Что такое нивелир и для чего он нужен

Что такое нивелир и для чего он нужен?

Одно из важнейших условий, которое должно соблюдаться во время строительства самым тщательным образом – безукоризненная горизонтальность и вертикальность соответствующих плоскостей.

Без этого возведённая конструкция получится непрочной и не слишком надёжной даже внешне. Вертикальность возводимых стен легко проверить, используя отвес – обычную верёвку с привязанным грузом. Для проверки горизонтальных плоскостей сегодня используется особый прибор, называемый нивелиром.

Необходимость в нивелировании возникает при выполнении геодезических работ в самых разных направлениях. Эти приборы применяются в строительстве, при выполнении дорожных работ, геологоразведке, геодезии, картографии и топографии, при ведении монтажных работ в любых отраслях промышленности. Практически всегда при выполнении подобных задач необходимо обеспечить горизонтальную плоскость или определенный уровень уклона, в чем и помогает геодезический нивелир. Этим обуславливается значительная востребованность данных приборов на современном рынке.

Нивелир – прибор высокого уровня точности.

Нивелир является одним из самых старых видов геодезических приборов, применяемых человеком. Его принцип действия остался неизменным практически со времен Древнего Египта. Однако сегодня все более высокие требования предъявляются к классу точности и функциональности данных приборов. Поэтому технологии производства нивелиров становятся все более совершенными и эффективными.
Современные приборы для нивелирования должны обеспечивать максимально точное, простое и быстрое определение разницы высот. Кроме этого, они должны быть простыми и удобными в эксплуатации. Основные требования, предъявляемые сегодня к нивелирам:
• максимальная точность измерения;
• небольшой вес и компактная конструкция;
• простота в эксплуатации;
• возможность сохранения данных на разных носителях;
• высокая надежность и устойчивость к внешним воздействиям;
• выгодная стоимость.

В зависимости от разных классификационных признаков нивелиры подразделяются на несколько разновидностей. Так по классу точности разделяют следующие виды нивелиров:
• высокоточные – точность менее 1 мм;
• технические – точность от 1мм до 2.5 мм.

У нас можно купить нивелир Trimble Dini в двух исполнениях: 0,3 и 0,7 (среднее квадратичное отклонение на 1 км двойного хода: 0.3 мм и 0,7 мм соответственно для разных нивелиров)

В нивелире Trimble Dini лучшим образом учтены требования к приборам для современного топографо–геодезического производства: экономическая эффективность при высокой точности, удобство в работе, надежность и цифровой вид предоставления данных. Нивелир Dini обладает рядом технических новшеств: улучшенная система автоматического считывания по рейке со специальным штрих-кодом, точное измерение расстояний, память на 30000 строк для хранения данных, бесконечный винт тонкой наводки и компенсатор.

Благодаря высокой точности, а так же компенсатору и автоматическому вводу атмосферных и инструментальных поправок в результаты измерений, цифровые нивелиры серии Dini позволяют проводить работы по нивелированию 2 класса точности. Возможность измерения расстояний позволяет быстро выравнивать плечи в нивелирных ходах вперед и назад, обеспечивая высокую надежность результатов, и оптимизируя распределение ошибок. Простой технологический процесс и удобный интерфейс меню, позволят вам быстро освоить работу с прибором и эффективно его использовать. Работая с нивелиром Dini, Вы можете сэкономить до 50 процентов временных и материальных затрат, благодаря тому, что использование нивелира Dini исключает личные ошибки человека (ошибки при считывании, ошибки записи, ошибки расчетов); все измерения и вычисления производятся автоматически и быстро.

Программное обеспечение нивелира Trimble Dini имеет различные функции измерений: передача высот, разбивочные работы, нивелирование пикетов, контроль при проложении нивелирных ходов. Цифровой нивелир Dini для сохранения данных использует внутреннюю память, а для обмена данными с компьютером – RS232С порт. Для уравнивания отдельных ходов и нивелирных сетей данные могут быть загружены в специальное программного обеспечение: Trimble Geomatics Office, CREDO. Вы можете забыть о проблемах передачи данных и их преобразовании в разные форматы. Также прибор может быть укомплектован программным пакетом Terramodel Field Data, который позволяет производить импорт и экспорт данных, делать вычисления, строить поверхности и планы, проектировать дороги, вычислять объемы и создавать модели местности в виде цифрового видео-фильма для работ по ландшафтному проектированию.

Видео о том, как пользоваться оптическим нивелиром

Основным элементом оптического нивелира является зрительная труба, увеличивающая в 20-34 раза, установленная на трегер с регулируемой высотой. Устройство снабжено цилиндрическим уровнем для горизонтального выравнивания и элевационным винтом, для ориентации в пространстве.

Фокусировочным и наводящим винтами производится точная фиксация на рейку. Показания снимаются и записываются. Можно переходить к другой точке.

Лазерные нивелиры

Нивелиры лазерного типа все более уверенно теснят оптико-механических собратьев, привлекая потребителей своим удобством, компактностью, простотой использования и многофункциональностью. Современные лазерные нивелиры позволяют не только с высокой точностью проводить измерения в традиционной форме, но и выстраивать идеально прямые линии по нескольким плоскостям за раз.

В основе работы лазерного нивелира лежит световой поток, который при помощи системы линз фокусируется на местности в виде яркой точки или четкой линии. Свет излучается особым светодиодом, заключенным в пластиковый корпус, там же находятся линзы. Корпус защищает систему от попадания грязи, ударов и повреждений, а, кроме того, в него вмонтирован уровень, необходимый для выравнивания устройства в горизонтальном положении.

Работа с лазерным уровнем не вызывает затруднений. Лазер устанавливается на ровную поверхность или штатив и выравнивается. Направленный луч отмечает на поверхности точку или линию необходимую для проведения работ. При геодезических работах на открытой местности, луч проецируется на рейки, и полученные данные записываются в журнал.

К недостаткам лазерных нивелиров можно отнести их высокую цену и зависимость от источников питания. Без электроэнергии эти измерители долго не работают.

Цифровые нивелиры

Устройства лазерного или оптического типа, снабженные современной высокотехнологичной электроникой, автоматически снимающие нужные показания при получении соответствующего сигнала – это цифровые нивелиры.

После установки цифрового нивелира в нужном месте и правильном положении (идеально горизонтальном), его наводят на специально установленную штрих-кодовую рейку и снимают отчет, путем нажатия кнопки на корпусе. Полученные данные мгновенно отображаются на встроенном дисплее устройства, а некоторых модели позволяют сразу же произвести расчеты, необходимые для дальнейшей работы. Информация сохраняется в памяти нивелира, а затем может переноситься на ПК.

Для чего нужен нивелир

Как было сказано выше, различные виды нивелиров получили широчайшее применение, как при выполнении геодезических работ, так и в строительстве. Работа с лазерными и цифровыми нивелирами проста, поэтому даже неподготовленный человек, без труда справится с ней.

Так для чего нужен нивелир? С помощью нивелира, чаще всего:

1. Выполняют разметку стройплощадки под основание будущего строения;
2. Размечают тротуары, площадки и садовые дорожки;
3. Делают разбивку парка, сада, ограждений и т. д.;
4. Осуществляют землеустроительные работы.

При отделке и выполнении ремонта, нивелир применяется, чтобы:

1. Разметить места прокладки всевозможных коммуникаций;
2. Ровно установить двери и окна;
3. Выполнить разметку потолков и плинтусов;
4. Произвести контроль за ровностью монтажа полов, установки внутренних перегородок и многого другого.

Это далеко не полный перечень тех работ, где используется оптический нивелир. Без сомнения, данный измерительный инструмент очень удобен в работе, он имеет огромную важность при выполнении практически любой строительной работы.

Перенесение отметки

Разберемся, как перенести с помощью нивелира высотную отметку. К примеру, нам нужно сделать репер, ориентируясь на который, экскаваторщик будет копать котлован, глубиной на два метра ниже отметки пола здания. Значение высоты пола, нам и нужно указать экскаваторщику.

Устанавливаем рейку на реперной проектной точке, высота которой соответствует проектной высоте пола здания, то есть ноля, берем отсчёт. При самостоятельной разработке проекта либо при → привязке к местности уже существующего проекта высота этой точки выставляется с помощью колышка либо на какой-то неподвижной поверхности (кирпичный забор, дерево, столб и т.д.) устанавливается метка. Либо такие реперы (метки) выставляет геодезист, сопровождающий стройку. Пусть, к примеру, получилось 162.

Непосредственно у места будущего котлована, вбиваем колышек и, поставив рейку вплотную к нему, снова снимаем значение, пусть оно будет равно 179. Разница составит 17 сантиметров. Откладываем 17 см от низа рейки вверх по колышку, отмечаем значение риской маркера или карандаша. Вбив рядом еще один колышек, чтобы его верх совпал с риской, получим хорошо видимый ориентир, после чего колышек с риской можно убрать.

Порядок измерения превышения точки

Перед отстрелом точки помощник должен установить рейку как можно ближе к контрольному колышку, мягко оперев ее на прилегающий грунт. Рейку во время измерений нужно держать недвижимо и строго вертикально, используя для выравнивания отвес или круглый пузырьковый уровень.

Нивелир нужно повернуть в сторону рейки так, чтобы вертикальная ось сетки расположилась точно по ее центру. После этого путем вращения оптического винта нужно настроить резкость изображения, чтобы метки на рейке были отчетливо видны. Затем нужно подстроить резкость отображения сетки, вращая кольцо на окуляре.

Чтобы определить превышение, необходимо отметить номер сегмента, на котором расположилась вертикальная ось, а затем посчитать, сколько от начала сегмента до оси целых чёрных и белых промежутков. Дописав после номера сегмента это значение, вы получите возвышение в сантиметрах. Если нужна более высокая точность, после возвышения ставится запятая, затем помощник перемещает ползунок так, чтобы его край точно совпал с горизонтальной осью и передает число дополнительных миллиметров, которое записывается после запятой.

Можно обойтись и без ползунка. Если горизонтальная ось расположилась точно посередине белой или чёрной метки, добавляют три миллиметра, если в нижней четверти — один или два, если в верхней четверти — четыре. Такого визуального определения для строительства более чем достаточно.

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип

Все лазерные нивелиры делятся на четыре типа: призменные, ротационные, точечные и комбинированные.

Призменные модели используют несколько светодиодов, излучение которых рассеивается при помощи призм. Обычно они проецируют две линии, которые пересекаются под прямым углом. Такие уровни чаще используют в помещениях из-за сравнительно небольшой дальности действия.

Ротационные нивелиры предназначены для разметки на больших расстояниях. Благодаря большой скорости вращения луча человеческий глаз видит его целиком. Стоят такие модели дорого и предназначаются только для профессионального использования.

Точечные уровни проецируют одну или несколько точек в одной или нескольких плоскостях. Они не используют рассеивание, что позволяет видеть точки даже при ярком освещении и на больших расстояниях — на улице или в больших помещениях.

В некоторых моделях эти типы комбинируют. Такие модели стоят заметно дороже, но их можно использовать практически в любых условиях.

Построение лучей

Разные нивелиры в зависимости от конструкции могут проецировать линии (горизонтальные, вертикальные или круговые — по периметру), кресты или точки. Чаще всего в продаже можно найти модели, которые проецируют две или более линии, которые пересекаются под прямым углом.

Рабочий диапазон

Этот параметр характеризует максимальное расстояние, на котором будет четко и без искажений видна метка лазерного луча. Подбирать конкретный нивелир нужно в зависимости от того, где он будет использоваться. Для помещений почти всегда хватит 10-20 метров, для больших помещений и работы под открытым небом — 40 метров и больше. При этом стоит учитывать то, что чем больше этот параметр, тем лучше метка видна в условиях яркого освещения.

Со специальным приемником излучения рабочий диапазон нивелира можно увеличить в несколько раз. При этом стоит помнить о том, что приборы разных производителей могут работать на разных частотах и быть несовместимыми.

Точность нивелирования

Этот параметр характеризует диапазон максимального отклонения проецируемой метки (точки или линии) от ее истинного расположения. Большая часть нивелиров имеет точность в 2-3 мм/10 м. Здесь все зависит от того, какая точность нужна вам как строителю или отделочнику. Чем она выше, тем обычно дороже нивелир, но тем лучше удастся выполнить работу.

Характеристики лазерного луча

Чем больше точечных, вертикальных и горизонтальных проекций может генерировать нивелир, тем универсальнее он будет в работе. То же касается и углов развертки лучей — лучше всего, если они будут равны 360 градусам, но такие модели будут стоить значительно дороже других.

Лазерный отвес

Благодаря прибору под названием лазерный отвес можно обеспечить выравнивание плоских поверхностей (стен, потолка, пола и прочих) вдоль вертикальной линии. Эта функция есть у большинства нивелиров.

Работа под наклоном

Некоторые модели позволяют устанавливать себя под уклоном, что расширяет их возможности использования. Кроме того, иногда нивелиры имеют возможность изменения угла наклона по двум осям, что позволяет производить планирование уклонов в горизонтальной плоскости по двум направлениям.

Сканирование

Режим сканирования присутствует только в дорогих лазерных уровнях. Он позволяет видеть луч на очень больших расстояниях и с максимальной четкостью. Некоторые модели имеют заданные сектора сканирования, между которыми можно переключаться с помощью кнопки или тумблера. Другие позволяют настраивать такие сектора самостоятельно.

Дополнительно

Если вы планируете использовать нивелир под открытым небом, ему не помешает защита от неблагодатных погодных условий. Обратите внимание на рейтинг защиты корпуса (IPXX) и диапазон рабочих температур.

Для более точной установки направления лазерных лучей некоторые модели позволяют использовать поворотный лимб (поворотное основание). Обычно этот лимб оснащается шкалой градусов.

Для работы на неровных поверхностях рекомендуется использовать нивелиры с регулировкой опор. Благодаря этой функции не придется использовать дополнительные опоры и штативы.

Некоторые модели имеют встроенный пузырьковый уровень, благодаря которому можно выровнять прибор на глаз — если у него нет компенсатора, или компенсатор неисправен.

Разделение нивелирования по классам

Соединения нивелирных сетей, образующих единую государственную нивелирную сеть РФ, можно разделить по классам. К основной высотной основе относятся первый и второй классы. Для нивелирования I класса характерна высочайшая точность работ.

Получение такого результата работы возможно только с помощью современнейших геодезических приборов, позволяющих использовать соответствующие методы измерений.

Только последние разработки геодезического оборудования позволяют избежать стандартных ошибок и малейших погрешностей в работе. Речь, разумеется, идет о высокоточном оптическом нивелире.

В его конструкцию входит плоскопараллельная пластина, являющаяся составным элементом оптического микрометра. Устанавливается эта деталь перед объективом вращающейся зрительной трубы.

Кроме того, оптический нивелир такого уровня снабжается компенсатором или такой деталью, как контактный уровень, пузырек которого различается в поле зрения вращающейся зрительной трубы.

Для нивелирования I класса используются оптические нивелиры видов Н-05, H1, Ni-002 и Ni-004. Функциональные возможности этих марок полностью соответствуют всем необходимым требованиям.

При осуществлении нивелирования II класса также необходимы высокоточные нивелиры оптические с конструкцией, включающей в себя и плоскопараллельные пластины, и компенсатор или контактный уровень.

В данном случае могут применяться приборы H1 и Н-05, Ni-002, Ni-004 и Ni-007. Возможно и использование приборов, прошедших сертификацию и соответствующих необходимому уровню точности.

Для проведения измерений III класса предпочтителен нивелир оптический с компенсатором встроенного типа, а для IV класса — нивелир как с уровнем, так и с компенсатором.

Вообще, оптические нивелиры разделяют на технические, точные и высокоточные в зависимости от классификации нивелирования.

Как выбрать лазерный уровень?

Здесь нужно исходить из тех задач, которые вам предстоит решать. Если идет речь о ремонте квартиры, то для облицовки плиткой, наклеивания обоев, укладки паркетной доски и других операций будет достаточно призменного нивелира.

Для работ на открытой площадке нужен ротационный нивелир, которым, как мы уже говорили, удобно пользоваться и в помещении.

Если все строительные операции сводятся к переносу отметок и нет нужды в построении горизонтальных и вертикальных плоскостей, купите самый простой точечный лазерный уровень.

Хорошо, если в комплекте с прибором идет штатив и мишень. Очень важно, чтобы нивелир имел универсальное крепежное устройство, которое позволит не только ставить его на треногу, но также фиксировать к конструкциям, вешать на стены или потолок.

Полезной опцией при работе на лестничных маршах и кровле является возможность задавать в настройках нивелира угол наклона лучей. Про самовыравнивание мы не говорим, поскольку в большинстве современных моделей она есть. Хорошо, если функция самовыравнивания совмещена с сигнализацией о неправильной установке уровня.

Если вам придется пользоваться нивелиром в холодное время года, то обязательно обращайте внимание на температурный диапазон прибора, указанный в инструкции. Профессиональные модели нормально работают при минусовой температуре, а бытовые любят тепло. Для улицы лучше покупать модели с пыле и влагозащищенным корпусом.

Обратите внимание в инструкции на количество плоскостей, точек и линий, которые может построить прибор. Для простых работ достаточно одной или двух, а для сложных вам потребуется не меньше трех.

Вторым вопросом является правильный выбор производителя, исходя из баланса цены и качества. В число брендов, выпускающих надежные приборы как в профессиональной, так и бюджетной линейках можно отнести Bosch, Makita, Skil и Hilti.

Ориентировочная стоимость бытовых призменных моделей у данных брендов составляет от 4 000 рублей. Точность измерения у них не превышает 0,5 мм при длине луча от 4 до 10 метров. Ротационные нивелиры существенно дороже и цена на них стартует от 23 000 рублей. Дальность действия у них от 200 до 500 метров при использовании приемника сигнала, а погрешность измерения – 0,2-0,3 мм.

Недавно на рынок профессиональных лазерников «втиснулся» израильский бренд Kapro. Характеристики его моделей довольно средние, но зато цена вполне доступная (от 15 тыс. руб.).

Определить какой лазерный нивелир лучше можно не только по цене, но и по отзывам пользователей, которые объективно расскажут о преимуществах и недостатках.

В бюджетной нише с ценниками от 3000 рублей уверенно чувствуют себя отечественные бренды RGK и Condtrol, латвийская Ресанта, китайские Ермак, Ada и Matrix. Несмотря на невысокую стоимость, они имеют все необходимые опции для удобной настройки и работы.