся непосредственно на стекле прибора. Окончательные результаты определяются по специальным таблицам. Существенно облегчить процесс измерения и вычисления позволяют более современные — электронные нивелиры.
Цифровой (он же электронный)
Для справки За рубежом данный тип нивелиров имеет маркировку DigitalLevel. Принцип работы основан с автоматического считывания штрих-кода и рейки и цифровой обработки данных процессором.
Лазерный нивелир
Предназначен главным образом для построения точек и плоскостей. Области применения его: при ремонте, реконструкции и модернизации внутри помещений — основные, но не единственные. Планирование ландшафта, разметка места под будущую стройку — тоже зоны «ответственности» данных приборов.
Для справки Суть процесса внутри данных приборов заключается в преобразовании луча света в горизонтальную, вертикальную или наклонную плоскость. Именно это позволяет моментально получать горизонт (вертикаль или уклон) по заданию или факту измерений.
При этом лазерные нивелиры могут выполнять сразу несколько задач. Так, например, помещенный в комнату, он может показать горизонталь сразу на всех стенах, обозначить угол наклона или идеальный отвес.
Дополнительными опциями здесь могут быть: электронное выравнивание «нулевой» горизонтали, проецирование в объемном формате «3D», память на 10, 20 и 50 ранее произведенных измерений, управление с отдельной клавиатуры и другие.
Лазерные нивелиры могут работать, как с красным лучом, так и с зеленым. Первый — наиболее практичен внутри помещений и гарантирует высокую точность в диапазоне от 0 до 500 метров. Более видимый в солнечном спектре — зеленый луч чаще используется на открытых площадках, где ему «подвластны» расстояния даже в 1 км.
Как выбрать оптимальный прибор
Согласно народной мудрости, инструмент обязан соответствовать поставленной перед ним задаче. Иными словами, для помощи в ремонте квартиры или дома — достаточно приобрести бытовой лазерный уровень с диапазоном измерений от 5 до 50 метров. Этого вполне будет достаточно для качественной оценки и разметки, как в самом помещении, так и на земельном участке за его пределами.
Обязательным условием для всех данных приборов является наличие контроля горизонтали. Это может быть элементарный пузырьковый уровень. Исходя из самых популярных работ при ремонте оптимальный набор возможностей бытовых нивелиров сводится к определению горизонтали и вертикали. Приборы с более широкими возможностями и более точными измерениями относятся к классу профессиональных и приобретение их считается более чем нерациональным.
На заметку Если понадобятся наклонные поверхности — следует поискать модель с тремя и даже четырьмя лучами. Бытовые приборы предлагают развертки (величину регулируемых углов) до 130 градусов, что вполне достаточно для помощи в реализации большинства дизайнерских идей.
Не будет лишним знать о системе питания приобретаемого нивелира. Желательно, чтобы это были стандартные элементы или аккумулятор. Эксклюзивные решения здесь ни к чему. От прибора, который нельзя зарядить — мало проку.
Полезная опция — наличие системы самовыравнивания. Она исключит ошибку при позиционировании и избавит от необходимости трудоемкого и ответственного выставления «нуля».
В качестве дополнительных аксессуаров весьма полезными будут:
Защитные очки не только обезопасят зрение работающего с лазерным нивелиром, но и улучшат видение самого луча. Штатив удобен в случаях, когда прибор необходимо разместить на определенной высоте над землей.
Прищепка — при работе с наклонными поверхностями. Ее альтернативой может служить универсальная магнитная накладка, способная зафиксировать нивелир на любой металлической поверхности. Защитный корпус исключит порчу прибора при попадании влаги и убережет его при случайном падении.
На заметку Большинство производителей нивелиров присваивают корпусам приборов коэффициенты. Они информируют о степени безопасности от воздействия не только воды, ударных нагрузок, но и пыли, температуры, ультрафиолета и других факторов.
Если прибор приобретается без штатива — ценной информацией на перспективу будет размер гнезда для его крепления. Рано или поздно при активном использовании прибора необходимость в надежном креплении появится, а значит поиск штатива со знанием размера сопрягаемого прибора будет максимально эффективным.
Выбирая для своих нужд нивелир, особо обращаем внимание на такие паспортные данные как:
Точность измерений для ремонтных работ равная плюс-минус 0,2 мм на метр считается достаточной. Рабочая длина луча или максимальное удаление объекта 40-50 метров — более чем достаточное значение даже для владельцев просторных домов и квартир. Время работы прибора без подзарядки — величина важная только при условии отсутствия электроснабжения на объекте. Практически каждый прибор имеет возможность работы как от элементов питания, так и от сети.
Проверка нивелира
Логично, что точность измерений нивелира важна для строительства и ремонта любого масштаба. Периодическая регулировка (юстировка) его показаний прописана в инструкции по эксплуатации, как обязательное мероприятие и имеет строго регламентируемые интервалы.
Обычно, профессиональные нивелиры проверяются специальными организациями в аккредитованных лабораториях. В домашних условиях это можно произвести в любое время и при минимальных затратах.
Примерный алгоритм проверки выглядит так:
Разбираемся в маркировке
Получить необходимую информацию о том или ином промышленном нивелире поможет их буквенно-цифровое обозначение. Приведем минимум полезной информации в этом направлении.
Н-05 — высокоточный нивелир для измерений первого и второго класса точности. Снабжается микрометром оптического типа. Погрешность измерений не превышает 0,5 мм при контроле объекта, расположенного на удалении 1000 метров. Область применения подобных приборов:
Н-3 — точный прибор. Погрешность измерений не превышает 3 мм при нахождении объектов на удалении 1 км. Популярен при измерениях третьего и четвертого класса точности, а также при большинстве инженерно-геодезических исследованиях.
Н-10 — прибор технический. Ошибка измерений данного прибора, согласно гарантии производителя, не превышает десяти миллиметров при исследовании объектов на удалении 1000 метров. Такими приборами пользуются при большинстве исследований и оценок ландшафта, а также в дорожном и гражданском строительстве.
Для справки При наличии в конструкции нивелира компенсатора — в маркировку добавляется символ «К». Если в составе прибора присутствует лимб — это отражается символом «Л».
Как пользоваться бытовым нивелиром
Даже с учетом того, что данные лазерные приборы создают вокруг себя ауру сложности — на деле все гораздо проще. Безусловно, в зависимости от проведения тех или иных работ существуют некоторые особенности и все же алгоритм здесь примерно таков:
Если женщины готовы назвать великим — того, кто изобрел стиральную машину, то мужчины (кого не пугает ремонт и строительство своими руками) — более чем благодарны тому, кто изобрел лазерный нивелир. Имея под рукой такой прибор, — все работы производятся быстрее, точнее, качественнее, а что еще нужно настоящему мастеру!
Что такое нивелир: описание и характеристика
Геодезисты и другие специалисты строительного дела часто для работы используют нивелиры. Что это такое и как работает? Так называется специальный прибор, который используется при проведении крупных масштабных измерений на открытой местности, при выполнении ремонтных работ или возведении сложных объектов.
Определение и классификация
Нивелир — это измерительный прибор, с помощью которого вычисляется разница в уровнях расположения точек в пространстве по отношению к условно заданной поверхности. Их часто применяют топографы или геодезисты при исследовании рельефа, а также строители, когда нужно при возведении или ремонте объектов строго соблюдать определенные параметры.
Данные приборы нужны везде, где нужно идеально выровнять поверхность по вертикали или горизонтали или же придать определенному предмету или строению тот или иной уровень уклона.
Они классифицируются по двум признакам: принципам своей работы и точности измерения.
По точности снятия параметров существует три группы приборов:
Чтобы выполнить элементарную разметку местности и определить перепады рельефа, а также его привязку к нужным точкам, можно использовать простые приборы технического типа. А вот более точные устройства потребуются для определения параметров на всех этапах строительных работ.
Что касается классификации нивелиров по принципу работы, то они бывают такими:
Существуют и особые способы нивелирования, они проводятся с помощью таких приборов, как:
Однако все эти методы почти не используются для бытовых нужд.
Подробные характеристики
Среди новичков и профессионалов больше всего популярны нивелиры оптического, лазерного или цифрового типа. Ниже они будут рассмотрены более подробно.
Описание оптико-механических устройств
До недавнего времени такие приборы считались наиболее используемыми во всех сферах, где они были нужны. Они отличаются доступной ценой, с их помощью измерения производятся с максимальной точностью, также они надежно показывают себя в применении независимо от условий.
Ключевой элемент подобного прибора — это зрительная труба с увеличением в 20−34 раза. Она стоит на трегере, высоту можно регулировать. Также на устройстве имеется цилиндрический уровень, предназначенный для горизонтального выравнивания, а еще элевационный винт — чтобы было легче ориентироваться в пространстве.
Перед началом работ нивелир нужно поставить на штатив, а затем строго выровнять горизонтально с помощью подъемных винтов. Определить данное положение можно посредством встроенного пузырькового уровня. Затем с помощью визира труба наводится на поставленную рейку, а потом вращением окулярного кольца настраивается на резкость.
Точная фиксация на рейку выполняется за счет наводящего и фокусировочного винтов, все показания будут сняты и записаны, после чего можно приступать ко второй точке.
Лазерные приборы, их применение и виды
Лазерные нивелиры в последнее время стали пользоваться большой популярностью и уверенно отодвигают старые оптические приборы на второй план. По сравнению с ними они обладают такими преимуществами, как:
С помощью современных лазерных устройств можно не только в традиционной форме точно выполнить измерения, но также одновременно по нескольким плоскостям выстроить идеально прямые линии. В основе работы данного устройства лежит поток света. Он фокусируется на местности как четкая линия или яркая точка с помощью системы линз. А свет излучается посредством специального светодиода, находящегося в пластиковом корпусе вместе с линзами. Корпус помогает защитить систему от ударов, повреждений и загрязнений, а еще в нем находится вмонтированный уровень, с помощью которого устройства выравниваются горизонтально.
Работать с такими приборами очень легко и просто. Лазер ставят на ровную поверхность или же штатив и выравнивают. С помощью направленного луча на поверхности отмечается точка или линия, которая нужна для работы. При геодезической работе на открытых участках лучи направляют на рейки, а данные фиксируются в журнале. Лазерные приборы больше предназначены для внутренних строительных или ремонтных работ, поскольку при ярком свете и на большом расстоянии луч может потерять яркость и будет плохо виден. Помимо этого, «рабочая» дальность, как правило, не превышает 30 метров.
В числе других недостатков лазерных приборов — высокая стоимость, а также зависимость от электропитания, без которого они долго не смогут проработать.
Лазерные нивелиры подразделяются на проекционные и ротационные.
Проекционные приборы
Такие устройства способны строить плоскость посредством призмы. Сектор построения составляет от 120 и в некоторых случаях до 180 градусов. Лазерный луч попадает на призму и рассеивается. Без специального детектора дальность построения равна 10−50 метрам, а точность — около 0,3 мм/м. Каждый метр дистанции от устройства до стены может создавать ошибку линии вверх-вниз на указанную величину.
Проекционные нивелиры, в свою очередь, бывают точечными, линейными или комбинированными. Точечные строят от 3 до 5 разнонаправленных точек, линейные способны проецировать линии как по вертикали, так и по горизонтали, а комбинированные могут рисовать как точки, так и линии.
Нивелиры ротационного типа
В этом случае плоскость строится за счет вращения лазерного луча. Вращение происходит с регулируемой частотой до 600 оборов в минуту, в итоге вокруг устройства появляется замкнутая линия. Для получения вертикальной плоскости его нужно повернуть на 90 градусов.
Данные нивелиры подходят для работы на больших расстояниях. И если проекционные устройства при наличии приемника излучения имеют дальность до 100 метров, то у ротационных данный показатель будет выше. С их помощью можно работать в больших помещениях или на улице, но и стоимость их, по сравнению с проекционными, выше.
А еще они работают не только в ротационном режиме. Отдельные модели могут в ограниченном секторе строить линии или проецировать точки. Работа облегчается благодаря наличию дистанционного направления, если вы находитесь на расстоянии от прибора.
Цифровые нивелиры
Под цифровыми нивелирами понимают устройства оптического или лазерного типа, дополнительно оснащенные высокотехнологической электроникой. При получении сигнала они автоматически отражают требуемые показатели.
Сначала нивелир устанавливают в нужном месте и в правильном положении, затем он наводится на установленную штрих-кодовую рейку. Далее, снимается отчет путем нажатия кнопки. Все полученные сведения тут же отобразятся на мониторе, а некоторые модели позволяют на месте произвести требуемые для работы расчеты. Вся информация может сохраняться в памяти прибора и переноситься на другой носитель.
Такой вариант для работы идеален, но его стоимость слишком высока. Такие нивелиры применяются преимущественно на крупных и сложных объектах, в частности, при возведении дамб, мостов, тоннелей и т. д.
Выше вы узнали, что представляют собой нивелиры, и какими они бывают. Но прежде чем приступить к работе с данными устройствами, нужно тщательно ознакомиться с их инструкциями и строго соблюдать все приведенные там рекомендации. Помните, что точные данные можно получить лишь при правильном применении данного прибора.
