Содержание
Нивели́р (от фр. niveler — «уравнивать», «ставить в уровень») — геодезический инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками земной поверхности. Основной метод определения превышений Геометрическое нивелирование.
Для приведения нивелира в рабочее положение служат подъёмные винты подставки, для точного горизонтирования визирной оси при взятии отсчёта — элевационный винт.
Маркировка нивелиров, выпускаемых в России, состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида: 3Н2КЛ. Здесь цифра 3 обозначает модификацию прибора, буква Н — нивелир, цифра 2 — среднеквадратическая погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К — наличие компенсатора, Л — наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов (обычно с точностью порядка одного градуса).
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.
В настоящее время существует терминологическая путаница понятий построитель плоскостей и Лазерный нивелир. Сам по себе такой прибор не является измерительным, то есть нивелиром. Однако при наличии измерительной нивелирной рейки и достаточной стабильности указания уровня (в соответствии требованиями точности измерения для оптических нивелиров по ГОСТ 10528-90), эти приборы можно считать нивелирами. Если же требования по точности измерения, которые можно выполнить по проецируемой линии, не соответствуют этим требованиям, подобные приборы следует считать лазерными уровнями (большинство бытовых приборов), что соответствует функциям строительных уровней согласно ГОСТ 9416-83 по проверке горизонтальных и вертикальных плоскостей, но не измерению разности высот.
Для профессиональных строителей и геодезистов нивелир является обязательным прибором.
Он позволяет выполнять измерения и производить вычисления с высоко точностью.
Огромное количество видов этого прибора позволяет подобрать подходящий вариант для большинства задач, начиная с несложного домашнего ремонта, заканчивая созданием крупных архитектурных проектов.
Назначение нивелира
Одной из важнейших геодезических работ, проводимых при строительстве каких-либо объектов, является нивелирование.
Для этих целей применяется соответствующий инструмент –нивелир.
Целью данной операций является определение на местности разности высот конкретных точек, а также изучение форм рельефа.
Нивелиры используются при:
- проектировании, и создании геодезических структур высокой точности;
- монтаже технического оснащения и конструкций, например, для установки столбов ЛЭП;
- декорировании местности, выравнивании больших площадей;
- прогнозировании величины оседания каких-либо построек;
- строительных работах внутри помещений, например, монтаже полов, потолков.
В быту нивелиры часто применяют при ремонте помещений.
Для этих целей существует отдельный вид приборов, которые часто называют лазерными уровнями.
Они проецируют на плоские поверхности лазерные лучи и отлично подходят для разметки углов.
Кроме прочего, применение лазерного нивелира обеспечивает точность укладки кафеля и любого материала, где требуется соблюдение прямых углов и линии.
По этой причине прибор используют и для оклейки обоев, где требуется соблюдать строго вертикальные линии стыков.
Для электрика нивелир также будет полезен.
С его помощью можно четко позиционировать расположение розеток, выключателей, предохранительных щитов на одном уровне от пола, либо же относительно горизонта.
Также в быту используют простейшие гидростатические нивелиры, работающие по принципу двух сообщающихся сосудов с жидкостью.
Устройство и характеристики
Самый простой нивелир это оптический прибор, состоящий из пузырькового уровня в виде цилиндра, зрительной трубы с увеличением и визирной оси.
Настройка трубы выполняется оператором в зависимости от позиции исследуемого объекта.
Для выполнения измерений, такой нивелир работает в паре с нитяным дальномером и рейкой с сантиметровыми делениями.
Цифровые модели по принципу работы и строению схожи с оптическими, однако, все расчеты выполняются автоматически, что исключает ошибки оператора, а затем отображаются на экране.
Иной принцип работы у лазерных нивелиров, как и их устройство.
Лазерный луч достигая поверхности объекта, определяет имеющиеся отклонения.
Сегодня такой инструмент является самым распространенным.
Чтобы отклонения были четко видны, нивелиры имеют яркий красный луч, который отчетливо видно внутри помещений.
Для работы на открытом пространстве используется прибор с зеленым лучом.
Этот цвет, за счет своей длинны волны, лучше воспринимается человеческим глазом, а к тому же является более мощным и дальнобойным.
Приборы могут устанавливаться на штативе с градуированным лимбом, который позволяет выполнить приблизительное измерение горизонтальных углов.
Для оптических нивелиров был разработан стандарт ГОСТ 10528-90, в котором указаны информационные данные о приборах, основные параметры и типы, предъявляемые технические требования и методы испытаний.
Этот стандарт заменил устаревший ГОСТ 10528-76.
Согласно ГОСТу, каждый оптический нивелир должен относится к одному из следующих классов:
- Высокоточный – квадратическая погрешность на 1 км хода не превышает 0,5 мм.
- Точный – погрешность не превышает 3 мм.
- Технический – погрешность не более 10 мм.
Материал
Штативы для нивелиров изготавливают чаще всего из алюминия, так как данный материал имеет небольшой вес, но при этом обладает высокой прочностью.
Подобные характеристики положительно сказываются на удобстве транспортировки оборудования.
Также материалом для триног выступает дерево, за счет чего их стоимость выше, но и устойчивость лучше.
Мини-штативы компактного размера изготавливают преимущественно из стеклопластика.
Сами нивелиры должны обладать высокой прочностью.
По этой причине для изготовления корпуса качественных моделей используют преимущественно металл или специальный пластик.
Элементы настройки, например, винты, могут быть пластиковыми или металлическими.
Размеры и вес
В зависимости от типа нивелира, а также материала изготовления, ориентировочный вес составляет от 0,4 до 2 кг.
Оптические модели в среднем весят 1,2 – 1,7 кг.
При использовании дополнительного оборудования, например, триноги, масса повышается до 5 кг и более.
Ориентировочные размеры оптических нивелиров:
- Длина: 120 – 200 мм;
- Ширина: 110 – 140 мм;
- Высота: 120 – 220 мм.
Виды нивелиров, их возможности и цена
По конструкции нивелир может быть:
Оптический
Используется для проведения различных геодезических работ, при строительстве и ремонте дорог.
Предназначен для определения разницы перепада высот точек, а также расстояния между ними.
Определение углов наклона и перепадов высот производится посредством градуированной шкалы, нанесенной на стекло.
Для правильной установки прибора относительно горизонта используется пузырьковый уровень.
Для гашения колебаний, а также для обеспечения устойчивости, такие нивелиры оснащаются магнитным демпфером или воздушным компенсатором.
Стоимость начинается от 8 тыс. рублей.
Цифровой (электронный)
Современный геодезический прибор, который с высокой точностью снимает отсчет по специальной рейке.
Конструкция совмещает в себе одновременно нивелир оптического типа, электронное запоминающее устройство, а также встроенное ПО, обрабатывающее данные.
Электронный нивелир работает быстро и исключает ошибки оператора.
Для выполнения измерений необходимо сфокусироваться на рейке, и по нажатии кнопки прибор отобразит все необходимые значения на экране.
Стоимость самых простых моделей начинается от 80 тыс. рублей.
Лазерный
Позволяет выполнять построение вертикальных, горизонтальных и наклонных плоскостей с высокой точностью.
У некоторых приборов присутствует функция отвеса, за счет которой можно отмерять углы в 45° и 90°.
Другое название этого типа нивелира — лазерный строительный уровень, из-за сферы его применения.
Лазерные нивелиры, в свою очередь, делятся на следующие классы:
Позиционный (линейный)
Наиболее распространенный тип уровня.
Посредством линз и призм происходит преломление светового потока, и в итоге выстраиваются статичные линии, ориентированные в пространстве с высокой точностью.
Такие построители плоскостей имеют угол раскрытия до 110° — 130°.
Используют их преимущественно внутри помещений.
Стоимость начинается от 2 тыс. рублей.
Более профессиональные модели обойдутся в 7 – 8 тыс. рублей.
Ротационный
Применяется в основном на открытых строительных площадках, так как имеет большую дальность, что отражается на его стоимости.
Уровень формирует за счет луча точку, которая, посредством быстрого вращательного движения механизма, очерчивает плоскость.
Стоимость – от 7 тыс. рублей.
В солнечную погоду линию, очерчиваемую движущимся лучом, часто невозможно разглядеть.
По этой причине используют модели с приемником излучения, представляющим собой отдельное электронное устройство.
При наведении лазера на фотоэлемент такого приемника, прибор издает звуковой или визуальный сигнал.
Точечный
Испускает прямой световой луч, который, при пересечении с каким-либо объектом, формирует на нем точку.
Цена профессиональных моделей начинается от 6 тыс. рублей.
Лазерный нивелир, имеющий возможность проецировать лучи во всех трех плоскостях получил название 3D уровень.
По способу выставления инструмента (типу выравнивания), лазерные уровни делятся на:
• Ручной – настройка выполняется оператором посредством обыкновенных уровней пузырькового типа, расположенных на корпусе. Точное позиционирование выполняется винтовыми верньерами.
• Самовыравнивающийся – подстройка выполняется посредством различных встроенных механизмов.
Другое название – автоматический нивелир.
Так, система электронного выравнивания самостоятельно компенсирует до 15% погрешности отклонения от горизонта за счет анализа информации от специальных датчиков и последующей подстройки сервоприводами.
Маятниковое выравнивание компенсирует механическим способом до 5% отклонения при помощи вмонтированного постоянного магнита.
• Комбинированный – одновременно использует несколько способов выравнивания.
По цвету луча лазерные уровни бывают двух видов:
• С зеленым лучом.
Используется для работы на улице, так как длинна волны луча составляет 532 нм.
Такой цвет не только лучше воспринимается глазом, но и способен строить плоскости на удалении до 1 км.
При ярком солнечном освещении луч часто невозможно разглядеть.
• С красным лучом – применяется для работы в помещениях.
Длинна волны в 635 нм, в зависимости от конкретной модели, обеспечивает дальность действия 10 – 500 м.
Для работы лазерного прибора требуется источник питания.
Чаще всего это встроенный или съемный аккумулятор, который требует периодической подзарядки.
Для работы небольших приборов, способных поместиться в кармане, используются одноразовые батарейки.
Реже всего можно встретить сетевые варианты, для функционирования которых требуется их подключение к бытовой электросети.
Гидростатическое нивелирование – еще один точный способ измерения перепадов высот, используемый преимущественно в строительстве.
Для него требуется гидроуровень – длинный прозрачный шланг, заполненный жидкостью.
Измерительный процесс основан на законе сообщающихся сосудов Паскаля, позволяет оценить высоты объектов, находящихся не в прямой видимости.
Как выбрать нивелир?
Выбирая бытовой лазерный нивелир, нет смысла тратиться на дорогостоящий прибор, так как даже бюджетные модели позволят выполнять разметку внутри комнат любых размеров.
Для этого будет вполне достаточно минимальной длины луча.
Кроме того, чем меньше размеры помещения, тем меньшими будут угловые погрешности.
Достаточно осмотреть корпус на наличие повреждений, а также проверить лазерный уровень пузырьковым аналогом.
При выборе полупрофессиональных моделей, а также приборов для профессиональной строительной и геодезической деятельности, важными параметрами, на которые следует обратить внимание, будут:
• Количество лучей. К стандартным двум лучам, строящим линии по вертикали и горизонтали, добавляются несколько дополнительных. Как правило, расположены они по бокам устройства.
• Дальность свечения. Если этот параметр, который указывается производителем, равен 30 метрам, лучи буду светить и на большие дистанции. Но следует помнить, что по превышению указанного порога дальности, их толщина увеличивается, что приводит к снижению точности отметок.
• Наличие системы самовыравнивания. Это позволит экономить время на точном позиционировании устройства относительно горизонта.
• Угол развертки лучей. Хорошо, если этот параметр составит 110° — 130°.
• Элементы питания. Чем они проще, тем лучше. В идеальном случае прибору для работы необходимо будет две или три пальчиковые батарейки типа ААА. Также хороший вариант – аккумуляторная батарея.
В комплект поставки некоторых моделей входят защитные лазерные очки.
Они не только предохраняют глаза от воздействия излучения приборов, но в них и сам луч видно лучше при любой погоде.
Для комфортной работы также нужен штатив, особенно в тех случаях, когда прибор нужно приподнять на определенную высоту.
Для фиксации нивелира в различных местах требуется крепление типа “прищепка”.
Более удобным будет вариант с универсальным магнитным креплением.
Прибор с богатой комплектацией обойдется дороже, но, если покупать аксессуары по отдельности, их стоимость выйдет еще выше.
• Профессиональный нивелир оснащается дополнительными регулировками.
В частности, модели с мини-штативами, которые расположены прямо в корпусе, имеют винты плавной наводки, которые позволяют выполнить настройку прибора максимально правильно.
Кроме прочего, нивелиры должны иметь надежную защиту от пыли и других внешних факторов.
Определить степень защиту можно по маркировке.
Стандартной принято считать IP54 – влагоустойчивое устройство, которое подойдет для работы и под дождем, и на пыльной строительной площадке.
Для защиты от падения нивелиры должны иметь противоударный корпус и демпферные накладки.
Некоторые модели оснащаются внутренними амортизаторами, которые защищают электронные компоненты от повреждений.
Что нужно знать о нивелирах?
• Можно продлить время работы лазерного нивелира на одном заряде, отключив неиспользуемые лучи.
Такая экономия батареи будет особенно полезной для “прожорливых” ротационных приборов.
• Поддержка дистанционного управления упрощает работу с нивелиром на больших строительных площадках.
• Оптические нивелиры, в зависимости от конструкции, могут давать как нормальное, так и перевернутое изображение.
Для последних выпускается нивелирная рейка с перевернутыми числами.
При проведении замеров повышенной точности применяют рейки из специального сплава – инвара.
Строительный нивелир необходим для того, чтобы идеально выровнять углы, определить вертикали и горизонтали. Этот инструмент имеет давнюю историю. Раньше люди использовали различные приспособления, отвесы для выравнивания поверхностей, определения углов и пр.
Со временем появились строительные уровни. Теперь одним из самых популярных и точных инструментов стал лазерный нивелир.
Краткое содержимое статьи:
Характеристики и преимущества лазерных уровней
Основа такого нивелира – лазерный излучатель. С его помощью лазерный луч проецируется на поверхности. Теперь очень легко определить, есть ли отклонение от горизонтальной или вертикальной линии.
Точность лазерного уровня составляет порядка 99%. Поэтому при использовании таких нивелиров получаются идеально выровненные поверхности, выдерживается горизонтальное и вертикальное положение стен, перегородок, перекрытий.
Выделяют следующие основные достоинства лазерного нивелира:
- Минимальная погрешность при измерениях. Как уже было отмечено, точность измерений цифрового нивелира составляет 99% и более.
- Яркий и тонкий лазерный луч видно издалека, отметить нужную точку не составит труда.
- Прибор прост в использовании. С ним может работать каждый.
- Быстрота измерений.
Для проведения измерений и определения уровня отклонения от горизонтали и вертикали достаточно одного человека. Лазер сам определит все точки, этот нивелир не нужно держать. Вы просто устанавливаете его на поверхность и он определяет все погрешности и отклонения.
Виды лазерных нивелиров
Производители лазерных нивелиров выпускают несколько разновидностей этих измерительных приборов.
Ротационные нивелиры. У измерителей такого типа присутствует вращающаяся головка с двумя лазерами. В результате вращения проецирование луча осуществляется сразу на 360°.
Точечные лазерные нивелиры. Основная особенность этого прибора – проекция луча на поверхность в виде точек.
Линейные нивелиры. Этот тип лазерных уровней – самый популярный. Именно линейных нивелиров продается больше всего.
Принцип действия – на поверхность проецируется линия. С помощью этого нивелира удобно выравнивать и вешать планки, карнизы и пр.
Комбинированные нивелиры. Измерительные приборы такого типа проецируют до 5 линий различного направления: наклонные, отвесные, линии, направленные вверх, вправо, влево, вниз от заданной точки.
Построители плоскостей. С их помощью определяют перепады высот, проектируют линии не только по вертикали и горизонтали, но и по диагонали. Также построитель плоскостей способен установить точки надира и зенита.
Как выбрать лазерный нивелир?
Сначала изучите характеристики нивелира. Вы должны сначала определиться, какой тип прибора вам необходим, а потом уже изучать конкретные характеристики той или иной модели.
Уточните, какую погрешность имеет лазерный нивелир. Чем меньше погрешность, тем лучше. Последние модели нивелиров имеют погрешность всего в полмиллиметра на 10 метров. Ротационные измерители уровня считаются самыми точными.
Дальность действия. Эту информацию пишут в инструкции к прибору, ее же можно найти на сайтах производителя или магазина строительного инструмента.
Когда вы изучаете характеристики ротационного устройства, обратите внимание на то, указан радиус или диаметр рабочей зоны измерителя. Замечено, что известные бренды даже занижают показатели размера дальности действия нивелира. И это лучше, чем завышенные цифры.
Характеристики лазерного луча. Это класс, длина волны, мощность. Эта информация содержится в паспорте на изделие. Наиболее распространены лазерные нивелиры с красным лучом длиной волны 635 Нм. Выпускают нивелиры с лазерным лучом зеленого цвета. Его длина равняется 532 Нм.
Самовыравнивание. Лучше купить нивелир, в котором предельный угол равен 5°. Обратите внимание и на время настройки компенсатора. Чем этот показатель меньше, тем лучше.
Отлично, если в нивелире присутствует отключение самовыравнивания. Оно нужно, если работаете на склоне или прибор необходимо передвигать.
Источник питания. Как пользоваться нивелиром, если мощности его питания хватает на небольшой промежуток времени. Модели лазерных нивелиров попроще могут работать на пальчиковых батарейках. Ротационным нивелиром батареек недостаточно. Они на аккумуляторах.
Более дорогие модели линейных и комбинированных лазерных нивелиров тоже используют аккумуляторный источник питания. Обратите внимание на емкость аккумулятора и время его подзаряда.
Температура, при которой может храниться и работать прибор. Чем больше температурный диапазон для использования лазерного нивелира, тем он универсальный. Нивелиры проверенных производителей нормально работают и при -20°С до +50°С.
Показатель защиты корпуса от внешних воздействий. IP54 – такая маркировка говорит о том, что нивелир можно эксплуатировать в условиях пыльного помещения или на открытом воздухе, где тоже пыльно. Чтобы уберечь прибор от повреждений при падении, используют демпферные накладки.
Комплектация лазерного нивелира. Обратите внимание на комплект дополнительных аксессуаров, продающихся с нивелиром.
Нужны ли вам все эти вещи? Если да, то выбирайте комплект из большого количества дополнений и устройств. Это могут быть штатив, пульт дистанционного управления, аккумуляторы, очки для более четкого видения лазерного луча и пр.
Компания – производитель. Наиболее известные бренды – это Bosch, Condtrol, Matrix, Карго. Бош – очень качественные нивелиры, но стоят дорого. Сейчас можно нарваться на подделку под известный бренд, поэтому нужно быть внимательным втройне при выборе нивелира.
Перед тем, как пойти купить лазерный уровень, посмотрите фото нивелира в интернете, изучите его характеристики и отзывы о нем. Только после тщательного изучения характеристик и возможностей прибора можно делать выбор в пользу той или иной модели.
