No Image

Как работает нивелир оптический

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 декабря 2019

Нивелир – это прибор, используемый для проведения геодезических измерений. Применяется при строительстве зданий, дорог, технических сооружений и других объектов. Основным его назначением является измерение перепада уровня высоты между областями/уровнями объекта строительства. Например, с его помощью измеряют разницу между высотой сторон фундаментов, армирующих поясов зданий и других элементов конструкций, обустройство которых требует повышенной точности. Перед использованием требуется подготовка прибора – приведение в рабочее положение его отдельных рабочих узлов.

Установка штатива

Чтобы добиться наилучшего результата при проведении измерений с помощью нивелира, необходимо научиться пользоваться этим прибором. Работа с ним начинается с установки штатива. Основными критериями, определяющими нормы рабочего положения штатива, являются:

  • вертикальный уровень;
  • горизонтальный уровень;
  • устойчивость.

Наличие вертикального уровня в положении штатива на местности позволяет снизить погрешность конечного результата измерений. Эта погрешность может выражаться в нарушении горизонтального уровня. Таким образом, вертикальный уровень штатива влияет на отображение горизонтального уровня в окуляре нивелира.

Горизонтальный уровень расположения штатива определяется по наклону верхней посадочной площадки. Наличие отклонения ее поверхности от линии горизонта на угол, значение которого превышает допустимое, может привести к изменению вертикального уровня, отображаемого в окуляре прибора.

Устойчивость положения штатива – фактор первостепенной важности. В зависимости от состояния поверхности, на которой располагается штатив, должны быть приняты меры по обеспечению его устойчивости. В рамках этих мер грунт или другая поверхность проверяется на предмет рыхлости, наличие ям, трещин или других недостатков. Необходимо проверить устойчивость каждой опоры штатива: ни одна из них не должна проваливаться в почву, съезжать в сторону или каким-либо другим образом менять свое положение.

При выявлении степени устойчивости важно брать в расчет дополнительные нагрузки: во время проведения измерений нивелир будет вращаться на посадочной площадке. Усилия, прикладываемые для его вращения, не должны сдвигать штатив с места положения.

Выполнить правильную установку штатива поможет знание его устройства. Он состоит из следующих элементов:

  • посадочной площадки;
  • регулировочных винтов;
  • опорных ножек (3 шт.);
  • зажимов;
  • опорных наконечников.

Посадочная площадка – это плоскость, расположенная в верхней части штатива. Она снабжена пазами с соединениями резьбового типа, различными зажимами и винтами регулировки. Под ней действует поворотный механизм, который позволяет вращать нивелир без смещения уровня его положения. Эта площадка соединяет между собой опоры штатива.

Регулировочные винты работают в сочетании с площадкой и с другими частями штатива. С их помощью можно менять положение посадочной плоскости в пространстве. Они позволяют добиться правильного уровня её расположения – её параллельности горизонту. Некоторые из винтов регулировки служат для фиксации положения. Их используют после завершения регулировки площадки. Их наличие позволяет ограничить её самопроизвольное движение и исключить отклонение от горизонта.

Опорные ножки штатива – основные элементы его конструкции. Они закреплены в одной области – под посадочной площадкой, и расходятся в сторону лучами. Их вылет в стороны ограничен механизмом крепления и ремнями, соединяющими их средние части. Каждая из ножек является телескопической. Выдвижение и фиксация положения колен опор осуществляется благодаря зажимам.

Зажимы – простые механизмы, расположенные в точках сочленения колен ножек. Они работают по рычажному принципу, что позволяет одним движением ослабить зажим или зафиксировать его. Такое решение для данного узла конструкции штатива является оптимальным, так как винтовые зажимы, которые использовались в более ранних модификациях, требовали больше времени и усилий для использования.

Наличие телескопических опор и рычажных зажимов на них позволяет повысить эффективность установки штатива даже на пересеченной местности. При необходимости одну или несколько опор можно выдвинуть лишь на часть, а оставшиеся расправить на полную длину.

Опорные наконечники штатива представляют собой заостренные металлические концы, оснащенные небольшим «эфесом», который препятствует глубокому проникновению наконечника в почву. Наличие этих наконечников с ограничителем повышает статичность конструкции. На гладкой поверхности заостренные концы не дают опорным ножкам скользить, что предотвращает смещение нивелира.

На мягкой и сыпучей поверхности наконечники погружаются в почву, но ограничитель препятствует этому погружению, контролируя его глубину. Это позволяет избежать случайных просадок одной или нескольких опор одновременно. Часто наконечники снабжены «лапками», которые служат для нажатия на них подошвой ноги. Таким образом, наконечники вдавливаются оператором прибора в почву на нужную глубину.

Настройка нивелира

Нивелир является оптическим прибором. Для его правильной работы важно его положение в пространстве. Чтобы его отрегулировать, предусмотрены специальные механизмы. В строительстве чаще всего используются нивелиры со встроенными пузырьковыми уровнями, регулировка с ориентацией на которые позволяет добиться правильного расположения.

Для наиболее эффективной регулировки нивелир снабжён тремя винтами, меняющими положение прибора по трем осям: X, Y и Z. Вращая эти винты поочередно можно добиться правильного положения. При проведении регулировочных манипуляций важно уделять внимание положению пузырьков воздуха в колбах с жидкостью. Для достижения наилучшего результата они должны быть расположены между ограничительных линий.

В верхней части прибора располагается круговой пузырьковый уровень. На его колбе размечены две окружности: большая и малая. После выставления нивелира «в уровень» пузырек должен находиться строго по центру малой окружности. Эта процедура является самым сложным этапом в настройке нивелира. Чтобы облегчить её выполнение, нужно устанавливать штатив максимально в «уровень», так как запас свободной регулировки прибора при помощи трех винтов ограничен. Следующим этапом настройки нивелира является регулировка его оптической линзы.

Фокусировка

Проведение манипуляций фокусировки обеспечивается наличием на приборе нескольких регулировочных элементов:

  • кольца окуляра;
  • фокусировочного винта;
  • наводящего винта.

Кольцо окуляра служит для фокусировки взгляда на сетке нитей. Сетка нитей – это разметка, которую видит глаз через окуляр нивелира. Она состоит из вертикальной линии и нескольких горизонтальных. Измерения снимаются по самой длинной горизонтальной линии. Её пересечение с вертикальной полосой является отправной точкой для измерений, что дает возможность избежать выставления горизонта при проведении расчетов средней значимости.

Читайте также:  Как правильно и вкусно приготовить фаршированный перец

Фокусировочный винт – регулятор фокуса, с помощью его настраивают фокус на самом объекте измерений. Любой нивелир используется вкупе с измерительной рейкой, что делает её этим объектом. После появления в трубке окуляра четкого отображения сетки нитей необходимо крутить фокусировочный винт до тех пор, пока изображение рейки, расположенное за сеткой нитей, станет четким. При вращении регулятора фокуса происходит перемещение линзы внутри трубы окуляра, что содействует приближению или удалению изображения. Производить коррекцию фокуса необходимо перед каждым снятием данных.

Наводящий винт вращает нивелир вокруг своей оси, позволяя перевести его объектив в нужное положение. В этом положении вертикальная линия разметки должны находиться по центру измерительной рейки.

Для повышения точности результатов необходимо знать, как правильно снимать показания прибора, что они означают и как производить коррекцию результата на их основе.

Измерение и фиксация значений

Измерение через нивелир производится путем выбора точки отсчета и последующей коррекции значений положения других точек на основе данных об исходной точке. Пример: измерительная рейка устанавливается на самую высокую точку измеряемой плоскости. Затем производится наведение нивелира на шкалу рейки.

Для удобства снятия показаний рейка перемещается вверх или вниз так, чтобы перекрестие линий в объективе встало на целое число, указанное на шкале рейки. Данное значение фиксируется. После этого рейка переносится на другую точку измерения. В новом положении необходимо найти зафиксированное значение на шкале – оно должно также совпасть с перекрестием объектива. После совмещения этих показателей, нижний край рейки станет точкой, по которой будет выставляться отметка.

В большинстве случаев такие отметки проставляются на реперах – специальных конструкциях, между которыми протягиваются строительные шнуры (применяются, например, при заливке фундаментов или кладке кирпичных стен). В зависимости от показателей совмещения перекрестия нивелира и значения шкалы рейки может понадобиться перенести репер или сместить его по вертикальной оси. В конечном итоге все ключевые точки отмечаются по нижнему краю рейки и совпадают с первой точкой отсчета по показателям уровня.

Нивелир позволяет выставлять измерительные точки на один уровень на больших площадях, что невозможно сделать с применением каких-либо других измерительных приборов. Расстояние, которое может ограничивать действие прибора, определяется его техническими возможностями и характеристиками линзы. Кроме того, нарушить процесс измерения может неправильно подобранная высота установки штатива. Если имеет место превышение допустимой высоты положения, а измерения необходимо провести в низине, длина измерительной рейки может оказаться недостаточной. Это приведет к тому, что в объективе нивелира будет отсутствовать линейка – провести замеры будет невозможно.

Если соблюдать базовые правила использования нивелира, можно добиться положительных результатов в съемке измерений. Это повлияет на конечное качество выполняемой работы.

При этом необходимо избегать распространенных ошибок, способных снизить эффективность прибора.

Возможные ошибки

Самой распространенной ошибкой при использовании нивелира является его неправильная установка. Пренебрежение даже малыми отклонениями от уровня может привести к значительным погрешностям в дальнейшем производстве работ. Чем больше расстояние измерения, тем больше будет отклонение от точного значения.

Еще одна ошибка – неправильный выбор чисел на шкале рейки. Выбираются лишь целые числа, без долей. Такая ошибка усложняет последующее сравнение выбранного числа с последующими показаниями. Дробные значения сложнее сопоставить друг с другом.

Отсутствие постоянной дорегулировки может привести к постепенному нарастанию погрешности, которая будет незаметна на начальных этапах. В дальнейшем это отрицательно скажется на качестве проводимых работ, что в итоге может угрожать безопасности при эксплуатации объекта.

Далее смотрите видео с советами о том, как правильно работать с нивелиром.

Планируя освоение пустыря для стройки, вам может понадобиться лазерный или оптический нивелир, инструкция по использованию и выбору данного прибора представлена чуть ниже, также мы предлагаем еще много интересных данных и об устройстве этого приспособления.

Работа с оптическим нивелиром – взгляд в прошлое этого прибора

Само слово «нивелир» произошло от французского «niveler» и означает не что иное, как «выравнивать». В современной жизни оптико-механическим прибором пользуются для геодезических работ наравне с оптическим теодолитом. Без данного устройства не выполнить многие строительные задачи. Он помогает выровнять площадку для возведения зданий и сооружений. Также это хороший помощник для многих земельных работ. С его помощью определяется разность высот между несколькими отметками на местности. Оснащен прибор не только зрительной трубой, но и цилиндрическим уровнем (часто вместо него может быть установлен компенсатор). Благодаря уровню, можно привести главную ось в основное горизонтальное положение.

Впервые в нашей стране данные приборы появились в XIX веке. Русским ученым и, к тому же, геодезистом было продумано все до мелочей, приборы отличались хорошей точностью. До этого существовало нечто подобное в европейских странах, но те приспособления были без оптической трубы, затем Иоганном Кеплером были сделаны дополнения, и облик самого нивелира был изменен. Но все равно первые нивелиры зарубежных производителей в работе были не совершенны. Цель первых приборов девятнадцатого столетия – создать высотную основу. Потом со временем многие инженеры разных стран вносили изменения, и нивелир с годами становился удобным и простым в работе.

Устройство оптического нивелира и особенности поколений приборов

Сегодня есть разные приборы-нивелиры. Все они имеют свои достоинства и недостатки. Выбирая, надо учитывать стоимость, комплектацию, эксплуатационный срок. Выделяют оптические, цифровые и лазерные инструменты. Наибольшую популярность на сегодняшний день получил оптический нивелир. Их также имеется несколько видов. Основное различие – в главных частях: в зрительной трубе, уровне, а также в подставке. Обычно уровень крепится вместе с трубой, которая в свою очередь находится на подставке, которая может быть складной или наоборот – жестко приделанной.

Читайте также:  Как можно избавиться от травы

Самыми удобными считаются приборы, где есть самоустанавливающаяся линия визирования. Это одни из самых современных нивелиров, которые оснащены компенсатором с автоматическим устройством, что позволяет точно установить горизонтальную ось во время работы.

Устройство нивелира оптического старого образца включало зрительную трубу, на ней был расположен цилиндрический уровень. Установке нужного положения зрительной системы помогали элевационные винты. Также имелся круглый уровень, микрометренные и закрепительные винты, что создавали вращения, подставка и три подъемных винта. Современный же нивелир имеет более сложную конструкцию и большее количество деталей, и каждая деталь на приборе имеет свое предназначение и принцип действия, поэтому работа с оптическим нивелиром иногда непонятна при первом беглом знакомстве.

Одно из важных устройств прибора – зрительная труба. Работает по принципу свободных вращений по горизонтальной плоскости. Ее главная функция – наводить всю систему на объекты съемки. К самому чувствительному устройству на приборе относится цилиндрический уровень. Его предназначение – определять точность при ориентировании нивелиров на отвесе. В этом деле хорошим помощником будет пузырек, который находится в «ноль-пункте». С его помощью всегда можно точно определить горизонтальную ось.

Имеющаяся подставка и три винта под ней необходимы для того, чтобы регулировать высоту расположения. Называется подставка трегером. Есть и такая деталь, цель которой отвечать за однозначное ориентирование. Это все относится к элевационному винту. С его помощью определяется параметр. Для этого визирная линия у прибора приводится в горизонтальное положение. Основное преимущество современных оптических нивелиров – они оснащены компенсатором. Его задача – поддерживать инструмент во время работы в горизонтальном положении. Благодаря чему погрешности исключаются, даже если прибор будет наклонен.

Как выбрать оптический нивелир – определяемся с классами инструмента

Определяясь с задачей, как выбрать нивелир, надо учитывать, какая требуется точность измерений. А зависеть это будет от уровня проводимой геодезической работы. В нашей стране нивелиры подразделяются на несколько классов. Если требуется главная высотная основа, то тогда это 1 и 2 классы приборов. Если необходимо выполнить работы с наивысшей точностью, нужны приборы 1 класса. Высокий результат можно получить только с самым современным геодезическим прибором. Именно они позволяют воспользоваться соответствующими методами измерений.

Новейшие технологии, которые используются при создании приборов 1 класса, помогают не только избегать стандартных и наиболее частых ошибок, но и небольших погрешностей во время работы. Это все относится к высокоточному оптическому нивелиру. Данный прибор оснащен плоскопараллельной пластинкой, а это его основной составной элемент. Также имеется компенсатор или похожая деталь, которая является контактным уровнем. Часто это пузырек, который всегда можно различить во вращающейся зрительной трубе. Все это приборы вида Н-05, NI-002 и NI-004.

Нивелиры класса 2 тоже выполняют качественные работы. Они также относятся к высокоточным оптическим нивелирам и имеют плоскопараллельные пластины. Оснащены приборы и компенсаторами (Т-контактным уровнем). Чаще их используют там, где нужен необходимый уровень точности. Это такие приборы, как Н1, Н-05, NI-002, NI-004 и NI-007. Приборы класса 3 – тоже оптические, только со встроенным компенсатором. Приборы класса 4 – бывают либо только с уровнем, либо только с компенсатором. Их обычно используют там, где точность не особа важна, нужно лишь примерно расставить черные и красные отметки.

Нивелиры предлагаются на сегодняшний день от многих производителей. В основном, это хорошие и качественные приборы для многих строительных работ. Они легко и быстро устанавливаются на штатив. Имеющийся крупный визир позволит повысить качество работы. Нивелиры оснащены лучшей оптикой, имеется и горизонтальный лимб, который нужен для угловых измерений. Бесконечные винты помогут навести прибор наиболее точно, а встроенный компенсатор обеспечивает наивысшую точность самого измерения.

Как работать с оптическим нивелиром – основные этапы

Когда база знаний о приборе немного пополнилась, пора узнать, как пользоваться оптическим нивелиром.

Как работать с оптическим нивелиром – пошаговая схема

Шаг 1: Подготовка прибора

В первую очередь нивелир надо привести в рабочее состояние. Для этого используют контактный и цилиндрический уровни. Далее наводится зрительная труба на линию черной отметки, она находится на задней стороне рейки. Приводим пузырек в "ноль-пункт" уровня (это можно сделать, используя подъемные и элевационные винты). Только потом при помощи дальномерных или средних штрихов можно снять отсчет. Далее можно произвести съемку.

Шаг 2: Съемка

Для этого наводится зрительная труба на линию черной отметки (передняя черная сторона рейки), а также на красную отметку (передняя красная сторона рейки). Заканчивать надо по черным отметкам задней части на рейке. Все наблюдения фиксируются в журнале. Лучшим вариантом будет, если имеется специальное запоминающее устройство регистратора. Если в конце работы замечена разница в 5 мм, всю работу нужно повторить. Идеально, если изменить высоту прибора хотя бы сантиметра на 3. Когда работы идут к концу, необходимо выполнить расчет невязки. Она выполняется по линии, находящейся между исходными реперами. Значение не может быть более 20 мм. И опять же, главное правило инструкции, как работать с оптическим нивелиром, гласит, что все результаты должны отмечаться в журнале.

Устройство нивелира

Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением.

Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:

  • крепления на штативе;
  • выставления оптической оси нивелира в строго горизонтальное положение, для чего станина имеет три регулируемые по высоте «ножки» и один или два (в моделях без автоматической подстройки) пузырьковых уровня;
  • точной наводки по горизонтали, которую осуществляют парными или одиночным маховичком.

У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.

Читайте также:  Как определить глину для печи

С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.

Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.

При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).

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.

Принцип действия нивелира. Установка прибора

Принцип работы нивелира предельно прост: оптическая ось прибора располагается строго горизонтально и не отклоняется при вращении прибора, постоянно находясь в одной горизонтальной плоскости.

Рассмотрим более подробно, как это качество можно использовать на практике.

Работу начинаем с установки прибора. Раздвигаем, и устанавливаем штатив. При работе на мягкой почве вдавливаем в нее острия, которыми заканчиваются «ноги» штатива.

Регулируя длину «ног», выставляем штатив на удобную для работы высоту, стараясь, чтобы его верхняя площадка, куда ставится нивелир, располагалась горизонтально.

Извлекаем из защитного футляра нивелир и устанавливаем его на штатив, закрепляя винтом штатива.

Теперь необходимо выставить нивелир так, чтобы его оптическая ось расположилась строго горизонтально. Для этого инструмент снабжен круглым пузырьковым уровнем, расположенным на станине. Вращая верньеры на ножках прибора, выставляем воздушный пузырек строго в центр уровня (см. рис.1).

Теперь, как бы мы не вращали трубу прибора, оптическая ось будет располагаться горизонтально.

Работа с нивелиром на стройке

Определение превышения точек

Как устанавливать инструмент мы разобрались, теперь рассмотрим, как определять с помощью нивелира разность высот двух и более точек. Для этого нам понадобится рейка и помощник, который будет рейку держать и переносить туда, куда нужно.

Выбираем первую точку измерения (обозначим ее «а»), на которую помощник ставит рейку по возможности вертикально. Вертикальность можно корректировать по вертикальной риске визирной сетки, подавая соответствующие сигналы помощнику.

Наводим прибор на рейку, сначала приблизительно, пользуясь «прицелом» сверху трубы. Смотрим в окуляр и, вращая маховик, добиваемся четкой видимости рейки.

Снимаем показания. Для этого смотрим, между какими значениями рейки оказалась горизонтальная линия визирной сетки, добавляем к нижнему значению количество сантиметровых делений между линией значения и линией визира прибора (или, если это удобнее, вычитаем из верхнего значения).

К примеру, риска легла чуть больше чем на три деления выше цифры 15. Нужно записать в блокноте значение 153, округляя до сантиметра в большую или меньшую сторону.

Даем команду помощнику перенести рейку на следующую точку («б») и снова выполняем замеры. Допустим, на рейке мы увидели значение «18» а наша риска чуть-чуть не добралась до «буквы Е», которая соответствует пяти делениям (сантиметрам). Значение высоты будет равно 185. Записываем его.

Поскольку горизонт нивелира неподвижен, а двигается рейка, то чем она ниже, тем больше значение мы увидим в объективе. Вычитаем: 185-153=32 Точка «б» ниже точки «а» на 32 сантиметра.

Определение превышения точек

Перенесение отметки

Разберемся, как перенести с помощью нивелира высотную отметку. К примеру, нам нужно сделать репер, ориентируясь на который, экскаваторщик будет копать котлован, глубиной на два метра ниже отметки пола здания. Значение высоты пола, нам и нужно указать экскаваторщику.

Устанавливаем рейку на реперной проектной точке, высота которой соответствует проектной высоте пола здания, то есть ноля, берем отсчёт. При самостоятельной разработке проекта либо при → привязке к местности уже существующего проекта высота этой точки выставляется с помощью колышка либо на какой-то неподвижной поверхности (кирпичный забор, дерево, столб и т.д.) устанавливается метка. Либо такие реперы (метки) выставляет геодезист, сопровождающий стройку. Пусть, к примеру, получилось 162.

Непосредственно у места будущего котлована, вбиваем колышек и, поставив рейку вплотную к нему, снова снимаем значение, пусть оно будет равно 179. Разница составит 17 сантиметров. Откладываем 17 см от низа рейки вверх по колышку, отмечаем значение риской маркера или карандаша. Вбив рядом еще один колышек, чтобы его верх совпал с риской, получим хорошо видимый ориентир, после чего колышек с риской можно убрать.

Нивелир, рэпер и балтийская система высот

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector