Нівелір – один з найпоширеніших геодезичних приладів, призначених для оцінки різниці двох, трьох і більше висот щодо деякої постійної. Сьогодні без нього не виробляються жодна з робіт при розмітці місцевості, зведенні ліній електропередач, розрахунку будівництва доріг, будівель і так далі. Широко застосовуються дані прилади й при всіляких ремонтних роботах, таких як:
Заливка підлог;
Спорудження фундаментів;
Оштукатурювання стін (установка маячків);
Установка сходів;
Поклейка шпалер;
Укладання плитки та інші.
З чого все починалося
Історія на сьогоднішній день має в своєму розпорядженні документальне підтвердження того, що людство знало і використовувало нівеліри ще в другому столітті до нашої ери. Це були сполучені посудини, з’єднані прозорим гнучким елементом.
На початку XVII століття Галілео Галілей винайшов першу зорову трубу. Через кілька десятиліть на стеклах цих приладів з’явилися дальномірні нитки. Лише в 1890 році будівельники отримали по-справжньому закінчений і досить точний нівелір. Відрадно, що свій внесок в даний винахід внесли і російські вчені.
Чи не зупиняються дослідження в справі модернізації та поліпшення експлуатаційних характеристик і сьогодні. Окремі лабораторії і цілі інститути Німеччини і Росії, Китаю і США. Японії і Швейцарії продовжують вносити свою лепту в прагненні приладу до досконалості.
Нівелювання
Дане поняття походить від французького «nivèlement» – вирівнювання. Ця процедура проводиться, коли необхідно визначити різницю висот точок простору. За «нульову позначку» тут можуть прийматися, як певні горизонталі, так і такі константи, як наприклад, рівень світового океану.
Без нівелювання місцевості не починається жодна серйозна будівництво, жоден масштабний проект в архітектурі. На сьогодні існує достатня кількість способів визначення відхилення рельєфу місцевості від певної горизонталі:
Геометричне – даннийспособ заснований на принципах роботи нівелірів або рейок (про це ми розповімо в даній статті більш детально);
Трігонометріческоенівелірованіе проводиться за допомогою кутомірних приладів (теодолітів або тахеометрів);
Барометричне – як відомо, атмосферний тиск сильно залежить від висоти розташування об’єктів. Цілком логічно, що барометри при даному способі – головні помічники;
Гідростатичний – спосіб заснований на властивості води перебувати в сполучених посудинах на одному рівні;
Супутникове – нівелювання засноване на вимірі часу проходження відбитого сигналу;
Радіолокаційне – спосіб, як і попередній ловить реакцію на перешкоду радіосигналів.
Під кожен вид нівелювання людство передбачив конкретні прилади. Процес їх модернізації, підвищення точності вимірювань і зручності використання продовжується і понині.
Нівелір: як влаштований?
Найпростішими вважаються оптичні. Дані прилади є комплексом пристроїв (приладів), об’єднаних однією метою. Так бульбашковий рівень відповідає за горизонталь розташування самого приладу. Далекомір – відповідає за точність вимірювання відстані до об’єкта.
Найпоширенішим видом далекоміра є об’єктив з лінзами, здатними багаторазово наближати (збільшувати) спостережувані об’єкти. Як еталон і налагоджувальника вимірювань виступає спеціальна рейка.
Налаштування (юстирування) горизонталі в даних приладах здійснюється опорними гвинтами. Їх кількість – три, що збігається з кількістю точок, що визначають площину.
Зазвичай при даному способі вимірювання бере участь від двох до трьох осіб. При своїй простоті даний спосіб все ж є трудомістким, розтягнутим у часі, підвладний помилок, хоча, і досить точним.
Говорячи про більш простих і менш масштабних вимірах, можна згадати елементарні рівні у вигляді порожнистої трубки з прозорими стінками. Вода, поміщена всередину, виконує роль датчика або досить точного індикатора для визначення висоти одного об’єкта щодо іншого. Цим приладом досі активно користуються в приватному будівництві і при різних ремонтних роботах.
Породженням століття космічних швидкостей і електроніки вважаються лазери. По-перше, це точні прилади. Мінімізувати похибки тут допомагають:
штатив;
Лімб – пристрій попереднього вимірювання кутів (у високоточних приладів він може бути відсутнім);
електроніка.
По-друге, завдяки можливості вимірювання відразу в декількох площинах, лазери дозволяють позначити вертикаль, горизонталь і віддаленість об’єктів в найширшому діапазоні. І при відмінній точності (помилки вимірювань тут обчислюються десятими частками міліметра).
Для довідки
Світловий промінь, який використовується тут, може бути, як червоного кольору (використовується в основному в закритих приміщеннях) так і зеленого – він краще видно на відкритих майданчиках.
Складові успіху
Чи не буде відкриттям, що точність вимірювань багато в чому залежить і від якості матеріалів з яких виготовлений прилад і від матеріалу, з якого вони виготовлені.
Найпопулярніший варіант виконання, як приладу, так і штатива до нього – алюміній. Він легкий і одночасно міцний. Цей кольоровий метал істотно полегшує конструкцію, що важливо при транспортуванні.
Конкуренцію тут може скласти тільки склопластик, але перевагу йому віддають при виготовленні невеликих (до 50-70 см заввишки) штативів.
Класичні триноги з дерева все ще присутні на ринку, хоча і дорожче своїх конкурентів.
Безпосередньо про самих приладах
оптичний
Професійний інструмент для визначення різниці висот, кутів нахилу і віддаленості об’єктів при ремонті старих і будівництво нових доріг.
Контроль горизонтального положення самого нівеліра здійснюється по бульбашкового рівня. Стабільність забезпечується повітряним компенсатором, магнітним демпфером або завдяки механічної налаштування.
Основна та додаткова шкала приладу знаходяться безпосередньо на склі приладу. Остаточні результати визначаються за спеціальними таблицями. Істотно полегшити процес вимірювання і обчислення дозволяють більш сучасні – електронні нівеліри.
Цифровий (він же електронний)
Для довідки
За кордоном цей тип нівелірів має маркування DigitalLevel. Принцип роботи заснований з автоматичного зчитування штрих-коду і рейки і цифрової обробки даних процесором.
лазери призначені головним чином для побудови точок і площин. Області застосування їх: при ремонті, реконструкції та модернізації всередині приміщень – основні, але не єдині. Планування ландшафту, розмітка місця під майбутнє будівництво – теж зони «відповідальності» даних приладів.
Для довідки
Суть процесу всередині даних приладів полягає в перетворенні променя світла в горизонтальну, вертикальну або похилу площину. Саме це дозволяє моментально отримувати горизонт (вертикаль або ухил) за завданням або факту вимірювань.
При цьому лазери можуть виконувати відразу кілька завдань. Так, наприклад, поміщений в кімнату, він може показати горизонталь відразу на всіх стінах, позначити кут нахилу або ідеальний схил.
Додатковими опціями тут можуть бути: електронне вирівнювання «нульовий» горизонталі, проектування в об’ємному форматі «3D», пам’ять на 10, 20 і 50 раніше проведених вимірювань, управління з окремою клавіатури та інші.
Лазери можуть працювати, як з червоним променем, так і з зеленим. Перший – найбільш практичний всередині приміщень і гарантує високу точність в діапазоні від 0 до 500 метрів. Більш видимий в сонячному спектрі – зелений промінь частіше використовується на відкритих майданчиках, де йому «підвладні» відстані навіть в 1 км.
Як вибрати оптимальний прилад
Згідно з народною мудрістю, інструмент повинен відповідати поставленим перед ним завдання. Іншими словами, для допомоги в ремонті квартири або будинку – досить придбати побутової нівелір з діапазоном вимірювань від 5 до 50 метрів. Цього цілком вистачить для якісної оцінки і розмітки, як в самому приміщенні, так і на земельній ділянці за його межами.
Обов’язковою умовою для всіх даних приладів є наявність контролю горизонталі. Це може бути елементарний бульбашковий рівень. Виходячи з найпопулярніших робіт при ремонті оптимальний набір можливостей побутових нівелірів зводиться до визначення горизонталі і вертикалі. Прилади з більш широкими можливостями і більш точними вимірами відносяться до класу професійних і придбання їх вважається більш ніж нераціональним.
На замітку
Якщо знадобляться похилі поверхні – слід пошукати модель з трьома і навіть чотирма променями. Побутові прилади пропонують розгортки (величину регульованих кутів) до 130 градусів, що цілком достатньо для допомоги в реалізації більшості дизайнерських ідей.
Не буде зайвим знати про систему харчування придбаного нівеліра. Бажано, щоб це були стандартні елементи або акумулятор. Ексклюзивні рішення тут ні до чого. Від приладу, який не можна зарядити – мало пуття.
Корисна опція – наявність системи самовирівнювання. Вона виключить помилку при позиціонуванні і позбавить від необхідності трудомісткого і відповідального виставлення «нуля».
В якості додаткових аксесуарів вельми корисними будуть:
Захисні окуляри;
штатив;
Прищіпка для кріплення на вертикальних і похилих площинах;
Захисний корпус.
Захисні окуляри не тільки убезпечать зір працює з лазерним нівеліром, а й поліпшать бачення самого променя. Штатив зручний у випадках, коли нівелір необхідно розмістити на певній висоті над землею.
Прищіпка – при роботі з похилими поверхнями. Її альтернативою може служити універсальна магнітна накладка, здатна зафіксувати прилад на будь-якої металевої поверхні. Захисний корпус виключить псування приладу при попаданні вологи і вбереже його при випадковому падінні.
На замітку
Більшість виробників нівелірів привласнюють корпусам приладів коефіцієнти. Вони інформують про ступінь безпеки від впливу не тільки води, ударних навантажень, а й пилу, температури, ультрафіолету та інших факторів.
Якщо прилад купується без штатива – цінною інформацією на перспективу буде розмір гнізда для його кріплення. Рано чи пізно при активному використанні приладу необхідність в надійному кріпленні з’явиться, а значить пошук штатива зі знанням розміру сопрягаемого приладу буде максимально ефективним.
Вибираючи для своїх потреб нівелір, особливо звертаємо увагу на такі паспортні дані як:
точність вимірювання
Робоча довжина променя
Кількість випромінювачів (кількість площин вимірювання)
Тривалість безперервної роботи
Точність вимірювань для ремонтних робіт рівна плюс-мінус 0,2 мм на метр вважається достатньою. Робоча довжина променя або максимальне видалення об’єкта 40-50 метрів – більш ніж достатня значення навіть для власників просторих будинків і квартир. Час роботи приладу без підзарядки – величина важлива тільки за умови відсутності електропостачання на об’єкті. Практично кожен нівелір має можливість роботи як від елементів живлення, так і від мережі.
Про важливість «боєздатності»
Логічно, що точність вимірювань нівеліра важлива для будівництва та ремонту будь-якого масштабу. Періодична регулювання (юстирування) його показань прописана в інструкції по експлуатації, як обов’язковий захід і має строго регламентовані інтервали.
Зазвичай, професійні нівеліри перевіряються спеціальними організаціями в акредитованих лабораторіях. У домашніх умовах це можна зробити в будь-який час і при мінімальних витратах.
Приблизний алгоритм перевірки виглядає так:
Прилад встановлюють в просторі, де є як мінімум дві протилежні стіни.
Здається завдання проектування точки з кутом відбиття нуль градусів.
Отримана точка фіксується на стіні.
Здається точка відображення через 180 градусів.
Отримана точка так само фіксується.
Процедура повторюється кілька розмістити.
Вимірюється розкид показників (відстань між фіксованих точок).
На підставі отриманих результатів і допустимої похибки, гарантованої виробником і відповідає класу точності приладу робиться висновок. При перевищенні параметрів проводиться регулювання положення фокуса, товщини променя та інше.
Розбираємося в маркуванні
Отримати необхідну інформацію про той чи інший промисловому нівелір допоможе їх буквено-цифрове позначення. Наведемо мінімум корисної інформації в цьому напрямку.
Н-05 – високоточний нівелір для вимірювань першого і другого класу точності. Забезпечується мікрометрів оптичного типу. Похибка вимірів не перевищує 0,5 мм при контролі об’єкта, розташованого на відстані 1000 метрів. Область застосування подібних приладів:
Державні геодезичні мережі;
Лабораторії і полігони;
Інженерно-геодезичні роботи високого класу.
Н-3 – точний нівелір. Похибка вимірів не перевищує 3 мм при знаходженні об’єктів на видаленні 1 км. Популярний при вимірах третього і четвертого класу точності, а також при більшості інженерно-геодезичних дослідженнях.
Н-10 – нівелір технічний. Похибка вимірів даного приладу, згідно гарантії виробника, не перевищує десяти міліметрів при дослідженні об’єктів на видаленні 1000 метрів. Такими приладами користуються при більшості досліджень і оцінок ландшафту, а також в дорожньому і цивільному будівництві.
Для довідки
При наявності в конструкції нівеліра компенсатора – в маркування додається символ «К». Якщо в складі приладу присутня лімб – це відбивається символом «Л».
Як користуватися побутовим нівеліром
Навіть з урахуванням того, що дані лазерні прилади створюють навколо себе ауру складності – на ділі все набагато простіше. Безумовно, в залежності від проведення тих чи інших робіт існують деякі особливості і все ж алгоритм тут приблизно такий:
Підготовка приладу (зарядка, підключення елементів живлення, установка на штатив (при необхідності).
Контроль горизонту. При наявності автоматичного регулювання – даний пункт не актуальний. При ручному налаштуванні за допомогою гвинтів – добиваємося абсолютної (по можливості) горизонталі по бульбашкового рівня.
включення приладу.
Якщо перед вами стоїть завдання орієнтації підлогового покриття щодо центру кімнати або побудова рівня для поклейки «одягу» для стін – прилад видасть автоматично контрольні точки (або шукану лінію). При необхідності побудова горизонту на певній висоті – використовуємо штатив.
Для візуалізації похилих орієнтирів або розмітки по стелі – необхідно буде спочатку придбати прилад з трьома променями або скористатися мульти позиційним штативом.
Якщо жінки готові назвати великим – того, хто винайшов пральну машину, то чоловіки (кого не лякає ремонт і будівництво своїми руками) – більш ніж вдячні тому, хто винайшов лазер. Маючи під рукою такий прилад, – всі роботи проводяться швидше, точніше, якісніше, а що ще потрібно справжньому майстру!
