Urządzenie i zasada działania poziomu

Poziom to urządzenie przeznaczone do określenia różnicy (różnicy) wysokości dwóch punktów znajdujących się w pewnej odległości od siebie. Istnieje wiele rodzajów urządzeń niwelujących, ale wszystkie sprowadzają się do rozwiązania problemu albo wizualnego określenia tej różnicy, albo odczytania jej za pomocą różnych urządzeń (na przykład cyfrowych).

Aby dokładnie zrozumieć, w jaki sposób odbywa się poziomowanie i które odmiany tego urządzenia najlepiej nadają się do określonych zadań, konieczne jest jasne zrozumienie ogólnego projektu poziomu.

Poziomy stosowane w geodezji i budownictwie dzielą się na kilka dużych kategorii. Są to tradycyjne urządzenia optyczne, jak również bardziej nowoczesne urządzenia wykorzystujące technologię elektroniczną i promieniowanie laserowe. Wszystkie mają inną strukturę. Rozważmy w kolejności podstawowe zasady i cechy każdej z tych kategorii.

Urządzenie poziomujące typu optycznego pojawiło się wcześniej niż inne. Konstrukcja wszystkich tego typu urządzeń obejmuje teleskop z okularem i soczewkami, które zapewniają przybliżenie wymaganej ilości razy. Wcześniej wszystkie niwelatory optyczne wymagały ręcznego celowania w interesujący punkt i ustawiania na nim różnych śrubek - podnoszenia, celowania i elewacji. W celu dokładnego umieszczenia teleskopu na horyzoncie przymocowano do niego cylindryczną poziomicę.

W przypadku pomiarów ważnym elementem poziomu jest pręt pomiarowy. Ponadto wszystkie modele niwelatorów optycznych są wyposażone w dalmierz filamentowy do pomiaru odległości, a niektóre wyposażone są w ramię poziome, które umożliwia pomiar kątów w płaszczyźnie poziomej.

Zasada działania takiego urządzenia jest dość prosta. Poziomica montowana jest na równej powierzchni, za pomocą śrub teleskop ustawiany jest w pozycji poziomej. Dwa punkty na ziemi – punkt początkowy i ten, który ma być mierzony – muszą być wyraźnie widoczne przez okular. Pręt pomiarowy jest najpierw ustawiany w punkcie początkowym, a odczyty są dokonywane wzdłuż gwintu poziomującego (dokładniej wzdłuż środkowej nici tej siatki). Następnie łatę przenosi się do mierzonego punktu i ponownie dokonuje się odczytów. Różnica między nimi to pożądana wartość.

Większość poziomów stosowanych we współczesnej geodezji i budownictwie różni się nieco od opisanych powyżej. Na przykład większość modeli jest wyposażona w złącze dylatacyjne. Kompensator to urządzenie zaprojektowane do automatycznego wyrównania instrumentu do horyzontu. Zastosowanie kompensatora sprawia, że ​​pomiary są dokładniejsze i łatwiejsze.

Ponadto istnieje kategoria niwelatorów cyfrowych, które nie wymagają wizualnego określania wysokości za pomocą łaty pomiarowej (funkcję tę spełnia cyfrowe urządzenie odczytujące). Mają znaczące zalety i są szeroko stosowane jako profesjonalne przyrządy pomiarowe.

Niewątpliwymi zaletami niwelatorów elektronicznych są automatyzacja i stabilność pomiarów. Cyfrowe urządzenie odczytujące jest w każdym razie bardziej niezawodne i dokładne, ponieważ jego praca nie zależy od czynnika ludzkiego i jest znacznie mniej zależna od warunków widzialności.

Schemat głównych elementów poziomu cyfrowego różni się od poziomu optycznego obecnością urządzenia odczytującego i ekranu, na którym wyświetlane są odczyty, a także specjalnego pręta pomiarowego. Ta szyna posiada unikalne kody kreskowe. Czytnik może dokładnie określić wysokość z jednego z tych kodów, na który skierowana jest rura poziomu. Odczyty wysokości zostaną pokazane na wyświetlaczu.

Dokonywanie odczytów rozpoczyna się jednym naciśnięciem przycisku, a różne modele niwelatorów cyfrowych posiadają funkcję zapisywania i eksportowania wartości.

Ponieważ urządzenie jest używane w terenie, jego konstrukcja zawsze obejmuje obudowę o zwiększonej ochronie przed kurzem i wilgocią. Konstrukcja teleskopu niewiele różni się od konstrukcji urządzenia optycznego, posiada również soczewki o współczynniku powiększenia od 20 do 50 razy. Im wyższa krotność, tym dokładniejsze urządzenie.

Urządzenia elektroniczne mogą mieć również funkcję pomiaru kąta poziomego.

W osobnej kategorii wyróżniają się urządzenia z emiterami laserowymi. Poziom ten jest zaprojektowany w oryginalny sposób i nie posiada teleskopu. Wizualne ogniskowanie na mierzonym punkcie odbywa się już dzięki laserowi, który jest rzucany na wyraźnie widoczną linię światła (w niektórych przypadkach - na punkt).

Laser ma ograniczony zasięg, co jest główną wadą tego typu urządzeń. Ale są wygodne w użyciu do celów domowych i budowlanych. Modele laserowe o krótkim zasięgu są niedrogie, są używane w pomieszczeniach podczas prac budowlanych, znakowania, montażu różnych konstrukcji i mebli.

Do pracy na otwartej przestrzeni produkowane są również niwelatory laserowe specjalnej klasy, które mogą rzucać światło na bardziej odległe punkty. Często stosowane są w połączeniu ze specjalnym detektorem laserowym i z powodzeniem stosowane są na odległość do 500 m.

Urządzenie tego typu zawiera diodę LED (jedną lub więcej) oraz układ optyczny, który rzutuje promieniowanie diody LED na płaszczyznę.

Wykonanie odczytów urządzenia poprzedzone jest procedurą ogniskowania. Do ustawiania ostrości wykorzystywany jest specjalny element - grzechotka, która obraca się prowadząc soczewkę ogniskującą. W przypadku uzyskania dostatecznie wyraźnego obrazu łaty pomiarowej konieczne jest również uzyskanie wyraźnego obrazu siatki celowniczej.

Środkowa nić tej siatki określi wysokość. Aby było jasne, musisz obrócić kolano okularu do pożądanej pozycji.

W niwelatorach optycznych o klasycznej konstrukcji, przez teleskop można zobaczyć ampułkę bąbelkową niwelatora cylindrycznego. Skupiając się na bańce, rurę ustawia się w pozycji poziomej, obracając śruby prowadzące.

Jeśli problem wyrównania w poziomie rozwiązuje się za pomocą kompensatora, nie ma potrzeby stosowania libelli cylindrycznej na lunecie, ale na korpusie urządzenia znajduje się poziomica. Z jego pomocą należy ustawić urządzenie na poziomie stojaka, dostosowując jego położenie za pomocą śrub, a dopiero potem ustawić ostrość.

Dodatkowym wyposażeniem urządzenia są statywy i łaty pomiarowe.

Statyw składa się ze stopów lekkich lub aluminium i służy do ustawienia urządzenia w żądanej pozycji i na żądanej wysokości. Przy wyborze statywu należy zwrócić uwagę na jego maksymalną wysokość, mocowanie (musi być ergonomiczny i pewnie mocować urządzenie w wymaganej pozycji), a także wytrzymałość i wagę.

Na szczególną uwagę zasługuje grabie.Powinien mieć odpowiednią długość (wytwarzane są laski różnej wielkości) i mieć skalę wartości, która jest dobrze widoczna w okularze niwelatora z dużej odległości.

Wszystkie modele prętów pomiarowych są oznaczone literami PH oraz cyframi następującymi po oznaczeniu literowym. Np. RN 3-2500 oznacza: łatę niwelacyjną o dokładności 3 mm, długość 2500 mm.

Niektóre listwy są składane teleskopowo i są oznaczone literą „C”.

Przy wyborze łaty niwelacyjnej należy kierować się tym, że ich długość waha się od 1 do 5 m, a dokładność pomiaru zależy od materiału, z którego wykonany jest łata. Inwar to specjalny stop, który nie jest bardzo podatny na rozszerzanie się pod wpływem temperatury.

Urządzenie i zasada działania poziomu różnią się w zależności od jego rodzaju. Instrumenty optyczne i cyfrowe mają oś widzenia umieszczoną wzdłuż teleskopu, którą należy ustawić w żądanym kierunku i poziomo. W tym celu wykorzystuje się zarówno układ optyczny, jak i cyfrowe urządzenia odczytowe oraz elementy automatyki, takie jak kompensator.

Używanie niwelatorów cyfrowych i modeli z kompensatorem jest łatwiejsze niż używanie konwencjonalnych instrumentów. Jednocześnie urządzenia cyfrowe wymagają zasilania, ochrony przed kurzem i wilgocią, a także mogą kosztować więcej. Odrębnym typem są niwelatory laserowe.

Możesz dowiedzieć się, jak korzystać z poziomu w poniższym filmie.