Как пользоваться лазерным уровнем

Удобные лазерные нивелиры, позволяющие идеально точно производить разметку, охотно приобретают и профессионалы, и мастера-любители. Ведь ровные яркие линии, нарисованные лазером, отлично видны даже на большом расстоянии. Но у человека без опыта может возникнуть вопрос, как пользоваться лазерным уровнем правильно. Читайте об этом в данной статье.

Что такое лазерный уровень

Лазерный уровень — полезный для ремонта и отделки прибор. Он представляет собой заключённый в корпус лазерный излучатель на маятниковом подвесе. Система автоматически выравнивается за счёт гравитации и проецирует идеально ровные лучи, которые значительно упрощают разметку линий и плоскостей при выполнении огромного количества работ.

Что такое лазерный уровень

Подобные устройства бывают трёх типов: точечные, линейные и ротационные. Первые являются наиболее простыми и не очень удобны в использовании, поскольку проецируют на поверхности всего лишь точку. Вторые выдают горизонтальные и вертикальные линии. Они популярны и доступны по цене. Ротационные построители относятся к профессиональным и более дорогим устройствам, зато умеют проецировать сразу несколько плоскостей на все 360º.

Что нужно сделать перед началом работы

Перед тем как приступать к использованию прибора вы должны четко разделять с каким типом лазерных нивелиров вам предстоит работать. Хотя если вы сами покупали данный прибор, то знать об этом вы должны были еще на этапе выбора лазерного уровня.

Все лазерные уровни можно разделить на:

Статические построители линий (другие названия — кросслайнер или мультипризменный построитель).

Ротационные построители линий (другие названия — многопризменный построитель, нивелир).

Статические построители осей (другие названия — указатель, точечный лазер).

В принципе, большинство производителей пишут в инструкции (обычно прилагаемой в комплекте), как подготовить прибор к работе. Как правило, никаких особых «танцев с бубном» не требуется – всё просто и понятно.

  • Если модель нивелира аккумуляторного типа, то перед ее использованием требуется зарядить аккумулятор.
  • Если устройство работает на батарейках, то вставляем их в отсек для питания.
  • Проверяем работоспособность уровня, включив его. Если появился луч лазера, то всё в порядке. Можно начинать установку прибора.

Устройство нивелира

Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением.

Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:

  • крепления на штативе;
  • выставления оптической оси нивелира в строго горизонтальное положение, для чего станина имеет три регулируемые по высоте «ножки» и один или два (в моделях без автоматической подстройки) пузырьковых уровня;
  • точной наводки по горизонтали, которую осуществляют парными или одиночным маховичком.

У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.

Устройство нивелира

С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.

Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.

При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).

Нивелир оптический: как применять?

Данный тип нивелира был создан для расчёта разности между одной и второй точкой. Суть его работы в том, что наводят оптику на специальную рейку. Затем рассчитываются все проделанные замеры.

Отличительной особенностью, и незаменимой частью такого прибора есть наличие измерительной рейки. Без специального помощника, который будет помогать вам при измерениях, путём удерживания, рейки не обойтись. Поэтому перед началом работ позаботьтесь, чтобы у вас имелся такой человек.

Последовательность в применении прибора:

  • Установка прибора делается путём выдвижения фиксаторов на ножках штатива. Позже регулируется длина с последующей фиксацией.
  • Чтобы конструкция была надёжно установлена, обязательно необходимо воткнуть ножки с заостренными концами в грунт.
  • Винтом, находящимся внизу устройства, фиксируем штатив.
  • Необходимо расположить уровень промеж винтов подставки, отвечающих за высоту, далее нужно вращать их единовременно в противоположных друг от друга направлениях, до тех пор, как индикатор уровня (пузырёк воздуха) не будет находить посередине.
  • Сфокусировав визир на рейку, настраивается труба вращением окуляра, пока сетка будет отображаться четко. Затем прокручивается винт оптического нивелира так, чтобы изображение рейки максимально было чётким.
  • Вращая колесо винта, произвести наведение на рейку максимально точно. После проделанных действий, прибор можно смело эксплуатировать.
  • Фиксируем показания приборов в отчете и вычисляем по данным разности от точек.

В тексте имеются основные правила применения лазерного и оптического нивелиров. Перед использованием измерительного прибора тщательно изучите приложенную к нему инструкцию.

Безукоризненно следуйте всем изложенным в ней советам и рекомендациям. Ведь получить безошибочную объективную информацию можно лишь при верном применении аппарата.

Виды нивелирования

В настоящий момент применяют семь разновидностей выполнения измерений. Каждый вид зависит от конкретного случая.

Геометрическое нивелирование

Чтобы выполнить такое измерение, нужен горизонтальный луч визирования и отсчетная шкала. Такой луч генерируется при помощи нивелира, а отсчетной шкалой является рейка со шкалой.

Такой вид самый распространенный и не сложный. Точность данного вида велика и риск в просчетах достигает максимум 1 мм на 1 км расстояния. Такой вид используется при геодезических работах для нивелирования поверхности.

По способу определения планового положения снимаемых очертаний и нивелируемых точек выделяют следующие методики нивелирования поверхности:

  • по квадратам (при условии гладкой местности);

  • по параллельным линиям (в лесистой местности);

  • по магистралям (при выраженном рельефе).

Барометрическое нивелирование

Метод необходим, чтобы измерить превышение перепада атмосферного давления. Измерения проводятся в разных отметках необходимой территории.

В данном методе пользуются барометр. Им измеряют давление и, сопоставляя показатели, определяется превышение.

В барометрическом методе нивелирования точность исследований невысокая, так как вид исследований зависит от погодообразования, и погрешность может варьироваться от полуметра до двух.

Данный метод применяется на начальном этапе работ.

Тригонометрическое нивелирование

Используя такой вид, вычисление превышения измеряют путем наклонного угла визирования к горизонту.

Чтобы измерить вертикальные углы, применяют геодезическое оборудование: теодолит – чтобы определить угол наклона, дальномер – измерить расстояние.

Погрешность – максимум 40 мм на 100 м. Ограниченно применение в горной и холмистой местности.

Гидростатическое нивелирование

Вид измерения, который основывается на методе свойства сообщающихся сосудов.

Жидкость в емкости устанавливается по одному уровню, а поверхность расположена под прямым углом по направлению к силе тяжести, что дает возможность определить превышение.

Применяется, чтобы получить небольшие измерения. Погрешность сопоставима с геометрическим нивелированием.

Стереофотограмметрическое нивелирование

Механическое нивелирование

Применяется в качестве контроля расположения железнодорожных дорог и прочих линейных конструкций.

При помощи особых датчиков, зафиксированных на транспорте, на листе вырисовывается профиль местности.

Радиолокационное нивелирование

Основа метода заключается в получении абсолютных высот с летательных аппаратов, используя специальные высотометры.

Видео о том, как пользоваться оптическим нивелиром

Перед работой с оптическим нивелиром его устанавливают на штатив и выравнивают подъемными винтами в горизонтальном положении. Определить такое положение поможет встроенный пузырьковый уровень. Зрительная труба наводится на установленную рейку с помощью визира и настраивается на резкость вращением окулярного кольца.

Лазерные нивелиры

Лазерные уровни более ориентированы на ремонтно-строительные работы внутри помещений, потому что на больших расстояниях и при ярком свете, луч теряет свою яркость и может быть плохо виден. К тому же «рабочая» дальность большинства нивелиров этого типа не превышает 30 метров.

Цифровые нивелиры

Устройство идеально в работе, но дорого стоит, поэтому используется, в основном, на больших и сложных строительных или геодезических объектах (тоннели, мосты, дамбы и т.д.).

Проверка прямолинейности горизонтального луча лазерного уровня

  1. Ставим наш лазер на расстояние, указанное в паспорте для погрешности. Обычно это 5 м.

  2. Фиксируем это положение и следим, чтобы оно не смещалось во время проверки.

  3. На стене можем даже закрепить лист, на котором отмечаем точку на пересечении горизонтального и вертикального лучей — А.

  4. Сначала от этой отметки смещаем вертикальную линию на 2,5 м влево и смотрим, как расположен луч слева относительно нашего центра (А1-А). Если он смещен в пределах указанной погрешности, то все хорошо, лазерный нивелир настроен правильно.

  5. Затем смещаем вертикаль относительно центральной точки вправо на то же расстояние 2,5 м. и вновь делаем замер, только теперь правого луча относительно центральной точки (А2-А) .

  6. Если и здесь расстояние между линией от нивелира и точкой не более погрешности, то поздравляем, прибор настроен правильно, в ином случае его требуется настроить.

Читайте также:  Осевые нагрузки на позвоночник упражнения для спины

Важно!

Чтобы измерения были точными, соблюдайте нехитрые правила:

  • На пути следования лучей не должно быть никаких препятствий

  • Располагать лазерный уровень нужно на расстоянии, не большем оптимальной погрешности (в нашем примере с бытовым уровнем – это расстояние менее 5 м. до стен)

  • Во время измерений должна соблюдаться неподвижность, никакие сотрясения не допускаются.

Вычисление высот плюсовых точек

При обработке журнала геометрического нивелирования трассы Вам приходилось определять высоту плюсовой точки, которая являлась связующей точкой. Такой точкой была, например, при обработке журнала (табл. 2.1) плюсовая ПК4+28 (на станциях 7 и 8). Теперь же речь идет о тех плюсовых точках, на которые брали только один (промежуточный) отсчет по черной шкале нивелирной рейки. В табл. 1 ими являются точки ПК0+56, ПК1+48, ПК1+76, ПК2+40, ПК5+43, а также точки С1С16, являющиеся устьями буровых разведочных скважин.

Высоты плюсовых точек определяют через горизонт прибора на данной станции.

Горизонт прибора — это абсолютная высота визирного луча нивелира.

Горизонт прибора на станции геометрического нивелирования может быть определен через абсолютную высоту задней или передней связующей точки и отсчету на данную связующую точку на данной станции, полученному по черной шкале нивелирной рейки:

ГП = Н задн. связ. + черный отсчет на задн. связ. ()

ГП = Н передн. связ. + черный отсчет на передн. связ. ()

Для принятой формы записи результатов измерений в журнале геометрического нивелирования удобно использовать формулу ().

Различия в горизонтах прибора, полученных по формулам () и () могут достигать 5 мм.

Высоту плюсовой точки получают по формуле:

Н + = ГП — промежуточный отсчет на плюсовую точку ()

Рассмотрим пример использования формул () и () для определения высот плюсовых точек на станции 3 (табл. 2.1, рис. 2.2).

ГП 3 = НПК1 + 1,741 = 64,492 + 1,741 = 66,233 м

Н ПК1+48 = ГП3 — 2,220 = 66,233 — 2,220 = 64,013 м

Н ПК1+76 = ГП3 — 1,093 = 66,233 — 1,093 = 65,140 м

Рис. 2.2. Определение высот плюсовых точек.

Аналогичным образом определяют горизонт прибора и высоты плюсовых точек на других станциях.

1.3. Построение профиля трассы

Профиль трассы составляют на миллиметровой бумаге.

Горизонтальный масштаб профиля 1:2000 (в 1 см 20 м), вертикальный масштаб профиля 1:200 (в 1 см 2 м).

Для построения профиля используют данные, приведенные в табл. 2.1 (столбцы 9 и 10 журнала геометрического нивелирования). Вам для построения профиля необходимо пользоваться данными своего журнала.

Образец профиля представлен на рисунке 2.3.

Порядок построения профиля следующий:

  1. На миллиметровой бумаге вычерчивают заготовку осей профиля и его сетку, которая включает в себя графы: «Отметки земли по оси трассы» (ширина 15 мм), «Пикеты» (ширина 5 мм), «Расстояния» (ширина 5 мм), «Отметка устья скважины» (ширина 15 мм), «Расстояния» (ширина 5 мм) – для расположения скважин на профиле, «№№ скважин» (ширина 5 мм).

2. Размечают в графе «Пикеты» положения соответствующих пикетов, начиная с ПК0 (через 100 м в масштабе 1:2000).

В правой графе «Расстояния» отмечают положение плюсовых точек:

  • если между пикетами нет плюсовых точек, то в этом промежутке никаких записей не производится. Например, ПК3 — ПК4 (иксовые точки на профиль не наносят);

  • если между пикетами имеется одна плюсовая точка, то ее отмечают соответствующим расстоянием от младшего пикета и записывают величину этого расстояния и подписывают, кроме того, остаток расстояния до старшего пикета. Например, между ПК0 и ПК1 имеется плюсовая точка ПК0+46 и от нее расстояние до ПК1 — 44 м;

  • если между пикетами имеется две (или более) плюсовые точки, то записывают величины расстояний между всеми плюсовыми точками и пикетами в последовательном ходе. Например, ПК1+48, ПК1+76 указаны расстояниями 48 м от ПК1 до ПК1+48, 28 м от ПК1+48 до ПК1+76 и 24 м от ПК1+76 до ПК2.

3. Пользуясь журналом (табл. 2.1.), заполняют вторую графу «Расстояния» для разведочных скважин, в соответствии с разъяснениями, приведенными в п. 2.

Читайте также:  Как выбрать шлифовальную машинку по дереву: виды и область применения

4. В графе «№№ скважин» записывают номер скважины в соответствующем для нее месте.

5. Из журнала в графы «Отметки земли по оси трассы» и «Отметка устья скважины» напротив соответствующих точек выписывают абсолютные высоты с округлением их до 0,01 м.

6. Определяют абсолютную высоту линии условного горизонта (УГ). Для этого по журналу находят минимальную абсолютную высоту. Данная точка (с минимальной высотой) должна находиться на расстоянии 4 — 8 см от линии условного горизонта. При этом высоту линии условного горизонта следует сделать кратной 2 или 10 м.

Например, из табл. 2.1 следует, что минимальная высота равна 62,863 м (по основному профилю), следовательно условный горизонт можно принять равным 50 м.

От линии условного горизонта по вертикальной оси производят подписи высот через каждый сантиметр (масштаб 1:200, 1 см = 2 м).

7. От пикетов и плюсовых точек восстанавливают перпендикуляры к линии условного горизонта, продолжая их до соответствующей высоты точки на шкале высот.

8. Полученные точки последовательно по ходу соединяют прямыми линиями.

9. Весь графический рисунок профиля, как это показано на рисунке 2.3, обводят тушью черного цвета (можно использовать гелиевую ручку с наполнителем черного цвета).

Что лучше выбрать: теодолит или нивелир

Работа с теодолитом и нивелиром обладает своими особенностями и отличиями, и невозможно сказать, что какое-то устройство лучше или хуже другого. Какой инструмент выбрать, зависит в первую очередь от целей.

Если приспособление требуется для измерения величины углов, а определение высоты является второстепенной задачей, то стоит купить именно теодолит. Он обеспечит максимально точные показания в своей сфере. При желании с его помощью можно будет получить примерную картину перепадов плоскости, однако потом данные потребуют корректировки.

Наоборот, если измерять предстоит высоту точек, то купить понадобится специальный нивелирный прибор. Теодолит для таких задач не подходит, примерные показания он предоставит, но из-за принципиальных отличий устройства они будут неточными.

Что лучше выбрать: теодолит или нивелир

Нивелир необходимо использовать при заливке фундамента и в дорожных работах

Внимание! Вопрос малой погрешности при замерах становится особенно важным, если работы требуют соблюдения СНИПов.

Что касается профессионального строительства, то для него лучше иметь под рукой инструменты обоих видов. При работе на важных объектах теодолит и нивелир с их отличиями и схожими чертами требуются одинаково часто. Заменить одно устройство другим при этом обычно нельзя из-за недопустимо высокой погрешности. Если сэкономить на покупке одного из инструментов, то придется либо отложить работы до приобретения недостающего оборудования, либо поставить под вопрос качество строительства и ремонта.

Исследование правильности работы цилиндрического уровня

Если на модели прибора применен уровень цилиндрического типа на зрительной трубке, то он должен удовлетворять следующим условиям — его ось должна быть строго параллельна линии визирования трубы. Эту проверку надо делать в два этапа:

  • проходящая через основную ось цилиндрического уровня отвесная плоскость должна быть параллельна аналогичной поверхности, проходящей через линию визирования зрительной трубки;
  • проекция на отвесную плоскость угла между осью уровня и трубы не должна превышать предела, установленного в паспорте.

Первое условие проверяют при помощи рейки, установленной в 45-55 метрах от штатива, подъемный винтик которого направляют в ее сторону. Тщательно проверяют горизонтальность крепления прибора, совмещают поднимающим винтом концы пузыря уровня, а механизмом фиксирования получают четкое изображение. Производят отсчет. Затем добиваются наклона оси прибора подъемными винтиками, так чтобы не изменились показания, и фиксируют положение концов цилиндрического уровня. То же делают и при наклоне в противоположном направлении. Если пузырь остается в обоих случаях на месте или его концы смещаются в одном направлении, то установка уровня признается правильной. Если этого нет, то производят юстировку горизонтальными и вертикальными винтами самого цилиндрического уровня.

Второе условие проверяется при помощи таких методов, как:

  • нивелирование в прямом направлении вперед;
  • то же, но в сочетании с измерениями из середины;
  • применение способа с использованием разных плеч.

При каждом способе, а они описаны в специальной литературе, должно проводиться не менее 3 измерений угла между осью уровня и проекцией на отвесную плоскость. Затем вычисляют среднее арифметическое этих измерений и сопоставляют с паспортными данными. Если полученная цифра не выходит за допустимые пределы, указанные в документе, то нивелир настроен правильно.