Для чего отвес в нивелире

Как пользоваться лазерным уровнем

Лазерный уровень не просто заменяет обычный строительный — с его помощью можно сэкономить время и повысить качество отделки. Разбираемся, как работает лазерный уровень и как его использовать для решения разных задач.

Что такое лазерный уровень

Лазерный уровень (его также называют лазерным нивелиром и лазерным построителем плоскостей) при помощи лазерного луча с высокой точностью создает в пространстве визуальные плоскости — горизонтальную и вертикальную. Мастера используют их в качестве эталонных, чтобы разметить или проверить реальные плоскости стен, полов, потолков и других конструкций.

Лазерный уровень на штативе. Источник: shutterstock.com

Лазерный излучатель размещен в компактном корпусе, благодаря чему с прибором удобно работать на стройплощадке или в квартире. В зависимости от модели лазерный уровень питается от батареек, аккумуляторов или сетевого адаптера.

Как выбрать лазерный уровень и как им работать

Зачем нужен лазерный уровень

Один из критериев качества строительных и отделочных работ — ровность и перпендикулярность поверхностей. В идеале все они должны быть совершенно плоскими, пол и потолок горизонтальными, а стены вертикальными. Лазерный уровень решает те же задачи, что и любой другой: при возведении конструкций он помогает задать и в процессе работы контролировать их горизонтальность и вертикальность.

Преимущество лазерного прибора перед традиционными инструментами в том, что он экономит много времени. Например, при ремонте санузла разметка линий для укладки керамической плитки на стенах с помощью обычного строительного уровня требует 15–20 минут: его нужно прикладывать много раз к разным местам. А с лазерным уровнем эту же разметку можно сделать с высокой точностью за 3–5 минут: он дает линию сразу по всему помещению.

Принцип работы

Лазерные уровни разных моделей могут различаться внешним видом и функциями, но ключевой элемент конструкции у всех один — миниатюрный отвес, на котором закреплен лазер. Когда уровень выключен, отвес заблокирован. При включении блокирующий механизм освобождает отвес и он под действием силы тяжести занимает строго вертикальное положение.

С помощью призм лазерный луч разворачивается в линию. Самые простые модели лазерных уровней проецируют перед собой две линии — горизонтальную и вертикальную. Их можно включать по отдельности или одновременно.

Более сложные приборы способны проецировать линии во всех направлениях в трех плоскостях.

Настройка прибора

Маятниковый подвес лазера после разблокирования самопроизвольно занимает вертикальное положение. Однако у него очень небольшой диапазон свободы — всего несколько градусов, поэтому перед проведением измерений прибор нужно установить достаточно ровно.

В зависимости от модели лазерный уровень может быть укомплектован штативом или компактной подставкой, которую можно поставить на опору или закрепить на поверхности.

Некоторые модели требуют более точной установки — они продаются вместе со специальным штативом, верхняя площадка которого оснащена регулировочными винтами и собственным пузырьковым уровнем. Перед работой штатив устанавливают на удобной высоте, а затем с помощью регулировочных винтов выравнивают его верхнюю площадку. Других регулировок после этого не требуется.

Варианты применения

Как пользоваться лазерным уровнем — может зависеть от набора функций и особенностей конкретной модели. Однако основной принцип един: лазерный луч образует в пространстве горизонтальную и/или вертикальную плоскость — относительно нее мастер проводит контрольные измерения или делает разметку.

Выравнивание пола

Одна из частых задач — разметить уровень пола в доме или квартире так, чтобы он был одинаковым во всех помещениях. В этом случае прибор устанавливают в середине дома и включают горизонтальный луч, который проецирует на стены линию — ее обводят карандашом. В дальнейшем от нее по мере необходимости с помощью рулетки отмеряют расстояние до стяжки или чистового пола.

По такому же принципу можно определить кривизну перекрытия или стяжки. Прибор устанавливают на произвольной высоте над полом, включают горизонтальный луч, а затем с помощью линейки в разных местах комнаты измеряют расстояние от проекции до основания: оно должно быть одинаковым.

Лазерный уровень помогает не только проконтролировать кривизну пола, но и с высокой точность установить маяки перед заливкой бетонной стяжки.

Маяки устанавливают так, чтобы расстояние между ними и лазерной проекцией горизонта было одинаковым во всем помещении.

Зачем нужны строительные маяки и как их ставить

Выравнивание стен

Кривизну стен определяют по тому же принципу, что и кривизну пола, но в этом случае включают лазер в вертикальной плоскости. Прибор ставят так, чтобы проекция плоскости на полу шла строго вдоль стены, а затем в нескольких точках измеряют расстояние между лазерным лучом и стеной.

Если стена плоская и вертикальная, расстояние везде одинаковое. Там, где поверхность стены выпирает, оно будет меньше, а во впадинах — больше.

Установка перегородок

Перед монтажом перегородок с помощью лазерного уровня на пол и стены наносят разметочные линии — в дальнейшем вдоль них возводят перегородку.

Иногда направляющие сразу монтируют вдоль луча, не проводя линии карандашом

Укладка плитки

Чтобы плиточная облицовка аккуратно выглядела, швы между плитками должны быть параллельными. А на смежных стенах в углах швы должны сходиться. Плитку наклеивают постепенно, одну за другой, ряд за рядом. Чтобы ряды в итоге были параллельными, плитку выравнивают относительно предварительно размеченных на поверхности линий.

Лазерный уровень позволяет быстро и точно разметить линии для выравнивания плиток как по горизонтали, так и по вертикали. Для этого прибор устанавливают на штатив напротив стены и включают оба луча — горизонтальный и вертикальный.

При облицовке ванной или в похожих случаях, когда плиточную облицовку делают на всех или нескольких стенах и швы должны совпадать, удобно провести горизонтальную линию по всему периметру помещения, а затем обозначить вертикали на каждой стене.

Поклейка обоев

Полотнища обоев наклеивают строго вертикально. Раньше для нанесения вертикальной разметки использовали отвес, а теперь то же самое можно быстрее и точнее сделать с помощью лазерного уровня.

Перед наклеиванием первого полотна на стене карандашом намечают вертикальную линию, с которой совмещают край первого куска обоев. Горизонтальный луч используют для разметки линии, вдоль которой наклеивают бордюр.

Монтаж мебели

Лазерный уровень помогает выровнять друг относительно друга подвесные шкафы и полки и смонтировать встроенную мебель строго вертикально. Особенно удобно с его помощью размечать место для полок, если их нужно повесить на разных стенах на одной высоте.

Устройство фундамента

С помощью лазерного уровня намечают и контролируют горизонтальность верхней плоскости фундамента. Для работы на улице лучше выбирать прибор с лазером зеленого цвета — он лучше виден при ярком дневном освещении. В некоторых случаях вместо лазерного можно использовать водяной уровень, однако работать с ним неудобно, долго и не всегда возможно.

Резюме

Лазерный уровень используют для контроля горизонтальности и вертикальности плоскостей и линий вместо обычного строительного уровня и отвеса. Работа с лазерным уровнем не требует особых навыков, идет удобнее и быстрее, а точность измерений часто выше.

Прибор с помощью лазерного луча образует в пространстве визуальную эталонную плоскость — а мастер проверяет относительно нее поверхности стен, пола и потолка.

Также лазерным уровнем можно размечать горизонтальные и вертикальные линии, вдоль которых укладывают плитку, наклеивают обои, устанавливают мебель, строят перегородки или заливают фундамент.

Как выбрать лазерный нивелир (2019)

При любом виде строительных и отделочных работ часто возникает необходимость точно определить вертикаль и горизонталь, построить прямой угол или разметить ровную линию, привязав её к каким-то точкам.

Раньше мастера использовали для этих целей целый арсенал инструментов – уровни, отвесы, правила, красящие нити, и т.д. А сегодня для всего этого можно использовать один универсальный инструмент – лазерный нивелир. С его помощью можно легко «нарисовать» на стене строго вертикальную или горизонтальную опорную линию, спроецировать линию пересечения с любой произвольной плоскостью, определить гладкость пола и потолка, проверить вертикальность стен и дверных проемов.

Соответственно, лазерный нивелир используется:

• строителями для соблюдения правильной геометрии стен, потолков, откосов и пр.
• отделочниками для ровной укладки стеновых покрытий, выравнивания пола и стен, переноса на стены и потолки элементов дизайна с дизайн-проекта и т.д;
• монтажниками инженерных систем для разметки коммуникаций;
• монтажниками натяжных, подвесных и гипсокартонных потолков;
• приемщиками свежепостроенных и отремонтированных квартир, офисных и прочих помещений.

Такое разнообразие областей применений этого инструмента привело к появлению множества его разновидностей. Для каждой перечисленных областей потребуются приборы с различными наборами характеристик.

Характеристики лазерных нивелиров

По виду лазерные нивелиры подразделяются на точечные, линейные, ротационные и комбинированные – комбинирующие несколько видов в одном корпусе.

Точечный нивелир, как следует из названия, проецирует точку (или несколько точек). Эта точка может отмечать вертикаль или горизонталь относительно места установки нивелира; несколько точек могут отмечать прямой угол с нивелиром на его вершине.

Точечный нивелир можно сравнить с отвесом, который может «висеть» не только по вертикали, но и по горизонтали, и под заданным углом.

Ротационный нивелир «рисует» линию при помощи движущегося луча. Вращающееся зеркало с большой скоростью перемещает луч лазера по окружности, а остающийся от него след сливается для человеческого глаза в сплошную линию. Это позволяет сохранить яркость отметки при увеличении расстояния до нивелира. Такие модели можно применять на открытом воздухе на расстояниях в десятки и даже сотни метров при использовании приемников лазерного сигнала.

Ротационные нивелиры могут использоваться при строительстве и ландшафтных работах.

В линейном нивелире луч лазера проходит через призму, увеличивающую его ширину. В результате на поверхность проецируется не точка, а линия.

В разных моделях угол расхождения луча разный: от 30° у простых лазерных уровней, до 360° у моделей с несколькими лучами или у которых луч проходит сквозь конусную призму.

Линейный нивелир удобно применять для разметки несущих конструкций навесных потолков и стеновых покрытий, для укладки плитки, установки мебели, развешивания картин и пр.

Недостаток линейных нивелиров состоит в том, что из-за прохождения через призму яркость луча снижается. Поскольку мощность лазеров ограничена в целях безопасности, при ярком свете и на большом расстоянии отметка линейного нивелира становится слабо различимой. Особенно это относится к моделям с конусной призмой – в них луч одного лазера распространяется на все 360° и с увеличением расстояния ослабевает очень быстро.

Еще один недостаток моделей с конусной призмой – довольно часто режим автоматического выравнивания в них корректирует только горизонтальный луч, вертикальные (если они есть) остаются невыравненными (т.е. не строго вертикальными).

Зато такие модели с диапазоном нивелирования 360° дешевле ротационных нивелиров и линейных нивелиров с цилиндрическими призмами. Еще один плюс моделей с конусной призмой – горизонтальный луч в них выходит близко к вершине прибора, им можно разметить плоскость очень близко к потолку, что делает их весьма удобными при монтаже подвесных, натяжных и гипсокартонных потолков.

Максимальное расстояние определяет, на каком удалении от прибора отметка лазерного луча еще будет заметна.

Модели с максимальным расстоянием до 10 м пригодны для использования только в небольших помещениях в условиях среднего и слабого освещения. При ярком свете отметка будет различима только, если поднести прибор вплотную к стене.

Значение этого параметра в 10-50 метров позволит использовать нивелир в любых помещениях и на улице в пасмурную погоду и в сумерках.

Для увеличения максимального расстояния используются приемники лучей нивелиров – они позволяют «поймать» лазерный луч на значительном удалении от прибора, даже когда невооруженным взглядом он совершенно неразличим. У некоторых моделей принимающее устройство входит в комплект, для моделей с комплектацией победнее, его придется докупать отдельно при необходимости.

Имейте в виду, что для многих, укомплектованных приемником сигнала, моделей, в руководстве приводится максимальное расстояние именно с использованием принимающего устройства. Без него максимальное расстояние меньше в 3-10 раз.

Для использования на улице в солнечную погоду подходят только ротационные и точечные нивелиры с классом лазера 2 (максимальная мощность лазера, допущенная для использования в бытовой технике) и максимальным расстоянием (без использования приемника) 100 м и более. Но даже у таких моделей на ярком солнечном свету отметка «потеряется» уже на 10-15 метрах.

Немного улучшить ситуацию на открытом воздухе может использование лазера зеленого цвета – с длиной волны 535-550 нм. Человеческий глаз лучше видит зеленый цвет. Однако нивелиры с лазером красного цвета (635-650 нм) более распространены, так как зеленый цвет чаще встречается в окружающем пространстве, а на зеленом фоне зеленая точка различима хуже, чем красная.

Количество лучей (отдельных лазерных светодиодов) определяет функционал нивелира и влияет на яркость линий и отметок. Каждый отдельный луч может быть использован для построения одной линии или одной точки. Обычно один луч в приборе, используется для создания точки или горизонтальной линии, два луча – для создания одной горизонтальной и одной вертикальной линии (2D), три луча – для создания двух вертикальных и одной горизонтальной линии (3D).

В то же время, для построения одной линии могут использоваться два и более луча. Так, круговая 360° линия на линейном нивелире может быть построена одним лучом, прошедшим сквозь конусную призму – а может быть построена четырьмя лучами, расходящимися с углом 90°. Во втором случае точность прибора и яркость лучей будут намного выше, но и стоить он будет дороже.

Система автоматического выравнивания крайне важна, если от разметки требуется не только геометрическая «правильность», но и точное выдерживание горизонталей и вертикалей. Автоматическое выравнивание позволяет скорректировать луч (обычно в пределах 3-5°), если прибор установлен не на горизонтальном основании. На случай, если автоматика не может выровнять луч, в некоторых моделях предусмотрен звуковой сигнал отклонений. Это позволит гарантированно избежать отклонений, но при частом использовании прибора может раздражать – лучше, если эта функция будет отключаемой. Как и само автовыравнивание – бывают ситуации, когда линии должны проходить под небольшим углом к горизонту (например, при заливке наклонных полов, с которых вода должна стекать в определенном направлении).

Наличие точек отвеса позволяет использовать нивелир для контроля вертикали. Точка надир расположена вертикально под прибором, точка зенит – над ним.

Однако следует иметь в виду, что корректно указывать вертикаль эти точки будут, только если у прибора есть функция автовыравнивания, либо если он выровнен вручную или стоит на строго горизонтальной поверхности. Иначе вместо вертикального луча прибор будет испускать луч, направленный перпендикулярно полу (который может быть вовсе не строго горизонтален).

Некоторые простые модели можно подвешивать на небольшом отрезке шнура, образуя некий гибрид лазерного и простого отвеса – в этом случае луч будет строго вертикален, но пользоваться такими нивелирами ненамного удобнее, чем обычным отвесом.

Точность – пожалуй, важнейший параметр нивелира. Она измеряется в мм/м и определяет, на сколько миллиметров допускается отклонение луча на каждый метр удаления от прибора.

Бытовые приборы имеют точность от 0,5 до 1 мм/м. Поскольку расстояния для этих приборов редко превышают 10 м, максимальное отклонение луча у них может быть от 5 мм до 1 см – вполне приемлемо для бытовых условий.

Полупрофессиональные приборы работают на больших расстояниях, и точность им требуется выше – от 0,3 до 0,5 мм/м.

Самые высокие требования по точности предъявляются к профессиональным приборам – на расстояниях в сотни метров даже нивелир с точностью 0,1 мм/м может дать несколько сантиметров отклонения. Точность профессиональных моделей составляет от 0,05 до 0,3 мм.

Для моделей с типом электропитания от батарей или аккумуляторов учитывайте продолжительность непрерывной работы – у разных моделей она может составлять от 1,5 до 150 часов. Если время непрерывной работы у выбранной модели маловато, обратите внимание на возможность отключения «ненужных» лучей – это экономит заряд батареи и облегчает работу (лишние лучи не слепят глаза).

Варианты выбора лазерных нивелиров

Лазерные нивелиры начального уровня могут запросто заменить длинный неудобный «пузырьковый» уровень.

2D-нивелир значительно облегчит все работы, связанные с точной укладкой покрытий, труб, каналов и монтажных конструкций.

3D-нивелир позволит добиться идеального соответствия углов, элементов интерьера и отделки в помещениях сложной формы.

Нивелир с максимальной дальностью 10-50 метров будет незаменимым помощником при выполнении множества отделочных работ.

Лазерный нивелир с максимальным расстоянием от 100 метров может использоваться строителями для всех этапов работ – от выравнивания строительной площадки и подготовки фундамента, до возведения стен и укладки кровли.

Для чего нужен нивелир на строительной площадке? Виды, отличия и пошаговое руководство по работе с ним, способы нивелирования

Нивелир – незаменимый инструмент на строительной площадке. Знание, как пользоваться нивелиром и умение определять разность высоты точек пригодится от разбивки осей здания до проверки положения любой конструкции. Основная сфера применения прибора – измерение перепада рельефа местности.

Принцип геодезии на строительной площадке

Правильная организация геодезических работ на строительной площадке начинается с чётко поставленной цели работы. Соответственно задаче выбирается необходимый измерительный инструмент, технология производства, допустимая погрешность в измерениях.

[stextbox геодезии созданы для снижения накопления неточностей измерений.[/stextbox]

«От общего к частному» – система, при которой переходят от крупных опорных геодезических сетей к сетям низшего класса. Геодезические работы на строительной площадке начинаются с привязки к государственной опорной сети. Затем определяют разбивку осей строения и только потом выделяют положение конструктивных элементов в контуре здания.

Второй принцип заключается в контроле предыдущих измерений. Новые измерения производят после тщательной проверки предшествующих.

Следуя этим правилам, обеспечивают высокую точность геодезических работ в строительстве.

Список инструментов для нивелирования

Дополнительно к самому прибору потребуются:

• штатив;
• мерная рейка;
• отвес с нитью;
• планшет с листом бумаги или журнал для записи измерений.

Способы съемки местности

Нивелирование поверхности производят для получения точного топографического плана местности.

Целью измерения является изучение рельефа, сопоставление высот отдельных точек.

По методам производства работ классифицируют следующие виды нивелирования:

• геометрическое;
• тригонометрическое;
• физическое;
• автоматическое;
• стереофотограмметрическое.

В строительной области используется геометрическое нивелирование площади.

Измерение производится горизонтальным визирующим лучом света. Точки закрепляются на местности с помощью колышков или башмаков. Нивелир размещают в месте, называемом станцией, мерные рейки устанавливают на измеряемых точках.

По способу опор съёмки различают:

• нивелирование поверхности по квадратам;
• нивелирование рельефа по магистралям и параллельным линиям;
• нивелирование местности способом полигонов.

Рельеф строительного участка, как правило, равнинный, плоский, без значительных перепадов высот.

На основании полученного нивелированием по квадратам топографического плана строительной площадки составляются проекты вертикальной планировки участка, подсчёты объёмов земляных работ.

Конструкция и классификация стандартных нивелиров

По конструктивному решению стандартные нивелиры классифицируют на:

• оптические, или оптико-механические;
• лазерные;
• цифровые.

Оптические (оптико-механические)

Принцип действия оптических, или оптико-механических нивелиров основан на прохождении луча света через зрительную трубу, вращающуюся в горизонтальной плоскости. Все настройки проводят вручную. Для измерения используется рейка с числовыми значениями. Оптические нивелиры подразделяют по степени точности на технические, точные, высокоточные.

Работают вдвоём – один человек держит рейку, второй снимает показания.

Комплект состоит из трёх предметов: измерительного инструмента, штатива, или трегера и мерной рейки. Шкала рейки двусторонняя. Деления нанесены красным и чёрным цветом, с разных сторон в сантиметрах и миллиметрах.

Лазерные

Лазерные нивелиры отличаются видимым лучом света, излучаемым светодиодом в корпусе прибора.

По принципу работы делятся на 2 категории:

• позиционные, луч проходит через призму;
• ротационные, в основе луча лежит линза.

Ротационные нивелиры считаются профессиональными инструментами, имеют угол работы 360 градусов, большую дальность и расширенные функциональные возможности.

Режим самовыравнивания инструмента по горизонтали упрощает предварительную настройку.

Корпус защищён от пыли и влаги. Использование приёмника луча увеличивает дальность работы. По дальности, точности измерения различают приборы профессионального класса и бытового использования.

Дополнительными функциями является проецирование вертикальных и горизонтальных линий на поверхность, построения углов. Для улучшения видимости и сохранения зрения работают в защитных очках. При поддержке работы удалённого управления допустимо работать одному.

Цифровые

Цифровыми нивелирами называют инструменты оптико-механического или лазерного типа, отображающие, запоминающие и анализирующие информацию в цифровом виде.

Цифровые приборы имеют процессор и память, высокий класс точности, позволяют работать без напарника. Деления рейки нанесены штрихкодом для автоматического считывания прибором.

Недостатками считают высокую стоимость, чувствительность аппаратов к механическим повреждениям.

Как работать нивелиром правильно?

Существует два способа ведения работ:

• «вперёд», при котором начальная станция будет над первой точкой. Измеряют высоту прибора, снимают отсчёт на рейке. Превышением будет разность величин;
• «из середины». Самый распространённый способ, инструмент располагают на равном удалении от точек.

Установка штатива

Штатив располагают по центру между измеряемыми точками. Ослабив винты, ножки трегера раздвигают до удобной в работе высоты, после чего винты снова закручивают. Нивелир крепится к головке штатива. Горизонтальность головки регулируют с помощью подъёмных винтов.

Монтаж прибора

Прибор устанавливают и закрепляют с помощью крепёжного винта, расположенного на трегере. Подготовка к работе заключается в настройке оптики, приведения прибора в строго горизонтальное положение.

Фокусировка оптико-механического узла

Начинают с выравнивания инструмента по горизонтали. Для этого двумя подъёмными винтами, поворачивая их одновременно, пузырёк уровня приводят к середине. Вращением третьего подъёмного винта пузырёк подгоняют в центр уровня. Эта точка называется «нуль-пункт».

Затем переходят к фокусировке оптического оборудования. Зрительную трубу наводят на любую поверхность, вращением окулярного кольца добиваются чёткой видимости сетки. Переводят нивелир на рейку и регулировкой фокусировочного винта настраивают чёткую видимость шкалы.

Центрирование проводят при установке нивелира над точкой, работая способом «вперёд». Ослабляют закрепительный винт, подвешивают отвес.

Сдвигают инструмент по головке трегера до тех пор, пока отвес не укажет на нужную точку. Закрепительный винт затягивают.

Измеряем и фиксируем наблюдения

После установки нивелира в середине между двумя точками, подготовки, переходят к измерениям.

Непосредственно на точку устанавливают мерную рейку. Точное положение рейки контролируют вертикальной риской визирной сетки, подавая сигналы напарнику.

Для контроля значение снимают дважды, с обеих сторон рейки. За итоговый результат принимают средний показатель. Превышение точек определяют разностью двух значений точек.

[stextbox defcaption=»true»]Большее значение измерения даёт впадина, меньшее – выпуклость рельефа.[/stextbox]

Результаты измерений записываются.

На что обращать внимание при покупке?

Выбирая нивелир, руководствуются сферой его применения, то есть смотрят, для чего он нужен в конкретной ситуации. Критерии отбора – дальность действия, точность измерения, дополнительные функции.

Для домашнего мастера при выборе лазерного нивелира достаточно следующих характеристик:

• точность измерения ±0,3 мм/м и выше;
• дальность с работы с приёмником 40-60 м;
• проецирование горизонтальных, вертикальных плоскостей, прямых углов;
• средний угол развёртки;
• работа от аккумулятора;
• умеренная цена.

Для домашнего использования не нужна большая дальность измерения и высокоточная оптика, а режим самонивелирования лазерного прибора не будет лишним. Зелёный луч лучше виден при искусственном освещении.

Профессиональный лазерный уровень должен отвечать более высоким требованиям:

• точность измерения ±0,1 мм/м и выше. Большие расстояния на местности дают увеличение погрешности;
• работа с приёмником для увеличения видимости луча, дальности работы от 300 метров;
• высокий класс защиты от пыли и влаги;
• устройство дистанционного управления;
• лазерный отвес.

Ротационный прибор обеспечивает охват в 360 градусов. Соответственно, профессиональные приборы отличает и более высокая стоимость.

Полезные видео

Подготовка, приведение прибора в рабочее положение:
[yvideo number=»d5H06wBh0ZQ»]
Учебное видео по устройству нивелира Н-3, принцип работы и снятие отсчетов, смотрим:
[yvideo number=»E1RaN7r8KEQ»]
Оптический нивелир — незаменимый помощник на строительной площадке, посмотрите, как с ним работают специалисты:
[yvideo number=»GQ1zeO0r_AI»]
Что такое нивелир, как и где используется:
[yvideo number=»iWOMYskm2Ug»]
Умение работать нивелиром повышает точность и качество строительных работ, экономит время и материалы. Есть вопросы или не согласны с точкой зрения автора? Высказывайтесь в комментариях.

Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками

Нивелир вопреки распространенному мнению очень прост в использовании. Об устройстве, начальных основах применения и полевой проверке прибора — наша заметка ниже.

Купить нивелир можно в нашем магазине посетив его лично или заказав доставку.
Если Вам требуется поверка и ремонт нивелиров — к вашим услугам наш сервисный центр!

Что такое нивелир и как он работает?
Оптический нивелир является одним из самых простых в конструкции и эксплуатации измерительных приборов. В соответствии с его названием, он служит для нивелирования — определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.
Основным элементом конструкции нивелира является оптический блок, то есть зрительная труба. Она состоит из линзы, объектива, фокусирующей трубки и окуляра с нанесенным на него крестом сетки нитей.

Компенсатор является очень важным компонентом нивелира, его задача — исправить ход луча света, попадающего в объектив. Или проще говоря — компенсатор удерживает визирную ось в горизонтальном положении.

Большинство нивелиров имеют магнитный демпфер компенсатора . Проще говоря, это маятник, который движется между двумя магнитами. Также есть компенсаторы с воздушными демпфером. Воздушные компенсаторы как правило используются на более дешевых приборах. Их основные недостатки: длительное время стабилизации и деликатная конструкция, менее устойчивы к повреждениям, чем магнитные компенсаторы. Компенсатор имеет ограниченный диапазон действия (обычно несколько градусов), поэтому перед началом измерений нивелир должен быть отгоризонтирован с помощью установочных винтов в трегере и круглого пузырькового уровня. Эта операция выполняется после установки прибора на геодезический штатив .

От чего зависит точность и качество нивелира?
Вопреки распространенному мнению, не только увеличение зрительной трубы является ключевым параметром оптического нивелира, а так же диаметр объектива оказывает большое влияние на качество изображения.
Диаметр объектива — важнейший оптический параметр нивелира. Он определяет диапазон увеличения, разрешение прибора, то есть качество изображения, диапазон наблюдения, поле зрения. Чем больше диаметр линзы, тем лучше визуальное изображение выравнивающего стержня в окуляре, и, следовательно, наблюдение может быть выполнено с большей точностью.
Увеличение зрительной трубы — зависит от диаметра объектива и используемой линзы. Увеличение обычно колеблется от 20 до 32х. Чем выше значение увеличения, тем больше увеличение изображения пятна, видимого в окуляре телескопа. Для строительных работ достаточно нивелирующих инструментов с телескопами с увеличением 20, 22 и 24. Инструменты с лучшим телескопом чаще всего используются геодезистами.
Поле зрения — информирует вас о длине участка рейки, расположенного в 100 м от станции нивелирования, которая будет видна в окуляре.
Яркость объектива — параметр, редко предоставляемый производителями измерительной техники. Это зависит от конструкции оптической системы и качества используемых в ней компонентов. Более высокая яркость объектива позволяет проводить точные измерения уровня в более сложных условиях освещения.
Минимальное фокусное расстояние — наименьшее расстояние выравнивателя от точки измерения, из которой изображение пятна, видимого в окуляре, будет «резким».
Качество изображения и соответственно удобство работы зависит от совокупности факторов и диаметра объектива и увеличения телескопа.

Какие аксессуары необходимы для нивелира?
Нивелир без дополнительных аксессуаров похож на автомобиль без колес — красивый, но при этом не ездит. Сам инструмент в без аксессуаров использовать нельзя.
Штатив — часто называют треногой. Под технический нивелир достаточно использования алюминиевого штатива. Он легкий, устойчив к погодным условиям, удобен в транспортировке и долговечен. Для современных приборов он должен иметь 5/8-дюймовый винт — это стандартное крепление оптических нивелиров и других измерительных приборов.

На рынке есть штативы с плоской или сферической головкой. Последний позволяет быстро выравнивать прибор без необходимости точной регулировки ножек штатива. Опытные пользователи на шаровой головке могут выровнять инструмент, не используя регулировочные винты в трегере.

Нивелирная рейка, наиболее популярными на данный момент являются алюминиевые телескопические рейки. Деревянные рейки время от времени используются в строительных и геодезических изысканиях. Алюминиевые рейки различаются по длине (от 3 до 7 м) и, следовательно, по количеству сегментов. Сегменты основаны на принципе телескопа. Сложенный участок имеет длину чуть более 1 м и его легко транспортировать. Алюминиевые рейки имеют геодезическое шкалу типа «Е» с одной стороны и стандартное миллиметровое деление с другой.

Важно, чтобы рейка была снабжен коробкой уровнем для установки. Часто многих пользователи не используют уровень и устанавливают рейку вертикально «на глаз». Однако что неправильная установка рейки очень сильно влияет на конечную точность нивелирования.

С чего начать работу с нивелиром?
Правильному нивелированию должно предшествовать несколько подготовительных действий. Нивелир обычно устанавливается на штатив с тремя ножками (предпочтительно из алюминия или фиберглас, потому что они легкие и долговечные). на устойчивое основание и вставляется в горизонт регулированием ножек штатива и подъемных винтов нивелира (для контроля используется круглый пузырьковый уровень).
Компенсатор же отвечает за точное выравнивание. Это автоматическая маятниково-магнитная система, которая корректирует ход луча света, поступающего в телескоп на постоянной основе, и благодаря этому позволяет выполнять выравнивание даже с вибрирующим штативом. Часто начинающие пользователи испытывают затруднения при выравнивании нивелира с помощью регулировочных винтов в трегере. Лучший и самый быстрый способ — использовать два винта.
Установите нивелир так, чтобы его зрительная труба была перпендикулярна линии, соединяющей два винта, с помощью которых будем устанавливать нивелир. Поворачивая оба в противоположных направлениях быстро приведем пузырь к середине. Третим винтом по необходимости приведите пузырек в центр капсулы.

Основы определения разницы высот с помощью нивелира
Рассмотрим простое определение разницы в высоте между противоположными точками. Пользователь видит в окуляр сетку нитей: это четыре штриха — одна вертикальная и несколько горизонтальных. Почему несколько горизонтальных, ведь одного — среднего было бы достаточно? Однако, основываясь на показаниях, сделанных с двумя крайними горизонтальными штрихами — вы можете легко рассчитать расстояние, на котором рейка находится от нивелира.

После установки нивелира на штатив и его выравнивания, помощник вертикально устанавливает рейку (ему поможет уровень, прикрепленный к ней) в точке A. Наблюдатель осуществляет точное прицеливания с помощью винта горизонтального круга и фокусирует изображения с помощью фокусирующего винта и в окуляре выполняет чтение отметки O1.

В точке A мы имеем: 24 (потому что тире выше 24, но ниже 25), 6 (шестой сантиметр), 5 (пятый миллиметра сантиметра). Получаем показание отметки O1 — 2465 мм . Это расстояние от середины штрихов до точки, на которой стоит рейка.

В точке B, в свою очередь, мы получили показание O2 — 2045 мм . Для расчетов предположим, что точка А имеет высоту 0 м, и мы будем использовать формулу: HB = HA + O1 — O2 HB = 0 м + 2,465 м — 2045 м = 0,42 м.
Это означает, что точка B находится на 42 см выше точки A.

Как измерять расстояние с помощью дальномерных нитей нивелира?
Расстояние между нивелиром и рейкой можно приблизительно измерить с помощью инструмента нивелира. Вам не нужно использовать дополнительные дальномеры или измерительные ленты . Для этого используются две дополнительные горизонтальные линии пересечения нити.

Чтобы рассчитать расстояние положения выравнивателя от рейки, прочитайте показания рейки на верхнем и нижнем штрихе. Итак, мы имеем:
Считывание по верхнему штриху В = 2539 мм.
Считывание нижнего штриха Н = 2390 мм.
Для расчета расстояния мы будем использовать формулу:
D = (В [мм] — Н [мм]) x K (k — постоянная умножения нитяного дальномера, обычно 100)
D = (2539 мм — 2390 мм) х 100 D = 14 900 мм = 14,9 м.

Для чего горизонтальный круг с отметками на оптическом нивелире?
Горизонтальный лимб используется для расчета угла поворота прибора при измерении. Лимб используется при нивелировании полярным методом, но стоит отметить что точность отсчетов невысокая. Горизонтальный лимб с делением на 360 и 400? В чем разница?
В 90% случаев при покупке нивелира пользователи не обращаются внимание на горизонтальный лимб. Им он не пригодится или используют в единичных случая как вспомогательный инструмент.

В оставшихся случаях — следует обратить на него внимание. Разметка лимба может быть выполнена в градусах и градах . Работа в градусах (шкала до 360) привычнее для ориентрования геодезисту. Грады (шкала до 400) удобнее в расчетах и использовании рядовому пользователю.
Плюсы прибора с разметкой градах:

• грады имеют десятичное деление, естественное для калькуляторов и компьютеров
• расчеты выполняются быстро, даже в памяти, без необходимости какого-либо преобразования или преобразования
• использование града исключает риск ошибок вычислений из-за разделения шага на 60 минут (секунд) и 3600 градусов (секунд).

Как самостоятельно проверить нивелир и подготовить его к работе?
Мало толку от качественной оптики нивелира или его высокого стандарта по пыле- и влагостойкости, если прибор вышел из строя и результаты измерений неверны. Каждый производитель измерительной техники перед выпуском товаров на рынок проводит контроль и настройку. Тем не менее, даже путешествие на машине из офиса продаж на стройплощадку может привести к тому, что инструмент станет неточным в результате сотрясений. Кроме того, перепады температур, внутренние напряжения материала, из которого сделан нивелир — это факторы, которые вызывают формирование инструментальных погрешностей.
На самом деле оптических нивелиров очень просты в конструкции приборов и редко подвергаются самопроизвольным сбоям. Поломка нивелира обычно это результат падения. По правилам перед каждым нивелированием мы должны проверять 3 наиболее важных геометрических условия. Но в большинстве случаев нивелир работает в течение нескольких лет без надлежащего технического осмотра.
Если мы не можем позволить себе простои из-за обслуживания приборов — стоит знать несложную процедуру контроля и время от времени проверять его состояние самостоятельно? Тем более производители в комплекте с инструментом продают набор инструментов для юстировки.

В рамках полевого выпрямления мы проверяем три геометрических условия, которым должен соответствовать выравниватель:
• Основная плоскость пузырька круглого уровня pg должна быть перпендикулярна главной оси vv выравнивающего устройства.
• Горизонтальная линия прицельной сетки должна быть перпендикулярна главной оси vv.
• Визирная ось cc должна быть горизонтальной в диапазоне действия компенсатора.

Перед началом юстировки проверьте работоспособность механических компонентов нивелира. Внимательно посмотрите на винты трегера, горизонтальные винты, фокусирующий винт и окуляр, оцените их на предмет плавной работы и наличия нестандартных зазоров. Стоит несколько раз повернуть инструмент, установленный на штативе и убедиться, что механизм главной оси механизма не поврежден. Только если все механические компоненты нивелира находятся в рабочем состоянии, вы можете приступить к проверке устройства.

Этап 1: Поверка круглого уровня

Проверка и выпрямление перпендикулярности основной плоскости пузырькового уровня к главной оси нивелира.
Выровняйте инструмент на штативе с помощью винтов и контролируя процесс по круглому уровню. Поверните нивелир на 180 ° и посмотрите, не вышел ли пузырь из кольца уровня. Если нет, то уровень установлен правильно. Если уровень вышел за границы кольца — требуется исправление. Мы делаем это как с помощью регулировочных винтов трегера, так и с помощью установочных винтов уровня.

Отклонение пузырька на половину ошибки устраняется поворотом винтов трегера в противоположном направлении. Вторая половина той же ошибки устраняется с помощью регулировочных винтов уровня. Проверяем правильность исправления поворотом на 180 градусов. При необходимости повторяем корректирующие действия.

Этап 2: Проверка вертикальности сетки нитей
Контроль можно проводить двумя способами
1. Сфокусировавшись нивелиром на отвес легко можно определить вертикальность сетки нитей. Совпадает ли она с вертикальной линией отвеса или нет. При необходимости выполняется регулировка винтами по отвесу как по эталону.

2. Одним краем горизонтальной линии сетки нитей наводимся на точку на стене, плавно поворачиваем нивелир в горизонтальной плоскости. Если сетка нитей настроена верно — точка будет находится на другом конце горизонтальной линии. Данный способ контроля отвеса не требует, но менее пригоден для регулировки отклонения.

Этап 3: Проверка работоспособности компенсатора

Если при повороте прибора гудит, стучит, . Это шанс, что компенсатор в нивелире еще может быть исправен. Если при осторожном встряхивании инструмента или постукивании по корпусу слышен звон и изображение в окуляре вибрирует — скорее всего, компенсатор работает правильно. Если во время этого теста крест не вибрирует, это может означать, что маятник завис или механизм поврежден более серьезно. Тогда, к сожалению, нас ждет посещение сервиса, и дальнейшая процедура настройки на месте невозможна. По поводу ремонта нивелира предлагаем услуги нашего сервисного центра. Производим ремонт оборудования любой сложности, диагностика бесплатно.

Если компенсатор функционирует, второй тест этого параметра состоит в проверке диапазона действия.

• Установите прибор на штатив и на расстоянии 30-50 м установите вертикально рейку.
• Выровняйте прибор и измерьте O1.
• Наклоните сферический пузырек пузырька к четырем крайним положениям, и каждый раз мы читаем O2, O3, O4 и O5 на рейке.
• Если все показания O1-O5 не отличаются друг от друга более чем на 1 мм (ошибка считывания), это означает, что компенсатор работает корректно во всем диапазоне значений.

Этап 4: Поверка горизонтальности визирной оси

Проверка и исправление горизонтальной установки оси в области действия компенсатора. Проверка и исправление горизонтального выравнивания визирной оси является наиболее трудоемким этапом. Также необходимо иметь две нивелирных рейки и установить их друг от друга и вертикально на расстоянии не менее 30 метров. Поставить прибор посередине между рейками и вычислить превышение между точками.

Возьмем для примера:
отчет по рейке A = 1.787м,
отчет по рейке B = 1.632м,
превышение (Δh) в этом случае будет: Δh = А–B = 0.155м. с Переставить штатив с прибором ближе к точке А и, взяв отчет по этой же рейке (для примера 1.509м), вычислить теоретический отчет по рейке B (отчет по рейке А – Δh). В нашем примере теоретический отчет по рейке В = 1.509м – 0.155м = 1.354м.
Взяв отчет по рейке В сравнить его с теоретическим. Если разность между отчетами превышает 1-3 мм, необходимо выполнить настройку. Отверните защитную крышку окуляра (или откройте заглушку в нивелирах Sokkia) и с помощью юстировочной шпильки / отвертки / шестигранника из комплекта прибора поворачивайте винт до тех пор, пока отчет по средней горизонтальной нити не станет равен теоретическому (1.354м). После чего необходимо повторить поверку.

Свяжитесь с нами, если у Вас есть вопросы по обслуживанию или приобретению оптического нивелира: