Нивелир

Лазерные уровни

Данные приборы также относятся к числу профессиональных инструментов. Их принцип работы заключается в создании горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей на дистанции в несколько десятков метров от места расположения самого уровня. Эти измерительные приборы отлично подходят для нанесения разметки при выравнивании стен и потолков, а также установке натяжных потолочных конструкций или выполненных из гипсокартона, сооружении межкомнатных перегородок, облицовке поверхностей керамической плиткой и ряде других задач.

Лазерные уровни бывают 3 основных разновидностей – точечными, линейными и ротационными, что предназначены для создания точек, прямых и плоскостей. Некоторые модели способны самостоятельно выравниваться в диапазоне 2-4°.

Особенности конструкции

Внутри корпуса присутствует светодиод, образующий световой поток для лазера. В приборе линейной разновидности свет проходит через перпендикулярные призмы и в итоге возникают 2 взаимно перпендикулярные прямые. В ротационных моделях он фокусируется в точку при прохождении через линзу, а прямая появляется по причине поворачивания источника света вокруг собственной оси. Самовыравнивающиеся уровни оборудуются маятником с наконечником-грузом, выполненным из меди, что замирает в магнитном поле, наведенном вихревыми потоками, позволяющими прибору производить выравнивание. У обыкновенной лазерной модели есть встроенный пузырьковый уровень незначительных размеров, посредством которого нужно выровнять инструмент перед началом его применения.

Преимущества и недостатки лазерных уровней

Измерительные приборы данной разновидности имеют множество положительных качеств:

• Ими легко пользоваться.
• Они имеют обширную сферу применения.
• С их помощью удается экономить значительное количество времени, которое обычно приходится тратить при выполнении разметки и в ходе проведения других подготовительных мероприятий.
• Приборы удобно хранить и перевозить.
• Ими удается осуществлять охват крупных по площади пространств.

Их же недостатки являются следующими:

• Высокая стоимость, которая полноценно оправдывает себя ввиду множества существенных достоинств при использовании.
• Не все лазерные уровни поставляются совместно со штативом и кейсом для хранения и транспортировки. По этой причине расходы могут дополнительно увеличиться.

С учетом всего вышеописанного лазерные уровни являются полезным приобретением, но ввиду своей стоимости они не являются оптимальным и оправданным вариантом для простых измерений, в которых возникает потребность в домашних условиях.

Характеристика устройств

Итак, давайте по очереди рассмотрим оба аппарата и начнём с теодолита.

Теодолит – оптическое устройство из геодезической группы, предназначенное для измерения углов, вертикальных и горизонтальных. Основными составляющими теодолита являются:

• лимб – стеклянный диск с изображением шкалы, на котором указаны градусы от 0 до 360;
• алидада – во многом схожий с лимбом диск, расположенный на той же оси, вокруг которой свободно вращается, имеет свою шкалу;
• оптика – объектив, линза и сетка нитей, необходимые для наведения на измеряемый объект;
• подъёмные винты – применяются для регулировки прибора в процессе наведения;
• система уровней – позволяет установить теодолит в вертикальном положении.

Также можно выделить корпус, в котором располагаются вышеназванные детали, подставку и штатив на трёх ногах.

Из чего состоит нивелир?

Основным нивелиром для строительных работ все-таки является оптический нивелир. Он состоит из терегера и главного блока. Трегер — это металлический круг с тремя опорами и подъёмными винтами, благодаря которому можно менять положение главного блока и закреплять его. Главный блок состоит из зрительной трубы с прицелом и окуляром, горизонтальной шкалы-лимба, цилиндрических уровней для горизонтирования прибора, винтов для наводки, закрепления и фокусировки трубы, а также компенсатора, который гасит возникающие колебания и поддерживает трубу в горизонтальном положении. Замеры производятся с помощью специальных реек, на которые нанесены шкалы.

В заключение стоит сказать, что из- за своего простого строения и легкости эксплуатации этот прибор по праву занимает первое место на строительной площадке.

Специалисты ]ООО «Землемер» используют передовые приборы, которые обеспечивают необходимую точность получения измерений.

Цены наши услуги

Основное отличие нивелира и теодолита при их практическом применении

Как отличается установка штатива измерительных инструментов

При установке штатива нивелира не требуется отвес. Нужно следить за головкой прибора, чтобы она приняла более или менее горизонтальное положение.

Схема теодолитной съемки.

Если требуется установить теодолит, то штатив для него необходимо центрировать. С этой целью на становой винт крепят отвес. Установку штатива производят так, чтобы отвес находился ближе к центру колышка, который служит для отметки точки стояния инструмента.

Регулировка штатива должна производиться путем раздвигания и сдвигания ножек для более надежного крепления измерительного прибора, оснащенного зрительной трубой. После этого следует закрепить баранчики штатива и осуществить регулировку точнее, нажав ногой на выступ конкретной ножки.

Когда данная процедура подошла к концу, нивелир или теодолит вынимают из футляра или коробки, чтобы установить инструмент, совместив концы подъемных винтов со специальными выемками на головке штатива. Далее следует вывинтить на равную высоту винты, которые являются подъемными, а становым закрепить инструмент на штативе.

Как правильно установить инструмент на штатив

Подъемные винты и уровни позволяют проводить дальнейшую установку нивелира или теодолита. Это связано с необходимостью привести главную вертикальную ось в отвесное положение. Если устанавливают нивелир, то нажимают на выступ каждой ножки штатива, чтобы круглый уровень оказался в центральном положении.

Далее зрительная труба должна быть поставлена в положение, которое является параллельным линии двух подъемных винтов. При их вращении в разные стороны прикрепленный к зрительной трубе пузырек должен быть приведен в среднее положение.

После этого повторяют поворот зрительной трубы, установив ее параллельно линии, которая относится к двум другим винтам. В результате уровень снова должен оказаться в среднем положении. Тогда любой поворот зрительной трубы нивелира не выведет его пузырек из данного положения.

Классы точности нивелиров

Важным параметром нивелира является точность его измерений. Все приборы по этому признаку подразделяются на три класса:

— технические, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 2 мм до 10 мм на каждый километр двойного хода;

— точные, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 0,5 мм до 2 мм на каждый километр двойного хода;

— высокоточные, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 0,2 мм до 0,5 мм на каждый километр двойного хода.

Как правило, технические нивелиры используются для предварительной геодезической съёмки, привязки плана строительства к местности и начальной разметки стройплощадки. В дальнейшем, особенно при возведении масштабных и ответственных объектов, используются только точные и высокоточные приборы.

Как привести лазерный уровень в рабочее положение?

Это важно – качество разметки напрямую зависит от того, насколько верно расположен лазерный нивелир. Поэтому нужно и место подходящее для него найти, и установить его надлежащим образом

Существует ряд требований, необходимых для полноценной работы прибора:

Шаг 1. На пути следования лучей лазера не должно быть никаких препятствий. Иначе эффект преломления приведет к прерыванию спроецированной линии.

Шаг 2. Располагать лазерный уровень нужно на оптимальном расстоянии до объекта. Допустимый максимум указан в инструкции, и превышать его не следует. Уменьшение расстояния снижает вероятность погрешности, поэтому при возможности старайтесь ставить прибор поближе. Допустимый максимум может быть увеличен при использовании специального приемника лучей. Такой опцией пользуются, когда объект находится на большом расстоянии.

Шаг 3. Во время работы нивелир должен находиться на ровной плоскости (подойдет поверхность стола), штативе или специальном держателе. Его следует надежно зафиксировать , так как полная неподвижность прибора – гарантия получения точных данных. Не допускаются никакие сотрясения и перемещения.

Шаг 4. Перед началом измерений выравниваем нивелир по горизонту. Для этого используем встроенный в прибор пузырьковый уровень. У ряда моделей имеется функция самовыравнивания. Она действует так: до тех пор, пока прибор не будет стоять ровно, подается сигнал. Нет сигнала – значит, всё хорошо и прибор установлен ровно.

Шаг 5. Предварительно нужно предупредить находящихся поблизости людей о предстоящих работах. Животных тоже следует увести или унести. Ведь случайное попадание лазера в глаза может их травмировать.

Шаг 6. Вот, собственно, и все рекомендации. Когда они будут соблюдены, можно включать уровень и производить необходимые работы.

Обозначения нивелирной рейки

Прежде чем начать стрелять местность, неплохо было бы разобраться с тем, как ориентироваться по рейке. Действительно, что это за непонятные буквы «Е», что за черные и красные отметки? В действительности все очень просто.

Рейка разбита на сегменты, каждый длиной по 10 см. Внутри каждого сегмента есть черные и белые участки, длина каждого равна 1 см. Крайние три черных участка объединены боковой линией — это чтобы проще было визуально определять центр сегмента. Цифры обозначают, в каком десятке сантиметров находятся метки сегмента, то есть по сути положение на рейке определяется числом белых и черных участков, прибавленных к номеру десятка.

Но ведь точности в один сантиметр явно недостаточно. Дело в том, что на обратной стороне рейки имеется обычная миллиметровая градуировка, которой на больших расстояниях пользоваться не очень удобно. Поэтому помощник, удерживающий рейку, может дополнительно подстраивать бегунок, руководствуясь командами геодезиста «выше» и «ниже», а затем показать на пальцах количество миллиметров. Также некоторые нивелиры оснащаются метрической сеткой, по которой это отклонение определить еще проще.

Напоследок самый интересный вопрос: почему верхней части рейка имеет красную разметку, расположенную в обратном порядке. Дело в том, что у старых нивелиров не было дополнительной линзы и изображение геодезист видел перевернутым. Но с такими «динозаврами» вам вряд ли придется иметь дело.

Виды нивелирования

В настоящий момент применяют семь разновидностей выполнения измерений. Каждый вид зависит от конкретного случая.

Геометрическое нивелирование

Чтобы выполнить такое измерение, нужен горизонтальный луч визирования и отсчетная шкала. Такой луч генерируется при помощи нивелира, а отсчетной шкалой является рейка со шкалой. 

Такой вид самый распространенный и не сложный. Точность данного вида велика и риск в просчетах достигает максимум 1 мм на 1 км расстояния. Такой вид используется при геодезических работах для нивелирования поверхности. 

По способу определения планового положения снимаемых очертаний и нивелируемых точек выделяют следующие методики нивелирования поверхности: 

• по квадратам (при условии гладкой местности);

• по параллельным линиям (в лесистой местности);

• по магистралям (при выраженном рельефе).

Барометрическое нивелирование

Метод необходим, чтобы измерить превышение перепада атмосферного давления. Измерения проводятся в разных отметках необходимой территории.

В данном методе пользуются барометр. Им измеряют давление и, сопоставляя показатели, определяется превышение. 

В барометрическом методе нивелирования точность исследований невысокая, так как вид исследований зависит от погодообразования, и погрешность может варьироваться от полуметра до двух. 

Данный метод применяется на начальном этапе работ.

Тригонометрическое нивелирование

Используя такой вид, вычисление превышения измеряют путем наклонного угла визирования к горизонту.

Чтобы измерить вертикальные углы, применяют геодезическое оборудование: теодолит – чтобы определить угол наклона, дальномер – измерить расстояние. 

Погрешность – максимум 40 мм на 100 м. Ограниченно применение в горной и холмистой местности.

Гидростатическое нивелирование

Вид измерения, который основывается на методе свойства сообщающихся сосудов.

Жидкость в емкости устанавливается по одному уровню, а поверхность расположена под прямым углом по направлению к силе тяжести, что дает возможность определить превышение. 

Применяется, чтобы получить небольшие измерения. Погрешность сопоставима с геометрическим нивелированием.

Механическое нивелирование

Применяется в качестве контроля расположения железнодорожных дорог и прочих линейных конструкций. 

При помощи особых датчиков, зафиксированных на транспорте, на листе вырисовывается профиль местности.

Радиолокационное нивелирование

Основа метода заключается в получении абсолютных высот с летательных аппаратов, используя специальные высотометры.

Ведение журнала и расчёты

Процесс нивелирования сопряжён с ведением большого количества записей. Геодезист должен иметь под рукой план участка, на котором схематически изображен объект, для строительства которого выполняется нивелирование, а также места расположения контрольных кольев. Каждый колышек нужно пронумеровать и вынести эти обозначения в отдельную таблицу, в которой отмечаются измеренные превышения.

Теперь о самих превышениях. Они бывают относительными и абсолютными, то есть от плоскости измерения нивелира и от репера. К примеру, превышение репера составило 145,2 см, а контрольной точки — 151 см. Вычтя из превышения репера превышение точки мы обнаружим, что абсолютное превышение составит -4,8 см, при этом знак «минус» точно дает понять, что тока расположена ниже. Подобные вычисления следует провести для каждой из точек.

Практический смысл нивелирования заключается в нанесение на колья отметок, находящихся в одной горизонтальной плоскости. Для этого необходимо найти самую высокую точку с наибольшим положительным значением превышения и добавить к нему, например, 20 см. Следуя от одного колышка к другому, на них с помощью рулетки откладывают значение превышения точки, к которому добавлено значение смещения — те самые 20 см. Полученные метки используются при ведении земляных работ и определения глубины котлована, либо для натягивания причального шнура.

Как правильно выставить нивелир

Выставление нивелира является базовой процедурой приведения его в действие. Ее важность – в минимизации погрешностей при замерах и создании устойчивого положения. При небольшом сдвиге при работе придется тратить время на повторную установку прибора и переделывание замеров

При падении есть риск повреждения прибора. 

Чаще всего нивелиры применяются на строительных площадках – на рыхлых и песчаных грунтах. Установка в почву заключается в плотном вжатии заостренных концов ножек штатива. Для максимального закрепления допускается прижать ножки досками и камнями, после чего можно работать.

Поверхность твердая или скользкая требует применения деревянного или металлического основания. Ножки крепятся к пластине — сама их форма у большинства моделей рассчитана для этого. Пластину после установки агрегата на требуемое место оптимально прижать небольшим тяжелым предметом. 

Как правильно выставить нивелир

Визирную ось важно строго выдержать в горизонтальной плоскости – это обеспечит минимум погрешностей. Регулирование штатными винтами или иными юстировочными приспособлениями имеет ограниченный интервал

Какими бывают лазерные уровни для дома их виды

Рассматриваемые лазерные уровни для дома делятся на три основных вида:

1. Точечные лазерные уровни обладают простейшей конструкцией, поэтому имеет невысокую стоимость по сравнению с аналогами. В приборе имеется линза и излучатель света в виде светодиода, закрепленного статически. Принцип функционирования такого вида изделия основывается на построении точек, располагающихся на соседней или противоположной поверхности. Чтобы работать с нивелиром точечного типа, нужно установить аппарат на ровную поверхность, после чего спроецировать точки, и отметить их маркером на стене

2. Линейные лазерные уровни еще называют кросслайнерами. Это один из наиболее популярных построителей плоскостей, так как он способен проецировать не точки, а прямые линии на поверхности. При помощи нивелира можно одновременно проецировать линии на потолок, стены и даже пол, что позволит одновременно выполнять работу нескольким работникам. Построение линии прибором исключает необходимость применения линейки и карандаша. Однако недостатком этого вида изделия невозможность его использования в уличных условиях. Ведь для получения проекции важна четкость и дальность лазера, что обеспечить линейные модели неспособны

3. Ротационные — такие лазерные нивелиры еще именуются круговыми, так как светодиод в устройстве проецирует горизонтальные и вертикальные плоскости путем его вращения с большой скоростью. Такие изделия предназначаются для применения на улице, но их можно также использовать и внутри помещений. Вращение лазера для построения горизонтальной проекции осуществляется благодаря встроенному электромотору. Именно поэтому прибор способен проецировать горизонтальную плоскость на все 360 градусов. Так как изделие предназначается для использования на улице, то в нем устанавливается специальный мощный светодиод и группа линз. Дальность действия ротационных нивелиров исчисляется сотнями метров. В среднем значение дальности составляет 300 метров и больше. Вертикальная плоскость в ротационном аппарате отбивается благодаря наличию дополнительных светодиодов

Это интересно! До недавнего времени ротационные приборы способны были проецировать только горизонтальную плоскость, однако недавно они были модернизированы путем оснащения дополнительными светодиодами.

Ответить на вопрос, какой лазерный нивелир выбрать для себя, можно следующим образом:

• Если аппарат нужен для дома, то остановиться можно на моделях точечного типа
• Если планируется проводить отделочные работы внутри помещений, то понадобится линейный нивелир
• Когда деятельность связана с проектированием зданий и фасадов, то обойтись без лазерного ротационного прибора будет невозможно

Если ротационный нивелир может заменить два предыдущих вида изделия, то они не способны выполнить те функции, которые присущи для последнего варианта.

Нивелир: для чего нужен?

Основные отрасли применения этого устройства:

• получение геодезических данных для составления карт и аналогичных материалов;
• проработки и проектирования объектов, размещающихся с высокой точностью (опорные столбы, инженерные сооружения, мостовые конструкции);
• техническая поддержка при фактическом строительстве (служит для проверки размеров и снижения отклонений);
• выравнивание значительных площадей и получение ровных котлованов (под фундамент требуется исключительно ровное основание);

• анализ и прогнозирование пространственного положения здания или сооружения (в основном – на предмет появления проседания);
• для внутренней отделки помещений с целью получения минимальных погрешностей при создании чистовых поверхностей потолков и полов.

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.

Как пользоваться нивелиром ротационного типа

Чтобы произвести измерения ротационным уровнем, понадобится для начала правильно установить прибор. Он крепится посредством штатива или штанги (в помещении), и перед началом его включения, следует обязательно произвести выравнивание. Принцип выравнивания заключается на выставлении нивелира по водному уровню, встроенному в конструкцию инструмента. Высокоточные измерители также дополнительно имеют опцию автоматической настройки.

После настраивания расположения прибора, можно приступать к его включению. После включения загорается светодиод, луч свечения которого бывает красного или зеленого цвета. Одновременно происходит вращение подвижной головки, в которой располагается светодиод. Если меняется место расположения инструмента, то требуется предварительно повторить процедуру выравнивания уровня.

Это интересно! Линейный лазерный уровень способен строить горизонтальные и вертикальные плоскости за счет специальной системы призм, однако такой прибор не способен обеспечить построение плоскостей на отдаленном расстоянии в отличие от ротационных. Именно поэтому для внутренних работ применяются точечные и линейные уровни, а для наружных преимущественно ротационные или вращающиеся устройства.

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:

• Геометрическое — данный способ основан на принципах работы нивелиров или реек (об этом мы расскажем в данной статье более подробно);
• Тригонометрическое нивелирование производится с помощью угломерных приборов (теодолитов или тахеометров);
• Барометрическое — как известно, атмосферное давление сильно зависит от высоты расположения объектов. Вполне логично, что барометры при данном способе — главные помощники;
• Гидростатическое — способ основан на свойстве воды находиться в сообщающихся сосудах на одном уровне;
• Спутниковое — нивелирование основано на измерении времени прохождения отраженного сигнала;
• Радиолокационное — способ, как и предыдущий ловит реакцию на преграду радиосигналов.

Под каждый вид нивелирования человечество предусмотрело конкретные приборы. Процесс их модернизации, повышения точности измерений и удобства использования продолжается и поныне.

Основные геометрические условия

Для работоспособности оптического нивелира требуется соблюдение геометрических условий, предусмотренных конструкцией самого прибора. Геометрическая схема прибора, в упрощенном виде представлена на приведенном ниже рисунке.

Рис.2. Геометрическая схема.

Элементы геометрической схемы представляют совокупность невидимых вертикальных и горизонтальных линий основных узлов и деталей инструмента:

• (N – N) – вертикальная линия, представляющая ось круглого уровня;
• (V – V) – линия, изображающая вертикальную ось вращения прибора;
• (Z – Z) – визирный луч, проходящий через центр окуляра и объектива;
• (L – L) – горизонтальная ось цилиндрического уровня;
• (K – K) — вертикальная ось автоматического компенсатора.

Основные детали и конструкции оптических нивелиров геометрически связаны между собой и их элементами (осями). Все конструктивные геометрические условия приборов проверяются во время проведения поверок нивелира. К ним относятся:

• поверка круглого уровня, ее условие состоит в параллельности оси круглого уровня и невидимой оси вращения прибора;
• поверка сетки нитей, ее условие состоит в вертикальности оси сетки нитей;
• поверка по определению угла і, суть которой заключается в параллельности визирного луча и горизонтальной оси цилиндрического установочного уровня;
• поверка компенсатора, ее условие состоит в горизонтальности визирного луча.

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).