Нивелиры

Оптические нивелиры широко применяется при строительстве дорог, домов, прокладке трубопроводов, мониторинге осадки зданий и сооружений и т.д.

Они предназначены для определения превышения (высоты) одной точки над другой. При этом контролируются: фундамент будущего здания, установка опалубки, земляные работы на строительной площадке.

Обычный строительный уровень не способен обеспечить результат измерений с такой высокой точностью, как оптический нивелир. По классу точности нивелиры подразделятся на три категории:

• высокоточные (от 0.8 до 0.3 мм) – для нивелирования I и II классов;
• точные (от 2.0 до 1.0 мм) - для нивелирования III и IV классов;
• технические (от 2.5 до 5 мм) - для инженерно-геодезических изысканий в строительстве.

Цена оптического нивелира зависит от его точности, кратности увеличения зрительной трубы, а также бренда и качества сборки.

Сотрудники компании «ЛИМБОС» помогут вам выбрать нивелир и аксессуары по оптимальной цене в соответствии с вашими задачами.

Нивели́р — геодезический инструмент для нивелирования, т. е. определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.

Нивелир – это главный измерительный инструмент любого геодезиста. Он предназначен для измерения перепадов высоты между двумя точками, расположенными на местности. Функции нивелира очень похожи на функции строительного уровня, однако, в отличие от последних, нивелиры призваны решать более ответственные и важные задачи. Прибор будет полезен в самых разных сферах деятельности: топография, геологоразведка, картография, геодезия, в дорожных и строительных работах.

Достоинства современных нивелиров

Еще во времена Древнего Египта человечеству был известен принцип работы нивелира, который с тех пор практически не претерпел никаких изменений. На сегодняшний день эти измерительные приборы отличаются высочайшей точностью и огромной функциональностью, поскольку постоянно совершенствуются технологии их производства.

Можно выделить ключевые требования, которые предъявляются к современным аппаратам:

• Высокая устойчивость к воздействию внешних факторов;
• Высокая точность измерения;
• Возможность сохранения информации на разных носителях;
• Легкость и удобство в эксплуатации;
• Удобная конструкция и малый вес;
• Выгодная цена.

Оптические нивелиры – в чем их преимущество?

Оптические или призменные нивелиры являются одними из наиболее популярных. Они представляют собой прибор, который состоит из основного блока и подставки (триггера). При выполнении замеров все действия осуществляются вручную: фиксирование положения, выравнивание, настраивание фокуса окуляра, регулировка положения зрительной трубы. Установив и настроив аппарат, можно приступать непосредственно к замеру. Пользоваться оптическим нивелиром очень просто. Для этого потребуется как минимум два человека, поскольку первый фиксирует специальную рейку с нанесенной на нее шкалой деления ценой 10 мм, тогда как его партнер производит все необходимые замеры, параллельно записывая нужные сведения в тетрадь.

Оптический нивелир

Оптические нивелиры, в свою очередь, подразделяются на несколько категорий, в соответствии с Государственной нивелирной сетью Российской Федерации:

I класс – в него входят высокоточные приборы с минимальным уровнем погрешности, предназначенные для выполнения геодезических работ. Добиться малых погрешностей удалось благодаря эффекту прямого и обратного изображения, а также встроенной зрительной трубе. Аппаратами первого класса в основном пользуются исследователи и геодезисты, которым требуется максимальная точность в показаниях.

II класс – к данной категории относятся устройства, в которых имеется компенсатор и зрительная труба только прямого изображения. Погрешность находится на вполне приемлемом уровне, а производство ведется в соответствии со всеми нормами и стандартами ГОСТа, что подтверждается постоянными сертификациями на предмет качества. Нивелиры второго класса отлично справляются с замерами на близком расстоянии. Это может быть очень полезно в тех случаях, когда у геодезистов нет возможности пододвинуть аппаратуру.

III класс – так называемые технические нивелиры, у которых имеется либо уровень, либо компенсатор, либо оба устройства одновременно. Стоимость подобных агрегатов на порядок меньше. Они превосходно подойдут для использования в быту, где не требуются сверхточные результаты. Тем не менее, погрешность здесь не очень большая, поэтому некоторые профессиональные строители прибегают к их помощи в условиях ограниченных финансовых возможностей.

Работа с нивелиром данной категории не отличается особой сложностью, поскольку прибор непривередлив к погодным условиям, может работать без электричества и батареек. Все, что необходимо для проведения замеров, – это освещение, а также аккуратное обращение с самим нивелиром. Сильные удары и механические повреждения могут стать причиной разбалансировки системы и, как следствие, получения некорректных сведений.

Лазерные нивелиры – следующая ступень развития техники

Лазерные нивелиры представляют собой новую ступень в измерительной технике. Они отличаются от прочих приборов наличием лазерного излучателя, функция которого заключается в проецировании лучей на поверхность. Если научиться правильно пользоваться нивелиром этого типа, то выполнение всех работ займет значительно меньше времени, чем при пользовании оптическими приборами. Помимо большой скорости проведения замеров можно отметить высокую точность, которая соответствует 99 процентам. Это позволяет строить долговечные и надежные здания, в которых не будет перекосов.

Работа с лазерным нивелиром

Как и в случае с оптическими приборами, лазерные нивелиры также подразделяются на несколько категорий в зависимости от типа выполняемых работ:

1. Ротационный нивелир. Этот аппарат оборудован вращающейся на скорости 600 оборотов в минуту головкой с двумя лазерами. За счет этого появляется возможность проецировать лучи на 360 градусов. При необходимости скорость можно изменить, чтобы добиться большей четкости лучей. Этот тип нивелиров будет незаменим при выполнении внешней или внутренней отделки комнат, а также при установке окон из ПВХ.
2. Точечный нивелир. Его особенность заключается в том, что на поверхность проецируются только точки. Лазер двигается в вертикальной и горизонтальной плоскости, благодаря чему можно замерять и ровнять поверхность на потолке и даже стенах.
3. Линейный нивелир. При его включении появляется отлично просматриваемая линия луча, в соответствии с которой можно быстро и легко делать отметки. В дальнейшем в указанных отметках можно сверлить отверстия с целью монтажа, к примеру, металлических конструкций.
4. Комбинированный нивелир. Среди ключевых особенностей данного класса аппаратуры можно выделить проецирование до шести ортогональных линий: отвесную, наклонную, линии вниз, вверх, вправо и влево. Лазер при этом работает как линейно, так и точечно. Совмещение функций нескольких приборов сказалось и на цене нивелира, который стоит несколько дороже прочих аналогов.
5. Построители плоскостей. Еще один вид довольно дорогих приборов, которыми пользуются обычно профессиональные геодезисты. С их помощью можно определить точки зенита и надира на поверхности, спроектировать линии по диагонали, вертикали, горизонтали, а также определить разницу высот различных предметов.

Нивелиры, оборудованные лазерным излучателем, нашли применение в построении перпендикулярных линий. Польза этого устройства будет видна в случае укладки ламината или паркета на пол, оклейки стен обоями, а также во время выкладки перегородок или стен в квартире.

На что обращать внимание при покупке нивелира?

Зная, как работать с нивелиром, можно выполнить все необходимые замеры. Но следует учитывать характеристики каждого отдельного прибора, чтобы в полном объеме выполнить поставленную задачу. В первую очередь нужно определиться со сферой применения: при проектировании крупных объектов, на строительной площадке или же дома.

Компактный лазерный нивелир

Исходя из целей использования можно задуматься о его технических характеристиках. Для бытового нивелира дальность может составлять от 10 до 40 метров. Этого более чем достаточно, чтобы выполнять работы внутри помещений, а также определять горизонтали фундамента. Дальность же профессиональных аппаратов значительно больше, она достигает 100 метров и больше. В некоторых моделях предусмотрена возможность установки дополнительных приемников, изменяющих диапазон расстояний до 600 метров.

Большое значение также имеет длина волны и количество лучей. В зависимости от вида техники число проекций достигает пяти. От этого параметра зависит спектр возможностей при монтаже и проектировке конструкций. Как правило, используются лучи с длиной волны 635 нанометров. Человеческий глаз вполне способен увидеть данный луч и идентифицировать его как красный. Однако некоторые приборы работают с другими частотами, видимый свет при которых приобретает более удобный для зрения зеленый оттенок. Но стоимость таких устройств несколько выше.

Помните, что стоимость нивелира увеличивается пропорционально его точности и дальности

Следующей характеристикой, на которой следует заострить внимание, является погрешность. Наиболее точные устройства могут похвастаться погрешностью, не превышающей 0,3 мм. В некоторых моделях имеются встроенные датчики самовыравнивания или компенсаторы. В домашних условиях указанные функции могут и не потребоваться, поэтому стоит дважды подумать, есть ли резон существенно переплачивать за функции, которые, скорее всего, и не пригодятся при выполнении строительных работ.

Следует знать, что некоторые аппараты для замеров расстояний подвержены влиянию погоды. Этот фактор имеет значение в том случае, если измерения будут проводиться зимой в минусовую температуру. В таких случаях необходимо отдавать предпочтение электронной технике, исправно работающей при температурах от -20 до +40 градусов по шкале Цельсия.

Для получения максимально точных расчетов надо знать, как пользоваться нивелиром. Кроме этого, нельзя забывать о правильной установке и настройке прибора. Так, покупать нужно именно ту модель, с которой проще и удобнее делать замеры. Некоторые бытовые нивелиры весят порядка 250 грамм, они отличаются компактными размерами. А устройства, которыми пользуются геодезисты, могут весить до двух килограмм. Штатив также важен, при его покупке нужно брать в расчет жесткость и вес. Вес не должен быть меньше половины веса нивелира, а жесткость должна быть максимальной, чтобы исключить случайные движения прибора.

На протяжении очень долгого времени именно нивелир выступает в качестве основного прибора для проведения замеров расстояний между объектами. Область использования постепенно расширяется, а благодаря постоянному техническому прогрессу можно ожидать появления усовершенствованных аппаратов с новыми функциями и возможностями.

Что такое нивелир и как его применять?

Среди базовых критериев оценки качества строительной работы можно отметить корректность в расположении плоскостей и наклонов. Даже качество материалов и способы крепления не всегда гарантируют достаточный запас надежности и прочности объекта, если изначально было неправильно рассчитано положение элемента или конструкции. Чтобы исключить подобные огрехи, специалисты используют нивелиры. С помощью этого инструмента строитель может определить расстояние, выполнить корректную разметку, вычислить правильный угол наклона и т. д. Для понимания, что такое нивелир и как им пользоваться, следует ознакомиться с его устройством, принципом работы и разновидностями. Сегодня этот прибор является обязательным в арсенале не только профессиональных инженеров и монтажников, но зачастую и в хозяйстве рядовых граждан, которые самостоятельно выполняют ремонтные операции или работы на земле.

Что представляет собой нивелир?

Если строго подходить к позиционированию данного инструмента, то он, скорее, будет принадлежать к сфере геодезии. Но, поскольку сегодня измерительные задачи востребованы в огромном спектре разных областей, целесообразно рассматривать в более широком ключе понятие того, что такое нивелир. Определение может быть следующим – это прибор, предназначенный для определения разностей в высотах между несколькими крупными и мелкими клетками на поверхности по отношению к условному уровню. С конструкционной точки зрения большинство устройств этого типа предполагают наличие двух основных элементов – ригельной трубы при уровне и компенсатора наклона. Для корректировки трубы в конструкции предусмотрен и элевационный винт. С его помощью специалист выравнивает положение обзора по горизонтали. Простейшие цилиндрические модели обычно имеют компактные размеры, что делает их удобным средством проведения измерений.

Назначение нивелира

Хотя первостепенную роль нивелир играет в работе геодезистов, спектр вариантов его использования выходит далеко за рамки не только проектирования, но и строительства в целом. Впрочем, для начала стоит определиться с тем, что такое нивелир в строительстве? Его начинают использовать с начального этапа исследования площади под сооружение объекта. Далее проводится разметка для фундамента, несущих стен, прокладки коммуникационных систем и т. д. В руках обычных пользователей нивелир поможет и в процессе выполнения отделочных работ, где точность важна уже с эстетической точки зрения. Если же говорить о том, что такое нивелир в других областях, то на первый план выйдет мебельное производство и другие виды промышленности, где важен точный расчет сборки деталей и конструкций. Отличие от уровня Уровень и нивелир в понимании большинства обывателей являются идентичным инструментом. Более того, даже строители подчас называют этими терминами один и тот же прибор. Грубой ошибки в этом нет, так как, действительно, эти инструменты работают по схожим принципам и решают примерно одинаковые задачи. И все же для более ясного представления об этих приспособлениях следует определиться, чем отличается уровень?

Нивелир, к примеру, это прибор, который способен работать с одной точкой опоры, вращаясь по всей остальной окружности. В свою очередь, действие уровня распространяется лишь на две точки, между которыми и прокладывается нужная горизонталь. Опять же, строгого разграничения в этих устройствах проводить не стоит, поскольку они оба могут быть задействованы при решении аналогичных задач, но при работе на разных по масштабу и сложности объектах.

Оптические нивелиры

Такие модели нивелиров снабжаются объективами, в которых линзы имеют большой потенциал увеличения, а также шкалой с делениями по градусам. Их часто применяют в замерах высотных перепадов и наклонов на открытой площади. На вопрос о том, что такое оптический нивелир по своему устройству, однозначный ответ дать сложно, так как существует несколько конструкций данного типа. Как правило, разделяют две категории – точные и высокоточные. В первую входит нивелир технический, который имеет трубу с прямым изображением. И наоборот, высокоточные устройства отличаются возможностью обеспечения и обратной «картинки», что и позволяет им выдавать лучшие результаты измерений. Независимо от внутреннего устройства оптические модели имеют металлический корпус, надежную защиту от механических повреждений, а также изоляцию от частиц пыли, воды и других инородных тел.

Лазерные нивелиры

Работа таких приборов основана на возможности проецирования луча. Исходя из положения последнего, строители быстро и точно определяют высоту и составляют разметку. Для более полного представления о том, что такое лазерный нивелир, следует отметить его отличия от оптических аналогов. Главная разница заключается в отсутствии зрительной трубы, благодаря чему упрощается настройка прибора. Собственно, легкость в работе с такими моделями и сделала их самым популярным видом нивелиров среди неспециалистов. Разметка без труда наносится на потолки и стены, причем с одинаковой точностью как в помещениях, так и снаружи. Именно такие устройства показывают наибольшую эффективность при работе с отделкой – например, в оклейке обоев, укладке плитки и в других операциях. Обычно лазерные приборы имеют два лучевых направления: по вертикали и горизонтали. Также встречаются устройства, которые проецируют отвесную и наклонную линии.

Данная классификация базируется на типе выравнивания устройств – он может быть автоматическим или ручным. Итак, для начала следует разобраться с вопросом: автоматический нивелир – что это такое?

Этот вариант еще называется самовыравнивающимся, так как он определяет оптимальное положение штатива независимо от характеристик поверхности, на которой установлен прибор. Ручные модели в этом смысле менее удобны, так как их должен корректировать сам пользователь. Для упрощения задачи специалисты рекомендуют приобретать электронные модификации с наличием компенсаторов. Но важно учитывать, что и стоимость таких версий выше, чем обычных нивелиров. Для работы в помещении их технические достоинства могут быть излишними, однако на открытом грунте все же рекомендуются именно такие уровни.

Правила эксплуатации

Наибольшие затруднения вызывают оптические устройства, а с лазерными аналогами может справиться даже новичок в строительстве. Начинается работа с настройки прибора. Он должен четко показывать изображение, на котором можно различить мельчайшие детали. Для понимания тонкостей при выполнении настройки необходимо вспомнить, что такое нивелир и как он устроен. В оснащении он имеет оптическую трубу, окуляр и элементы регулировки – ими и следует направлять прибор на рабочую зону. Главное, чтобы шкала, которую можно видеть в трубе, была четко различима. Когда нивелир будет правильно установлен и четко настроен, необходимо навести его на шкалу рабочей рейки. Отметку, где пересекаются линии в окуляре и на рейке, в данном случае следует фиксировать на глаз и заносить в журнал. На основе этих сведений можно принять решение о том, требуется ли выравнивание почвы на данном участке.

Как проверить инструмент на точность?

Любое измерительное оборудование периодически нуждается в проверке на погрешности. К нивелирам это особенно относится, так как условия их эксплуатации нередко связаны с различными воздействиями механического характера. Для поддержания достоверности показаний прибора необходимо иметь представление о том, что такое поверка нивелира на точность? Это процедуру следует проводить на участке земли с твердым основанием, который огорожен стенами на противоположных сторонах. Сначала штатив устанавливается возле одной из этих стен. Отсюда устанавливается первая точка на заданной оси. Далее прибор разворачивается на вторую стену и задается вторая точка с поворотом на 180 градусов. Затем нивелир переставляется ко второй стене и выполняются аналогичные измерения – прибор нацеливается лучом на вторую отмеченную точку. В итоге разница в измерениях между первой и третьей точками и будет погрешностью. К слову, допустимый параметр отклонения находится в пределах 3 мм.

Заключение

Нивелир, как средство измерений в проектировании и строительстве, появился довольно давно и за все время существования пережил немало конструкционных модернизаций. Более того, именно в последние годы изготавливают больше всего версий этого прибора, среди которых и цифровые модели, предназначенные для профессиональных нужд. Кстати, по мере усложнения своей конструкции строительный нивелир становится доступнее для обычных пользователей. Это подтверждает своим примером лазерный прибор, с которым может справиться один неспециалист без сторонней помощи. Впрочем, усложнение технической части и повышение функциональности обуславливают и широкое разнообразие моделей. Так или иначе, отталкиваться в выборе нивелира следует из стоящих перед ним задач. Например, для работы в помещении при отделке целесообразно использовать обычный уровень, но если нужно задействовать прибор на неровном участке большой площади, то желательно остановить выбор на одной из современных лазерных версий.

Методы

Геометрическое нивелирование

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

Тригонометрическое нивелирование

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

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

Барометрическое нивелирование

Превышение определяется по значениям атмосферного давления при помощи полной барометрической формулы.

Гидростатическое нивелирование

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

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

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

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

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