Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками

Нивелир один из самых используемых оптических измерительных приборов в геодезической, производственной и строительной отраслях. С их помощью определяются разности высот между различными точками на поверхностях земли или инженерных сооружениях. Для правильных высотных измерений важно иметь исправный оптический нивелир. И поэтому необходимо производить периодические поверки этих инструментов.

При изготовлении оптические нивелиры обязательно проверяют на заводах изготовителях и делают отметки об этом в паспорте прибора. Это ничуть не говорит о том, что поверки нивелирам не нужны. Наоборот, если можно так сказать, для уверенности в своем напарнике рекомендуется поверить прибор в метрологической службе. После этого геодезистам самим придется убедиться в этом, выполнив лично основные из поверок перед началом его использования.

Поверки круглого уровня

В нивелирах, да и других геодезических приборах, полевые измерения производят, как правило, относительно определенных точек отсчета. Таковыми можно считать отвесные линии. Так вот, контролем отвесности положения нивелиров служит круглый уровень, точнее его воздушный пузырек, который обязан находиться в центре ампулы. Обычно корпус нивелира выставляют в положение, при котором он будет находиться вдоль двух подъемных винтов. Их вращением выставляют пузырек посередине ампулы круглого уровня в направлении третьего подъемного винта. После чего этим винтом выводят пузырек к центру ампулы, периодически поправляя его положение двумя другими винтами. Такую процедуру проделывают, пока пузырек не установится в центральном положении внутри ампулы уровня.

Проверкой того, что пузырек будет находиться по центру, будет разворот корпуса нивелира под 180 градусов. Вероятно, пузырек сместится с центра и отклонится за линию окружности, за которую не должен смещаться. Тогда требуется визуально определить расстояние смещения пузырька от центра. И половина его величины устранить вращением подъемных винтов. При этом, в зависимости от направления его смещения, выбирать каким именно подъемным винтом это осуществлять. Вторую половину значения отклонения пузырька исправляют юстировочными винтами. Затем поверку повторяют пока пузырек не будет находиться по центру уровня.

Особенности проведения юстировки

При проверке предстоит следить за тем, чтобы ось круглого уровня располагалась параллельно по отношению к оси вращения инструмента. Пузырь на круглом уровне необходимо привести в центральную точку кружка, использовать при этом нужно подъемные винты, верхняя часть инструмента должна быть повернута вокруг оси на 180°. При соблюдении условия, при котором пузырь окажется в центре, работу можно считать выполненной.

В ином случае исправительные винты позволят переместить пузырь к центральной части на половину отклонения, тогда как винты помогу привести его в начальную точку «0». Для того чтобы проконтролировать правильность проведения работ, поверку необходимо повторить и сверить результаты. Перед тем как провести еще одну поверку, заблаговременно необходимо привести ось инструмента в вертикальное положение.

Проверяя нивелир, необходимо следить за тем, чтобы горизонтальная нить сетки оказалась расположена под углом в 90° по отношению к оси вращения. Среднюю нить нужно навести на хорошо просматриваемую отметку, которая находится в 25-30 м от инструмента, после чего с помощью наводящего винта аккуратно начать вращать трубу. Нить не должна выходить за пределы выбранной отметки. Гарантия данного условия обеспечивается заводом-производителем. Если нивелир не соответствует этому условию, то предстоит ослабить винты, которые удерживают сетку и корпус трубы, затем сетку можно будет установить в требуемое положение.

Когда юстируется нивелир, необходимо удостовериться в том, что ось цилиндрического уровня располагается параллельно по отношению к визирной оси трубы. Проанализировать это условие можно, применив двойное нивелирование линии с обоих концов. Линия, длина которой равна 50 м, должна быть зафиксирована кольями. Процесс поверки и юстировки нивелира в этом случае предполагает установку инструмента в подготовленной точке А, при этом окуляр следует расположить над колышком, ось вращения необходимо привести в отвесное положение, применяя круглый уровень, это позволит определить высоту прибора (i1).

B точке В нужно установить рейку, чтобы сделать по ней отсчет b1, заблаговременно элевационным винтом предстоит установить пузырь цилиндрического уровня на начальную о, это указывает на необходимость сопрячь обе его половинки. При расположении визирной оси и оси цилиндрического уровня в положении, которое отличается от параллельного по отношению друг к другу названных элементов, при отсчете b1 будет получена ошибка х. Если данная величина не превышает 4 мм, то поверка не будет предполагать проведения дальнейшей юстировки.

Поверки сетки нитей

Заключаются в проверке геометрического условия части оптической системы нивелира. Ее суть состоит в том, чтобы соблюдалось условие параллельности вертикальной сетки, оси вращения корпуса нивелира и отвесной линии.

Для всех типов нивелиров такие поверки проводятся следующим образом. На удаленном расстоянии около двадцати пяти метров от нивелира подвешивается утяжеленный шнуровой отвес. Сам прибор после выполнения предыдущей поверки естественно находится в рабочем состоянии. Зрительная труба нивелира обязательно наводится в сторону нитяного отвеса. Наводящим винтом нивелира вертикальная нить точно фокусируется и совмещается со шнуром отвеса. По всей длине объектива она должна совпадать с линией отвеса. Если сетка нитей смещена более значения 0,5 миллиметра, требуется корректировка ее положения. Исправление производится после открепления винтов сетки нитей, находящихся под отвинчивающимся колпачком в районе окулярной части нивелира. Верхние винты открепляются ориентировочно на один полный оборот, а любой из горизонтальных винтов на половину или три четверти оборота винта. После чего аккуратно вся оправа сетки нитей поворачивается в направлении вертикальности, что визуально проверяется в окуляр. Закрепительные винты закручиваются в обратном порядке, и в окуляр окончательно наблюдается совмещение вертикальной нити с линией шнура отвеса. После достижения вертикальности сетки нитей защитный колпачок закручивается на свое место.

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.

Как пользоваться нивелиром и рейкой

Нивелир – только часть комплекта для замеров уровня. Дополняет его специальная рейка – из дерева, алюминиевого сплава или пластика. Выглядит так, что ошибиться невозможно: шест прямоугольного сечения с нанесенными отметками, буквами и цифрами красного и черного цветов.

Этот инструмент предназначается для работы в качестве «линейки». После установки на обследуемую точку определенные его уровни высоты служат для обеспечения точности промера. Из этого соображения и нанесены отметки: сегменты размером 10 см, разбитые на участки белого и черного цветов по 1 см каждый. С обратной стороны имеются деления в 1 мм – для увеличения точности. Закрепление высоты производится бегунком – элементом, перемещающимся по рейке.

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 отрегулировать лазерный уровень на точность

Калибровку нивелира начинают с регулировки вертикального луча. Затем подкручивают горизонтальную направляющую и устанавливают угол в 900. Этапы работ следующие:

1. На штатив крепят устройство.
2. Устанавливают горизонт, вращая пузырьковый уровень.
3. Настраивают вертикаль и проверяют одновременно показатель лучей.
4. Регулируют величину угла и скорость вращения луча.
5. Устанавливают приемник лазерной указки.

Выборустройства

Прежде чем покупать уровень, подумайте, насколько часто вы будете его использовать. При домашней эксплуатации, к примеру, для того, чтобы повесить картину, не нужны самовыравнивающиеся профессиональные модели с множеством функций. Советуем при покупке аппарата ориентироваться на несколько пунктов:

• Погрешности измерения.
• Расстояние, на которое может дотянуться луч.
• Время работы.
• Имеется ли возможность самовыравнивания.
• При каких температурах устройство нормально функционирует.
• Комплектация.
• Качество материала, из которого изготовлен нивелир.

Как пользоваться лазерным нивелиром при поклейке обоев

Полезен инструмент также и при поклейке обоев, когда очень трудно сориентироваться на ровность вертикальной линии. Чтобы каждый последующий лист обоев располагался ровно, необходимо лазерный уровень включить в режим проецирования вертикальной плоскости. По этой линии можно ориентироваться при приклеивании обоев. Если обои клеятся в горизонтальном направлении, например, то включается режим горизонтального проецирования.

При помощи этого полезного измерительного инструмента можно проверить качество проведенных работ исполнителем. Для этого необходимо включить инструмент и спроецировать луч на стену. Отклонения и неровности расположения листов обоев будут видны по эталонной линии. На основании такой проверки можно добиться снижения стоимости услуг по проведенным работам или вовсе прийти к выводу о переклеивании обоев, но уже за счет исполнителя.

Проверка лазерного уровня на точность своими руками

Простейшую проверку точности измерителя выполняют своими руками. Для этого применяют метод 1800. Производят разметку по лучам в нормальном и развернутом положении приспособления. Если положение указки и разметки совпадают, прибор откалиброван верно.

Измерение высот оптическим нивелиром.

Предположим, что нам нужно выставить высоты будущего фундамента. Ставим рейку на первую вершину (угол фундамента), а при отсутствии рейки можно использовать обычную рулетку, делать это нужно будет с помощником. Важно, чтобы рейка стояла строго вертикально, от этого зависит точность замеров. Далее наводим объектив нивелира на рейку, если рейку видно не чётко вращаем винт регулировки фокусировки пока изображение не станет чётким. В окуляр вы должны увидеть чёткую шкалу деления рейки и линии перекрестия. Если линии перекрестия не чёткие или не видны, нужно отрегулировать окуляр.

Регулировка оптического нивелира

Итак, поочерёдно переставляя рейку записываем все показания делений шкалы на горизонтальной линии перекрестия. Получаем следующие результаты:

• Вершина 1 – 288,4 см
• Вершина 2 – 292,9 см
• Вершина 3 – 289,8 см
• Вершина 4 – 291,2 см

Измерение высот оптическим нивелиром

Из результатов видно, что самая низкая вершина (с самым большим показателем) №2 – 292,9 сантиметра от уровня грунта. Находим разницу между показателями остальных вершин с вершиной№2

• Вершина 1 – 288,4 – 292,9 = 4,5 см
• Вершина 2 – 0,0 см
• Вершина 3 – 289,8 – 292,9 = 3,1 см
• Вершина 4 – 291,2 – 292,9 = 1,7 см

Для разметки фундамента мы собираемся натянуть шнур на высоте предположим 20 см от проектируемого нуля застройки (вершина 2) и задать им горизонт. Соответственно по вершинам будет следующая высота от уровня грунта.

• Вершина 1 – 20 – 4,5 = 15,5 см
• Вершина 2 – 20 см
• Вершина 3 – 20 – 3,1 = 16,9 см
• Вершина 4 – 20 – 1,7 = 18,3 см

Вот мы и получили горизонтальную плоскость застройки.

Поверка горизонтальной визирной оси.

При положении пузырька в центре ампулы, линия наведения (визирования) должна быть горизонтальна.

Для проверки данного условия, выберите две точки (А и В) на расстоянии 40-50 метров друг от друга и вертикально установите на них нивелирные рейки. Зафиксируйте прибор на штативе посредине между рейками, приведите прибор в рабочее положение, возьмите отсчеты по рейкам А и В . Вычислите превышение между точками А и В ∆h=a1-b1 (Рис.5)

Рис. 5

Переместите прибор и установите его на расстоянии 1-2 м от рейки А (Рис.6). Отгоризонтируйте прибор и возьмите отсчеты a2 и b2 по рейкам А и В соответственно.

Рис. 6

Если | (a2-b2)-(a1-b1) | ≤ 3мм, дальнейшая юстировка не требуется. В противном случае сделайте следующее, наведите прибор на рейку В и снимите защитный кожух окуляра. Используя юстировочную шпильку или ключ, вращайте юстировочный винт, пока отсчет b3 не станет равным b3= a2-∆h . Повторяйте все вышеописанные действия до тех пор, пока | (a2-b2)-(a1-b1) | ≤ 3мм

Что такое GNSS приемник (с ассортиментом Вы можете ознакомиться здесь)

Что такое тахеометр (с ассортиментом Вы можете ознакомиться здесь)

Что такое нивелир (с ассортиментом Вы можете ознакомиться здесь)

Что такое теодолит (с ассортиментом Вы можете ознакомиться здесь)

Что такое тепловизор (с ассортиментом Вы можете ознакомиться здесь)

Что такое трассоискатель (с ассортиментом Вы можете ознакомиться здесь)

Подготовка нивелира к работе

Качество и правильность разметки на строительном объекте зависят от установок прибора. Прежде чем правильно настроить лазерный уровень, проводят следующие подготовительные действия:

• полностью заряжают аккумулятор нивелира и помещают в устройство;
• регулировку начинают, если при включении измерителя появляется лазерный луч.

Чтобы получить точную разметку, лазерный уровень устанавливают на ровную поверхность. При установке разметчика выполняют следующие требования:

• на пути прибора должны отсутствовать препятствия: предметы, люди и животные;
• расстояние между объектом и нивелиром не должно превышать максимальной отметки, значение которой указано в инструкции по применению производителем;
• идеально ровная поверхность позволит выполнять измерения с высокой точностью, для основания выбирают стол, штатив или самодельный держатель;
• чтобы не произошло смещения измерителя во время проведения разметки, приспособление закрепляют на ровной поверхности;
• в некоторых моделях встроена функция самовыравнивания, если прибор установлен на неровную поверхность, устройство издает сигнал.

Поверка угла i (главного условия нивелира)

• Установите две рейки А и В на расстоянии 40-50 м друг от друга. Установите прибор посередине между А и В. Отгоризонтируйте прибор и возьмите отсчет по рейкам А и В. Превышение между А и В Δh= a1-b1.

Переместите прибор и установите его на расстоянии 1-2 м от рейки А. Отгоризонтируйте прибор и возьмите отсчеты а2 и b2 по рейкам А и В соответственно. Если │(а2-b2)-(a1-b1) │≤ 3 мм, дальнейшая юстировка не требуется. В противном случае сделайте следующее:

Наведите прибор на рейку В и снимите защитный кожух окуляра. Используя юстировочную шпильку, вращайте юстировочный винт , пока отсчет b3 по рейке В не станет равным b3=a2-Δh. Повторяйте все вышеописанные действия до тех пор, пока │(а2-b2)-(a1-b1)│ ≤ 3 мм

Источник: geotrade.su

Сайт посвященный измерительным приборам…

Стоимость оптических нивелиров.

Для строительства своего дома, забора или планирования участка не обязательно приобретать дорогостоящий нивелир. Описываемый нивелир я приобретал что-то около 14000 руб. правда это было давно, сейчас же цена оптических нивелиров начинается где-то от 7000 рублей (вот ссылка на подборку бюджетных оптических нивелиров на Яндекс Маркете ). Несомненный плюс этих устройств — это то, что работать с ним можно в отличии от лазерных нивелиров , практически при любой погоде, главное, что бы было видно рейку . Можно, конечно, воспользоваться старым добрым гидроуровнем, но кто пользовался тот знает какая это морока.

Удачи вам и подписывайтесь на канал
Построить дом, жмите пальчик вверх если статья была полезной. Спасибо.