Нивелир — подробно о выборе прибора

Зачем нужен нивелир

Нивелир — один из самых распространенных геодезических приборов, предназначенных для оценки разности двух, трех и более высот относительно некоторой постоянной. Сегодня без него не производятся ни одна из работ при разметке местности, возведении линий электропередач, расчете строительства дорог, зданий и так далее. Широко применяются данные приборы и при всевозможных ремонтных работах, таких как:

• Заливка полов;
• Сооружение фундаментов;
• Оштукатуривание стен (установка маячков);
• Установка лестниц;
• Поклейка обоев;
• Укладка плитки и другие.

 

С чего все начиналось

История на сегодняшний день располагает документальным подтверждением того, что человечество знало и использовало нивелиры еще во втором веке до нашей эры. Это были сообщающиеся сосуды, соединенные прозрачным гибким элементом.

В начале XVIIвека Галилео Галилей изобрел первую зрительную трубу. Через несколько десятилетий на стеклах этих приборов появились дальномерные нити. Лишь в 1890 году строители получили по-настоящему законченный и достаточно точный прибор. Отрадно, что свой вклад в данное изобретение внесли и русские ученые.

Не останавливаются изыскания в деле модернизации и улучшения эксплуатационных характеристик и сегодня. Отдельные лаборатории и целые институты Германии и России, Китая и США. Японии и Швейцарии продолжают вносить свою лепту в стремлении прибора к совершенству.

 

Нивелирование

Данное понятие произошло от французского «nivèlement»- выравнивание. Эта процедура производится, когда необходимо определить разницу высот точек пространства. За «нулевую отметку» здесь могут приниматься, как определенные горизонтали, так и такие константы, как например, уровень мирового океана.

Без нивелирования местности не начинается ни одна серьезная стройка, ни один масштабный проект в архитектуре. На сегодня существует достаточное количество способов определения отклонение рельефа местности от определенной горизонтали:

• Геометрическое — данный способ основан на принципах работы нивелиров или реек (об этом мы расскажем в данной статье более подробно);
• Тригонометрическое нивелирование производится с помощью угломерных приборов (теодолитов или тахеометров);
• Барометрическое — как известно, атмосферное давление сильно зависит от высоты расположения объектов. Вполне логично, что барометры при данном способе — главные помощники;
• Гидростатическое — способ основан на свойстве воды находиться в сообщающихся сосудах на одном уровне;
• Спутниковое — нивелирование основано на измерении времени прохождения отраженного сигнала;
• Радиолокационное — способ, как и предыдущий ловит реакцию на преграду радиосигналов.

Под каждый вид нивелирования человечество предусмотрело конкретные приборы. Процесс их модернизации, повышения точности измерений и удобства использования продолжается и поныне.

 

Устройство нивелира

Самыми простыми считаются оптические. Данные приборы представляет собой комплекс устройств (приборов), объединенных одной целью. Так пузырьковый уровень отвечает за горизонталь расположения самого прибора. Дальномер — отвечает за точность измерения расстояния до объекта.

Самым распространенным видом дальномера является объектив с линзами, способными многократно приближать (увеличивать) наблюдаемые объекты. В качестве эталона и настройщика измерений выступает специальная рейка.

Настройка (юстировка) горизонтали в данных приборах осуществляется опорными винтами. Их количество — три, что совпадает с количеством точек, определяющих плоскость.

Обычно при данном способе измерения участвует от двух до трех человек. При своей простоте данный способ все же является трудоемким, растянутым по времени, подвластен ошибкам, хотя, и достаточно точным.

Говоря о более простых и менее масштабных измерениях, можно упомянуть элементарные уровни в виде полой трубки с прозрачными стенками. Вода, помещенная внутрь, выполняет роль датчика или достаточно точного индикатора для определения высоты одного объекта относительно другого. Этим прибором до сих пор активно пользуются в частном строительстве и при различных ремонтных работах.

Порождением века космических скоростей и электроники считаются лазерные нивелиры. Во-первых, это точные приборы. Минимизировать погрешности здесь помогают:

• Штатив;
• Лимб — устройство предварительного измерения углов (у высокоточных приборов он может отсутствовать);
• Электроника.

Во-вторых, благодаря возможности измерения сразу в нескольких плоскостях, лазерные нивелиры позволяют обозначить вертикаль, горизонталь и удаленность объектов в самом широком диапазоне. И при отменной точности (ошибки измерений здесь исчисляются десятыми долями миллиметра).

 

 

Составляющие успеха

Не будет открытием, что точность измерений во многом зависит и от качества материалов из которых изготовлен прибор.

Самый популярный вариант исполнения, как прибора, так и штатива к нему — алюминий. Он легкий и одновременно прочный. Этот цветной метал существенно облегчает конструкцию, что немаловажно при транспортировке.

Конкуренцию здесь может составить только стеклопластик, но предпочтение ему отдают при изготовлении небольших (до 50-70 см высотой) штативов.

Классические треноги из дерева все еще присутствуют на рынке, хотя и дороже своих конкурентов.

 

Непосредственно о самих приборах

Оптический

Профессиональный нивелир для определения разницы высот, углов наклона и удаленности объектов при ремонте старых и строительстве новых дорог.

Контроль горизонтального положения самого нивелира осуществляется по пузырьковому уровню. Стабильное положение обеспечивается воздушным компенсатором, магнитным демпфером или благодаря механической настройке.

Основная и дополнительная шкала прибора находятся непосредственно на стекле прибора. Окончательные результаты определяются по специальным таблицам. Существенно облегчить процесс измерения и вычисления позволяют более современные — электронные нивелиры.

Цифровой (он же электронный)

Лазерный нивелир

Предназначен главным образом для построения точек и плоскостей. Области применения его: при ремонте, реконструкции и модернизации внутри помещений — основные, но не единственные. Планирование ландшафта, разметка места под будущую стройку — тоже зоны «ответственности» данных приборов.

При этом лазерные нивелиры могут выполнять сразу несколько задач. Так, например, помещенный в комнату, он может показать горизонталь сразу на всех стенах, обозначить угол наклона или идеальный отвес.

Дополнительными опциями здесь могут быть: электронное выравнивание «нулевой» горизонтали, проецирование в объемном формате «3D», память на 10, 20 и 50 ранее произведенных измерений, управление с отдельной клавиатуры и другие.

Лазерные нивелиры могут работать, как с красным лучом, так и с зеленым. Первый — наиболее практичен внутри помещений и гарантирует высокую точность в диапазоне от 0 до 500 метров. Более видимый в солнечном спектре — зеленый луч чаще используется на открытых площадках, где ему «подвластны» расстояния даже в 1 км.

 

Как выбрать оптимальный прибор

Согласно народной мудрости, инструмент обязан соответствовать поставленной перед ним задаче. Иными словами, для помощи в ремонте квартиры или дома — достаточно приобрести бытовой лазерный уровень с диапазоном измерений от 5 до 50 метров. Этого вполне будет достаточно для качественной оценки и разметки, как в самом помещении, так и на земельном участке за его пределами.

Обязательным условием для всех данных приборов является наличие контроля горизонтали. Это может быть элементарный пузырьковый уровень. Исходя из самых популярных работ при ремонте оптимальный набор возможностей бытовых нивелиров сводится к определению горизонтали и вертикали. Приборы с более широкими возможностями и более точными измерениями относятся к классу профессиональных и приобретение их считается более чем нерациональным.

Не будет лишним знать о системе питания приобретаемого нивелира. Желательно, чтобы это были стандартные элементы или аккумулятор. Эксклюзивные решения здесь ни к чему. От прибора, который нельзя зарядить — мало проку.

Полезная опция — наличие системы самовыравнивания. Она исключит ошибку при позиционировании и избавит от необходимости трудоемкого и ответственного выставления «нуля».

В качестве дополнительных аксессуаров весьма полезными будут:

• Защитные очки;
• Штатив;
• Прищепка для крепления на вертикальных и наклонных плоскостях;
• Защитный корпус.

Защитные очки не только обезопасят зрение работающего с лазерным нивелиром, но и улучшат видение самого луча. Штатив удобен в случаях, когда прибор необходимо разместить на определенной высоте над землей.

Прищепка — при работе с наклонными поверхностями. Ее альтернативой может служить универсальная магнитная накладка, способная зафиксировать нивелир на любой металлической поверхности.  Защитный корпус исключит порчу прибора при попадании влаги и убережет его при случайном падении.

Если прибор приобретается без штатива — ценной информацией на перспективу будет размер гнезда для его крепления. Рано или поздно при активном использовании прибора необходимость в надежном креплении появится, а значит поиск штатива со знанием размера сопрягаемого прибора будет максимально эффективным.

Выбирая для своих нужд нивелир, особо обращаем внимание на такие паспортные данные как:

• Точность измерения
• Рабочая длина луча
• Количество излучателей (количество плоскостей измерения)
• Продолжительность непрерывной работы

Точность измерений для ремонтных работ равная плюс-минус 0,2 мм на метр считается достаточной. Рабочая длина луча или максимальное удаление объекта 40-50 метров — более чем достаточное значение даже для владельцев просторных домов и квартир. Время работы прибора без подзарядки — величина важная только при условии отсутствия электроснабжения на объекте. Практически каждый прибор имеет возможность работы как от элементов питания, так и от сети.

 

Проверка нивелира

Логично, что точность измерений нивелира важна для строительства и ремонта любого масштаба. Периодическая регулировка (юстировка) его показаний прописана в инструкции по эксплуатации, как обязательное мероприятие и имеет строго регламентируемые интервалы.

Обычно, профессиональные нивелиры проверяются специальными организациями в аккредитованных лабораториях. В домашних условиях это можно произвести в любое время и при минимальных затратах.

Примерный алгоритм проверки выглядит так:

1. Прибор устанавливают в пространстве, где есть как минимум две противоположные стены.
2. Задается задача проецирования точки с углом отражения ноль градусов.
3. Полученная точка фиксируется на стене.
4. Задается точка отражения через 180 градусов.
5. Полученная точка так же фиксируется.
6. Процедура повторяется несколько разместить.
7. Измеряется разброс показателей (расстояние между фиксированных точек).
8. На основании полученных результатов и допустимой погрешности, гарантированной производителем и соответствующей классу точности прибора делается заключение. При превышении параметров производится регулировка положения фокуса, толщины луча и прочее.

 

Разбираемся в маркировке

Получить необходимую информацию о том или ином промышленном нивелире поможет их буквенно-цифровое обозначение. Приведем минимум полезной информации в этом направлении.

Н-05 — высокоточный нивелир для измерений первого и второго класса точности. Снабжается микрометром оптического типа. Погрешность измерений не превышает 0,5 мм при контроле объекта, расположенного на удалении 1000 метров. Область применения подобных приборов:

• Государственные геодезические сети;
• Лаборатории и полигоны;
• Инженерно-геодезические работы высокого класса.

 

Н-3 — точный прибор. Погрешность измерений не превышает 3 мм при нахождении объектов на удалении 1 км. Популярен при измерениях третьего и четвертого класса точности, а также при большинстве инженерно-геодезических исследованиях.

Н-10 — прибор технический. Ошибка измерений данного прибора, согласно гарантии производителя, не превышает десяти миллиметров при исследовании объектов на удалении 1000 метров. Такими приборами пользуются при большинстве исследований и оценок ландшафта, а также в дорожном и гражданском строительстве.

Как пользоваться бытовым нивелиром

Даже с учетом того, что данные лазерные приборы создают вокруг себя ауру сложности — на деле все гораздо проще. Безусловно, в зависимости от проведения тех или иных работ существуют некоторые особенности и все же алгоритм здесь примерно таков:

1. Подготовка прибора (зарядка, подключение элементов питания, установка на штатив (при необходимости).
2. Контроль горизонта. При наличии автоматического регулирования — данный пункт не актуален. При ручной настройке при помощи винтов — добиваемся абсолютной (по возможности) горизонтали по пузырьковому уровню.
3. Включение прибора.
4. Если перед вами стоит задача ориентации напольного покрытия относительно центра комнаты или построение уровня для поклейки «одежды» для стен — прибор выдаст автоматически контрольные точки (или искомую линию). При необходимости построение горизонта на определенной высоте — используем штатив.
5. Для визуализации наклонных ориентиров или разметки по потолку — необходимо будет изначально приобрести прибор с тремя лучами или воспользоваться мульти позиционным штативом.

Если женщины готовы назвать великим — того, кто изобрел стиральную машину, то мужчины (кого не пугает ремонт и строительство своими руками) — более чем благодарны тому, кто изобрел лазерный нивелир. Имея под рукой такой прибор, — все работы производятся быстрее, точнее, качественнее, а что еще нужно настоящему мастеру!