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.

Что такое нивелир? Суть работы прибора – в нивелировании (от французского «niveau», «ниво» — уровень). Задача заключается в определении положения двух точек относительно строго горизонтального уровня. Такие операции применяются для получения информации о рельефе местности с целью ее дальнейшего анализа.

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:

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.

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.

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.

Нивелир оптической конструкции – «классический» прибор. Основная его рабочая часть – оптико-механическая: вращающаяся система линз. Их увеличивающая способность для измерения – 10, 20 и более раз. Регулирование увеличения и резкости выполняется специальным колесиком-маховиком.

Узлы

Также в состав входят такие узлы:

зрительная труба, в которой имеется визирная ось, а на стекле нанесены обозначения;
увеличительная система – для приближения изображения при работе «в поле»;
пузырьковый уровень – для отображения фактического пространственного положения устройства;
юстировочные винты – для регулировки положения зрительной трубки и получения определенной горизонтальности;

лимб (круговая шкала на основании) – для работы в необходимом направлении;
основание – рама, на которую монтируются перечисленные элементы;
штатив (трехногая опорная конструкция) – для размещения прибора на любой неровной поверхности;
воздушный компенсатор – для создания устойчивости в «полевых» условиях и наличии вибрации (проезде автотехники).

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.

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:

мощность и быстродействие процессоров;
объем оперативной и постоянной памяти;
размер монитора;
функциональность панели оператора.

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:

высокая точность изменений;
сравнительно невысокая стоимость, увеличивающаяся по мере усложнения конструкции и повышения быстродействия.

Недостатки

Недостатки выделяются такие:

необходимость хорошо разобраться в работе во избежание ошибок или поломки;

при задействовании оптического вариант тратится большое количество времени на получение информации.

Критерии выбора

Выбор нивелира выполняется по таким критериям (приведены для всех вариантов конструкции):

дальность успешного снятия показаний;
градиент поворота верхней части;
цвет и количество лазерных лучей;

возможность работы в вертикальной плоскости (для лазерных);
питание – чем проще и надежнее, тем практичнее (от встроенных батарей до обычных батареек);
влаго— и пылезащищенность.

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:

1. для внутренней деятельность (такой как ремонт или строительство) хватит не слишком мощного лазерного нивелира;
2. для работ на больших площадях оптимальны цифровой и оптический варианты.

Значение

Для приобретения универсального устройства (которое вряд ли заранее известно в плане применения) имеют значение:

дальность эффективной работы – дальше определенного значения качество замеров не гарантируется (чем выше, тем лучше);
возможность настройки или самонастройки – механизм должен иметь максимум степеней свободы и средств калибровки;
простота источника питания – гибкость и продолжительность работы в чистом виде;
простота эксплуатации, выражающаяся в отсутствии плохо запоминающихся уникальных правил.

Перед началом работы нужно убедиться в целостности внешних элементов и свериться с показаниями, которым можно доверять. Таким образом, будет установлено наличие или отсутствие значительной погрешности.