Виды и типы нивелиров

До сих пор некоторые профессиональные мастера используют в своей работе гидроуровень, но этот инструмент морально устарел, а его применение отнимает много усилий и времени. Оптический или лазерный нивелир за считанные минуты поможет узнать уровень углов любой конструкции. Если планируются разовые ремонтные или строительные работы, то целесообразно взять лазерный нивелир в аренду в качестве современной перспективы гидроуровню.

Есть несколько видов и моделей этого инструмента, которые отличаются функциональными возможностями и техническими характеристиками.

Дополнительные приспособления и инвентарь

Кроме самого прибора, для работы нам понадобится уже упомянутый штатив, а так же специальная мерная рейка, с нанесенными на ней делениями и цифрами. Деления представляют собой полоски чередующиеся черные или красные полоски шириной в 10 мм.

Цифры на рейке нанесены с шагом в десять см, а значение от нуля и до конца рейки в дециметрах, при этом числа выражены двумя цифрами. Так, 50 см обозначается как 05, число 09 обозначает 90 см, цифра 12 укажет на 120 см и т.д.

Для удобства, пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены еще и вертикальной полоской, так, что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной.

Старые модели приборов дают перевернутое изображение, и рейка к ним требуется специальная, с перевернутыми цифрами.

Вспомогательные приспособления к нивелиру

К нивелиру прилагается паспорт, где обязательно указывается дата его последней проверки и настройки или, как говорят геодезисты «поверки». Поверяют нивелиры не реже чем раз в три года, в специальных мастерских, о чем делается очередная запись в паспорте.

Кроме паспорта, в комплекте нивелира идет ключ для обслуживания и мягкая фланель для протирки линз и конечно защитный футляр, где он хранится. Модели с горизонтальным лимбом — угломером комплектуются отвесом для установки строго в нужной точке.

Оберегайте нивелир от ударов и толчков, даже когда он в футляре. Современные приборы оборудованы специальным устройством, осуществляющим точную подстройку по горизонтали, сильный толчок, внешне не оставивший ни малейшего следа, может повредить его тонкий механизм.

Критерии выбора нивелира

Существует несколько популярных видов нивелиров, использование каждого определяется списком задач, финансовыми возможностями потребителя, а также личными предпочтениями. Выбор разновидности прибора является главным критерием выбора нивелира.

  • Надежный механизм. Один из первых. До настоящего времени широко используется при проведении различных геодезических работ. Его все так же применяют проектировщики, строители и топографы.
  • В нем отсутствуют электроэлементы, которые могли бы повредиться от природных осадков или жары.
  • Снабжается триггером и геодезической рейкой.
  • Измерительные работы проводят два специалиста. Один работает с рейкой, выставляет ее на рельефной местности. Другой смотрит в оптическую трубу и записывает замеры в таблицу или тетрадь.

Цифровой (электронный) нивелир

  • Электронный нивелир – измерительный прибор, который с высокой точностью снимает отсчет по специальной штрих-кодовой рейке.
  • Достаточно навести нивелир на поверхность и нажать кнопку. На дисплее появятся данные измерения, причем их не нужно никуда заносить. Данные хранятся в памяти прибора. При необходимости их можно перенести на стационарный компьютер.
  • Цифровой нивелир сделан по принципу оптического. Конструкция оснащена программным обеспечением и памятью.
  • Электронный нивелир работает быстро и без ошибок. Стоит дороговато, поэтому применяется не очень часто.
  • Данный прибор наиболее популярен среди потребителей за объемный функционал, доступность и удобство. Он проецирует на поверхность луч, по которому сравнительно быстро и очень просто можно определить высоту, выполнить разметку.
  • Работе с нивелиром можно обучиться самостоятельно. У некоторых лазерных нивелиров существует автоматическое выравнивание. При неправильном положении происходит мигание луча или раздается звуковой сигнал. Как только прибор будет установлен ровно, эти сигналы прекратятся, и тогда можно будет смело делать замер.
  • Лазер, при помощи которого производится замер, направляется излучателем и проецируется несколькими способами. Существует 3 вида лазерных нивелиров: точечные, линейные, ротационные. Точечный нивелир: проекция луча на поверхности отображается в виде точки. Линейный нивелир: луч проецируется в виде горизонтальной или вертикальной линии на поверхности. По этой линии очень удобно выкладывать плитку, делать отметки для отверстий, выравнивать полы. Пользуется наибольшим спросом. И, наконец, ротационный нивелир: луч проецируется на 360 градусов ротацией излучателя. Такой нивелир – хороший помощник при установке пластиковых окон, при внутренней и внешней отделке.
  • Если лазерный нивелир предназначен для работы на улице, то его корпус имеет защитное резиновое покрытие и луч в этом приборе более сильный, который лучше различим в любую погоду, даже солнечную.
  • Отличаются разным рабочим диапазоном нивелира. Для ремонта в квартире понадобится аппарат с рабочим диапазоном 10м. Для ремонта магазинов, других помещений диапазон увеличивается до 20м. Для уличных работ используется лазерный уровень с приемником.
  • Лазерный нивелир дает очень маленькую погрешность при проведении замеров.
  • Работают от батареек. В этом их минус. Можно воспользоваться специальными аккумуляторами, которые питаются от электричества.
  • Для защиты глаз от лучей и лучшей контрастности существуют специальные очки.

Установка и выравнивание визира

Для начала необходимо установить штатив. Ослабив винты крепления телескопических ножек, треногу нужно выровнять так, чтобы верхняя площадка лежала в горизонтальной плоскости, здесь все делается «на глазок». Ножки нужно вдавить в рыхлый грунт, надавив ногой на упор, при этом расстояние между ними должно быть одинаковым. Высоту ножек нужно отрегулировать так, чтобы площадка штатива находилась на уровне груди, после чего затянуть винты.

Когда штатив установлен, на нем посредством центрального винта крепится сам нивелир. Он имеет две площадки: нижняя фиксируется к треноге винтом или иным штатным способом, верхняя покоится на трех регулировочных винтах. По сторонам образованного винтами треугольника расположены три цилиндрических пузырьковых уровня предварительной настройки. Вращая одну пару винтов, сначала нужно добиться, чтобы пузырек между ними стал точно между метками. После этого путем подкручивания третьего винта выставляются два других уровня. Индикатор точной настройки — круглый уровень — располагается на корпусе оптической трубы нивелира. Может потребоваться немного покрутить регулировочные винты, чтобы пузырек расположился точно в пределах круглой метки. Нивелир готов к работе.

Разновидности нивелиров

В настоящее время в продаже можно найти различные типы нивелиров, которые различаются своими характеристиками. В зависимости от точности таких приборов их принято разделять на три категории:

  1. Технические, погрешность которых может достигать 10 миллиметров.
  2. Точные — с погрешностью не более 2 миллиметров.
  3. Высокоточные — с допустимой погрешностью 0,5 миллиметров.

До недавнего прошлого востребованы были оптические нивелиры, однако сегодня наибольшей популярностью пользуются измерительные приборы, которые построены на электронной и лазерной технологии.

Лазерные нивелиры отличаются компактными размерами, а для использования такого прибора не требуются какие-либо профессиональные навыки. Сегодня наибольшую популярность подобные приспособления получили в строительстве, где с их помощью можно вычислять горизонтальность даже небольших по своему размеру поверхностей. Лазерные модели способны рисовать светящуюся четкую линию, наличие которой позволяет наглядным образом установить имеющиеся отклонения от горизонтали, что значительно упрощает выполнение необходимых расчетов.

Читайте также  Элитные кованые перила фото

Оптические приборы используют специальную конструкцию из многочисленных линз, что и позволяет строить максимально точное изображение, получая данные по горизонтальности поверхности. Такой измерительный прибор отличается простотой конструкции и легкостью в использовании. Он состоит из следующих элементов:

  1. Зрительной трубы.
  2. Подставки.
  3. Круглого уровня.
  4. Штатива или треноги.

Главное условие нивелира

Во время геометрического нивелирования превышение между точками получают как разность отсчётов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышение не более длины рейки, поэтому при больших превышениях в горной местности его эффективность падает.

Определение превышения заключается в визировании горизонтальным лучом с помощью нивелира и отсчета разности высот по рейкам. где — отсчет по задней рейке; — отсчет по передней рейке;

Точность отсчета по рейкам составляет от 1-2 мм (техническое нивелирование) до 0.1 мм (нивелирование I класса).

На рисунке показано нивелирование методом «из середины», также существует метод «вперед»

Тригонометрическое нивелирование

При тригонометрическом нивелировании превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальным проложениям). Тригонометрическое нивелирование позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость, но его точность ограничена из-за недостаточно точного учёта влияния на величины вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности.

Превышение определяется по измеренному теодолитом (кипрегелем, эклиметром) углу наклона линии визирования с одной точки на другую (α) и расстоянию между этими точками (S). Тригонометрическое нивелирование применяется при топографической съемке и других работах.

Барометрическое нивелирование

Превышение определяется по значениям атмосферного давления при помощи полной барометрической формулы

Гидростатическое нивелирование

Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах находиться на одном уровне вне зависимости от высоты расположения сосудов. Этот метод имеет высокую точность, позволяет определять разность высот между точками при отсутствии взаимной видимости, но измеряемая разность высот ограничена длиной наибольшей из трубок, соединённых шлангами.

Построение плоскостей

Вертикальное проектирование или построение плоскостей выполняется электронно-механическими прибором Зенит-прибором или лазерным уровнем.

Зенит-прибором (прибором оптического вертикального проецирования) переносят точки по вертикали. При возведении высоких зданий и сооружений положение стен и других элементов на каждом этаже проверяют от осей. Точки пересечения осей проецируют оптическим или лазерным лучом зенит-прибора . [1] .

Отметки проецируются с использованием принципа вращения лазерного луча и оптической системы, позволяющей развернуть луч в линию. Основное достоинство лазерного уровня — простота в работе, не требующая специальных навыков по настройке прибора, и возможность проведения работ только одним человеком. Такие уровни применяются в строительстве. Многие модели лазерных уровней имеют также возможность построения наклонных плоскостей и отвесных линий.

Для приведения нивелира в рабочее положение служат подъёмные винты подставки, для точного горизонтирования визирной оси при взятии отсчёта — элевационный винт.

Маркировка нивелиров, выпускаемых в России, состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида: 3Н2КЛ. Здесь цифра 3 обозначает модификацию прибора, буква Н — нивелир, цифра 2 — среднеквадратическая погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К — обозначает наличие компенсатора, Л — наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов (обычно с точностью порядка одного градуса).

Современные оптические нивелиры оснащены автоматическим компенсатором — устройством автоматической установки зрительной оси прибора в горизонтальное (рабочее) положение. В нивелирах с компенсатором цилиндрический уровень, параллельный оси зрительной трубы, может отсутствовать. В большинстве нивелиров также имеется круглый уровень для грубого горизонтирования инструмента.

Все оптические нивелиры имеют также нитяной дальномер для определения расстояний по рейке. Это связано с необходимостью контролировать равенство плеч при нивелировании способом «из середины».

По точности нивелиры делятся на высокоточные, точные и технические. Высокоточные оптические нивелиры снабжены микрометренной пластиной или съёмной насадкой для взятия отсчётов по штриховой инварной рейке. Для технического нивелирования, а также нивелирования III и IV классов точности обычно применяются шашечные рейки.

Помимо оптических, в последние годы получили распространение цифровые нивелиры. Они используются со специальной штрихкодовой рейкой, что позволяет автоматизировать взятие отсчёта. Цифровые нивелиры обычно оснащены запоминающим устройством, позволяющим сохранять результаты наблюдений.

В настоящее время существует терминологическая путаница понятий построитель плоскостей и Лазерный нивелир. Сам по себе такой прибор не является измерительным, т.е. нивелиром. Однако при наличии измерительной нивелирной рейки и достаточной стабильности указания уровня (в соответствии требованиями точности измерения для оптических нивелиров по ГОСТ 10528-90), эти приборы можно считать нивелирами. Если же требования по точности измерения, которые можно выполнить по проецируемой линии, не соответствуют этим требованиям, подобные приборы следует считать лазерными уровнями (большинство бытовых приборов), что соответствует функциям строительных уровней согласно ГОСТ 9416-83 по проверке горизонтальных и вертикальных плоскостей, но не измерению разности высот!

Необходимость в нивелировании возникает при выполнении геодезических работ в самых разных направлениях. Эти приборы применяются в строительстве, при выполнении дорожных работ, геологоразведке, геодезии, картографии и топографии, при ведении монтажных работ в любых отраслях промышленности. Практически всегда при выполнении подобных задач необходимо обеспечить горизонтальную плоскость или определенный уровень уклона, в чем и помогает геодезический нивелир. Этим обуславливается значительная востребованность данных приборов на современном рынке.

Нивелир – прибор высокого уровня точности.

Нивелир является одним из самых старых видов геодезических приборов, применяемых человеком. Его принцип действия остался неизменным практически со времен Древнего Египта. Однако сегодня все более высокие требования предъявляются к классу точности и функциональности данных приборов. Поэтому технологии производства нивелиров становятся все более совершенными и эффективными.
Современные приборы для нивелирования должны обеспечивать максимально точное, простое и быстрое определение разницы высот. Кроме этого, они должны быть простыми и удобными в эксплуатации. Основные требования, предъявляемые сегодня к нивелирам:
• максимальная точность измерения;
• небольшой вес и компактная конструкция;
• простота в эксплуатации;
• возможность сохранения данных на разных носителях;
• высокая надежность и устойчивость к внешним воздействиям;
• выгодная стоимость.

В зависимости от разных классификационных признаков нивелиры подразделяются на несколько разновидностей. Так по классу точности разделяют следующие виды нивелиров:
• высокоточные – точность менее 1 мм;
• технические – точность от 1мм до 2.5 мм.

У нас можно купить нивелир Trimble Dini в двух исполнениях: 0,3 и 0,7 (среднее квадратичное отклонение на 1 км двойного хода: 0.3 мм и 0,7 мм соответственно для разных нивелиров)

В нивелире Trimble Dini лучшим образом учтены требования к приборам для современного топографо–геодезического производства: экономическая эффективность при высокой точности, удобство в работе, надежность и цифровой вид предоставления данных. Нивелир Dini обладает рядом технических новшеств: улучшенная система автоматического считывания по рейке со специальным штрих-кодом, точное измерение расстояний, память на 30000 строк для хранения данных, бесконечный винт тонкой наводки и компенсатор.

Благодаря высокой точности, а так же компенсатору и автоматическому вводу атмосферных и инструментальных поправок в результаты измерений, цифровые нивелиры серии Dini позволяют проводить работы по нивелированию 2 класса точности. Возможность измерения расстояний позволяет быстро выравнивать плечи в нивелирных ходах вперед и назад, обеспечивая высокую надежность результатов, и оптимизируя распределение ошибок. Простой технологический процесс и удобный интерфейс меню, позволят вам быстро освоить работу с прибором и эффективно его использовать. Работая с нивелиром Dini, Вы можете сэкономить до 50 процентов временных и материальных затрат, благодаря тому, что использование нивелира Dini исключает личные ошибки человека (ошибки при считывании, ошибки записи, ошибки расчетов); все измерения и вычисления производятся автоматически и быстро.

Читайте также  Как подключить двойной выключатель 4 провода

Программное обеспечение нивелира Trimble Dini имеет различные функции измерений: передача высот, разбивочные работы, нивелирование пикетов, контроль при проложении нивелирных ходов. Цифровой нивелир Dini для сохранения данных использует внутреннюю память, а для обмена данными с компьютером – RS232С порт. Для уравнивания отдельных ходов и нивелирных сетей данные могут быть загружены в специальное программного обеспечение: Trimble Geomatics Office, CREDO. Вы можете забыть о проблемах передачи данных и их преобразовании в разные форматы. Также прибор может быть укомплектован программным пакетом Terramodel Field Data, который позволяет производить импорт и экспорт данных, делать вычисления, строить поверхности и планы, проектировать дороги, вычислять объемы и создавать модели местности в виде цифрового видео-фильма для работ по ландшафтному проектированию.

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.

В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.

Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.

По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:

  • Технические приборы, маркировка Н-10, Н-12 и т.д.;
  • Точные приборы, маркировка от Н-3 до Н-9;
  • Особо точные приборы, маркировка от Н-05 до Н-2.5.

Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ.

Правила проведения

Произведенные промышленным способом нивелиры имеют метрологические свидетельства с отметкой о заводской поверке, гарантирующей корректную в течение года работу прибора при выполнении условий эксплуатации.

Повторная поверка оптического нивелира должна производиться не реже одного раза в течение межповерочного интервала. Госстандарт РФ в рекомендательном порядке определяет межповерочный интервал различного рода нивелиров длительностью не более одного календарного года.

Проверки технических характеристик устройств при определенных навыках можно выполнять самостоятельно, что, впрочем, не дает полноценной гарантии их качества. Квалифицированные специалисты компаний, имеющих государственные лицензии на выполнение метрологических работ, в том числе поверок и юстировок, выполнят необходимые процедуры и оформят свидетельство государственного образца. Свидетельство должным образом подтверждает соответствие прибора заказчика заявленным изготовителем характеристикам, что зафиксировано штампом проверяющей организацией с указанием даты и места проведения.

Прибор, не прошедший поверку, должен быть выведен из эксплуатации с соответствующей отметкой в техническом паспорте, так как выполняемые им измерения не будут иметь требуемую точность.

Стоимость проведения процедуры поверки одного прибора варьируется от 1500 до 2000 рублей.