Инструкция по эксплуатации нивелира оптического

Подготовка фундамента в строительстве, возведение высотных зданий, наружная и внутренняя отделка – везде требуется нивелир. С момента своего изобретения больше двухсот лет назад он постоянно совершенствуется и модернизируется. Инструкции для оптических нивелиров помогут разобраться с устройством прибора, принципом действия, особенностями установки и проведения измерительных работ, а также содержат рекомендации по условиям использования.

Оптический нивелир – это «классика жанра», его настройка интуитивно понятна, а точность и надёжность проверена временем. Этот прибор можно эксплуатировать в широком диапазоне температур, он работает автономно, без аккумуляторов. Руководство пользователя для оптических нивелиров содержит подробное описание подготовительных работ и пошаговый алгоритм проведения измерений, для которых обязательно потребуется помощник.

Точность показаний прибора – залог качественного выполнения последующих работ, поэтому периодически его подвергают проверке, а при необходимости и юстировке для возвращения первоначальных характеристик. Методика её проведения также изложена в инструкции.

   Нивелир вопреки распространенному мнению очень прост в использовании. Об устройстве, начальных основах применения и полевой проверке прибора — наша заметка ниже. 

Купить нивелир можно в нашем магазине посетив его лично или заказав доставку.
Если Вам требуется поверка и ремонт нивелиров — к вашим услугам наш сервисный центр!

Что такое нивелир и как он работает?

   Оптический нивелир является одним из самых простых в конструкции и эксплуатации измерительных приборов. В соответствии с его названием, он служит для нивелирования — определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.
   Основным элементом конструкции нивелира является оптический блок, то есть зрительная труба. Она состоит из линзы, объектива, фокусирующей трубки и окуляра с нанесенным на него крестом сетки нитей.

    Компенсатор является очень важным компонентом нивелира, его задача — исправить ход луча света, попадающего в объектив. Или проще говоря — компенсатор удерживает визирную ось в горизонтальном положении.

   Большинство нивелиров имеют магнитный демпфер компенсатора . Проще говоря, это маятник, который движется между двумя магнитами. Также есть компенсаторы с воздушными демпфером. Воздушные компенсаторы как правило используются на более дешевых приборах. Их основные недостатки: длительное время стабилизации и деликатная конструкция, менее устойчивы к повреждениям, чем магнитные компенсаторы. Компенсатор имеет ограниченный диапазон действия (обычно несколько градусов), поэтому перед началом измерений нивелир должен быть отгоризонтирован с помощью установочных винтов в трегере и круглого пузырькового уровня. Эта операция выполняется после установки прибора на геодезический штатив .

От чего зависит точность и качество нивелира?
     Вопреки распространенному мнению, не только увеличение зрительной трубы является ключевым параметром оптического нивелира, а так же диаметр объектива оказывает большое влияние на качество изображения.
Диаметр объектива — важнейший оптический параметр нивелира. Он определяет диапазон увеличения, разрешение прибора, то есть качество изображения, диапазон наблюдения, поле зрения. Чем больше диаметр линзы, тем лучше визуальное изображение выравнивающего стержня в окуляре, и, следовательно, наблюдение может быть выполнено с большей точностью.
Увеличение зрительной трубы — зависит от диаметра объектива и используемой линзы. Увеличение обычно колеблется от 20 до 32х. Чем выше значение увеличения, тем больше увеличение изображения пятна, видимого в окуляре телескопа. Для строительных работ достаточно нивелирующих инструментов с телескопами с увеличением 20, 22 и 24. Инструменты с лучшим телескопом чаще всего используются геодезистами.
Поле зрения — информирует вас о длине участка рейки, расположенного в 100 м от станции нивелирования, которая будет видна в окуляре.
Яркость объектива — параметр, редко предоставляемый производителями измерительной техники. Это зависит от конструкции оптической системы и качества используемых в ней компонентов. Более высокая яркость объектива позволяет проводить точные измерения уровня в более сложных условиях освещения.
Минимальное фокусное расстояние — наименьшее расстояние выравнивателя от точки измерения, из которой изображение пятна, видимого в окуляре, будет «резким».
    Качество изображения и соответственно удобство работы зависит от совокупности факторов и диаметра объектива и увеличения телескопа. 

Какие аксессуары необходимы для нивелира?
   Нивелир без дополнительных аксессуаров похож на автомобиль без колес — красивый, но при этом не ездит. Сам инструмент в без аксессуаров использовать нельзя.
    Штатив — часто называют треногой. Под технический нивелир достаточно использования алюминиевого штатива. Он легкий, устойчив к погодным условиям, удобен в транспортировке и долговечен. Для современных приборов  он должен иметь 5/8-дюймовый винт — это стандартное крепление оптических нивелиров и других измерительных приборов.

   На рынке есть штативы с плоской или сферической головкой. Последний позволяет быстро выравнивать прибор без необходимости точной регулировки ножек штатива. Опытные пользователи на шаровой головке могут выровнять инструмент, не используя регулировочные винты в трегере.

   Нивелирная рейка, наиболее популярными на данный момент являются алюминиевые телескопические рейки. Деревянные рейки время от времени используются в строительных и геодезических изысканиях. Алюминиевые рейки различаются по длине (от 3 до 7 м) и, следовательно, по количеству сегментов. Сегменты основаны на принципе телескопа. Сложенный участок имеет длину чуть более 1 м и его легко транспортировать. Алюминиевые рейки имеют геодезическое шкалу типа «Е» с одной стороны и стандартное миллиметровое деление с другой. 

   Важно, чтобы рейка была снабжен коробкой уровнем для установки. Часто многих пользователи не используют уровень и устанавливают рейку вертикально «на глаз». Однако что неправильная установка рейки очень сильно влияет на конечную точность нивелирования.

С чего начать работу с нивелиром?
   Правильному нивелированию должно предшествовать несколько подготовительных действий.  Нивелир обычно устанавливается на  штатив с тремя ножками (предпочтительно из алюминия или фиберглас, потому что они легкие и долговечные). на устойчивое основание и вставляется в горизонт регулированием ножек штатива и подъемных винтов нивелира (для контроля используется круглый пузырьковый уровень).
   Компенсатор же отвечает за точное выравнивание. Это автоматическая маятниково-магнитная система, которая корректирует ход луча света, поступающего в телескоп на постоянной основе, и благодаря этому позволяет выполнять выравнивание даже с вибрирующим штативом. Часто начинающие пользователи испытывают затруднения при выравнивании нивелира с помощью регулировочных винтов в трегере. Лучший и самый быстрый способ — использовать два винта.
    Установите нивелир так, чтобы его зрительная труба была перпендикулярна линии, соединяющей два винта, с помощью которых будем устанавливать нивелир. Поворачивая оба в противоположных направлениях быстро приведем пузырь к середине. Третим винтом по необходимости приведите пузырек в центр капсулы.

Основы определения разницы высот с помощью нивелира
     Рассмотрим простое определение разницы в высоте между противоположными точками. Пользователь видит в окуляр сетку нитей: это четыре штриха — одна вертикальная и несколько горизонтальных. Почему несколько горизонтальных, ведь одного — среднего было бы достаточно? Однако, основываясь на показаниях, сделанных с двумя крайними горизонтальными штрихами — вы можете легко рассчитать расстояние, на котором рейка находится от нивелира. 

   После установки нивелира на штатив и его выравнивания, помощник вертикально устанавливает рейку (ему поможет уровень, прикрепленный к ней) в точке A. Наблюдатель осуществляет точное прицеливания с помощью винта горизонтального круга и фокусирует изображения с помощью фокусирующего винта и в окуляре выполняет чтение отметки O1. 

   В точке A мы имеем: 24 (потому что тире выше 24, но ниже 25), 6 (шестой сантиметр), 5 (пятый миллиметра сантиметра). Получаем показание отметки O1 — 2465 мм . Это расстояние от середины штрихов до точки, на которой стоит рейка. 

   В точке B, в свою очередь, мы получили показание O2 — 2045 мм . Для расчетов предположим, что точка А имеет высоту 0 м, и мы будем использовать формулу: HB = HA + O1 — O2 HB = 0 м + 2,465 м — 2045 м = 0,42 м.
    Это означает, что точка B находится на 42 см выше точки A.

Как измерять расстояние с помощью дальномерных нитей нивелира?
   Расстояние между нивелиром и рейкой можно приблизительно измерить с помощью инструмента нивелира. Вам не нужно использовать дополнительные дальномеры или измерительные ленты . Для этого используются две дополнительные горизонтальные линии пересечения нити. 

Чтобы рассчитать расстояние положения выравнивателя от рейки, прочитайте показания рейки на верхнем и нижнем штрихе. Итак, мы имеем:
Считывание по верхнему штриху В = 2539 мм.
Считывание нижнего штриха Н = 2390 мм.
Для расчета расстояния мы будем использовать формулу:
D = (В [мм] — Н [мм]) x K (k — постоянная умножения нитяного дальномера, обычно 100)
D = (2539 мм — 2390 мм) х 100 D = 14 900 мм = 14,9 м.Для чего горизонтальный круг с отметками на оптическом нивелире?
   Горизонтальный лимб используется для расчета угла поворота прибора при измерении. Лимб используется при нивелировании полярным методом, но стоит отметить что точность отсчетов невысокая. Горизонтальный лимб с делением на 360 и 400? В чем разница?
В 90% случаев при покупке нивелира пользователи не обращаются внимание на горизонтальный лимб. Им он не пригодится или используют в единичных случая как вспомогательный инструмент. 

   В оставшихся случаях — следует обратить на него внимание. Разметка лимба может быть выполнена в градусах и градах . Работа в градусах (шкала до 360) привычнее для ориентрования геодезисту. Грады (шкала до 400) удобнее в расчетах и использовании рядовому пользователю.
Плюсы прибора с разметкой градах:

• грады имеют десятичное деление, естественное для калькуляторов и компьютеров
• расчеты выполняются быстро, даже в памяти, без необходимости какого-либо преобразования или преобразования
• использование града исключает риск ошибок вычислений из-за разделения шага на 60 минут (секунд) и 3600 градусов (секунд).

Как самостоятельно проверить нивелир и подготовить его к работе?
    Мало толку от качественной оптики нивелира или его высокого стандарта по пыле- и влагостойкости, если прибор вышел из строя и результаты измерений неверны.  Каждый производитель измерительной техники перед выпуском товаров на рынок проводит контроль и настройку. Тем не менее, даже путешествие на машине из офиса продаж на стройплощадку может привести к тому, что инструмент станет неточным в результате сотрясений. Кроме того, перепады температур, внутренние напряжения материала, из которого сделан нивелир — это факторы, которые вызывают формирование инструментальных погрешностей.
    На самом деле оптических нивелиров очень просты в конструкции приборов и редко подвергаются самопроизвольным сбоям. Поломка нивелира обычно это результат падения. По правилам перед каждым нивелированием мы должны проверять 3 наиболее важных геометрических условия. Но в большинстве случаев нивелир работает в течение нескольких лет без надлежащего технического осмотра.
Если мы не можем позволить себе простои из-за обслуживания приборов — стоит знать несложную процедуру контроля и время от времени проверять его состояние самостоятельно? Тем более производители в комплекте с инструментом продают набор инструментов для юстировки.

В рамках полевого выпрямления мы проверяем три геометрических условия, которым должен соответствовать выравниватель:
• Основная плоскость пузырька круглого уровня pg должна быть перпендикулярна главной оси vv выравнивающего устройства.
• Горизонтальная линия прицельной сетки должна быть перпендикулярна главной оси vv.
• Визирная ось cc должна быть горизонтальной в диапазоне действия компенсатора.

    Перед началом юстировки проверьте работоспособность механических компонентов нивелира. Внимательно посмотрите на винты трегера, горизонтальные винты, фокусирующий винт и окуляр, оцените их на предмет плавной работы и наличия нестандартных зазоров. Стоит несколько раз повернуть инструмент, установленный на штативе и убедиться, что механизм главной оси механизма не поврежден. Только если все механические компоненты нивелира находятся в рабочем состоянии, вы можете приступить к проверке устройства.

Этап 1: Поверка круглого уровня 

Проверка и выпрямление перпендикулярности основной плоскости пузырькового уровня к главной оси нивелира.
Выровняйте инструмент на штативе с помощью винтов и контролируя процесс по круглому уровню. Поверните нивелир на 180 ° и посмотрите, не вышел ли пузырь из кольца уровня. Если нет, то уровень установлен правильно. Если уровень вышел за границы кольца — требуется исправление. Мы делаем это как с помощью регулировочных винтов трегера, так и с помощью установочных винтов уровня. 

   Отклонение пузырька на половину ошибки устраняется поворотом винтов трегера в противоположном направлении. Вторая половина той же ошибки устраняется с помощью регулировочных винтов уровня. Проверяем правильность исправления поворотом на 180 градусов. При необходимости повторяем корректирующие действия.

Этап 2: Проверка вертикальности сетки нитей
Контроль можно проводить двумя способами
1. Сфокусировавшись нивелиром на отвес легко можно определить вертикальность сетки нитей. Совпадает ли она с вертикальной линией отвеса или нет. При необходимости выполняется регулировка винтами по отвесу как по эталону.

2. Одним краем горизонтальной линии сетки нитей наводимся на точку на стене, плавно поворачиваем нивелир в горизонтальной плоскости. Если сетка нитей настроена верно — точка будет находится на другом конце горизонтальной линии. Данный способ контроля отвеса не требует, но менее пригоден для регулировки отклонения. 

Этап 3: Проверка работоспособности компенсатора 

    Если при повороте прибора гудит, стучит, … Это шанс, что компенсатор в нивелире еще может быть исправен. Если при осторожном встряхивании инструмента или постукивании по корпусу слышен звон и изображение в окуляре вибрирует — скорее всего, компенсатор работает правильно. Если во время этого теста крест не вибрирует, это может означать, что маятник завис или механизм поврежден более серьезно. Тогда, к сожалению, нас ждет посещение сервиса, и дальнейшая процедура настройки на месте невозможна.  По поводу ремонта нивелира предлагаем услуги нашего сервисного центра. Производим ремонт оборудования любой сложности, диагностика бесплатно.

Если компенсатор функционирует, второй тест этого параметра состоит в проверке диапазона действия.

• Установите прибор на штатив и на расстоянии 30-50 м установите вертикально рейку.
• Выровняйте прибор и измерьте O1.
• Наклоните сферический пузырек пузырька к четырем крайним положениям, и каждый раз мы читаем O2, O3, O4 и O5 на рейке.  
• Если все показания O1-O5 не отличаются друг от друга более чем на 1 мм (ошибка считывания), это означает, что компенсатор работает корректно во всем диапазоне значений. 

Этап 4: Поверка горизонтальности визирной оси

Проверка и исправление горизонтальной установки оси в области действия компенсатора. Проверка и исправление горизонтального выравнивания визирной оси является наиболее трудоемким этапом. Также необходимо иметь две нивелирных рейки и установить их друг от друга и вертикально на расстоянии не менее 30 метров. Поставить прибор посередине между рейками и вычислить превышение между точками. 

Свяжитесь с нами, если у Вас есть вопросы по обслуживанию или приобретению оптического нивелира:

• пишите на электронную почту zakaz@aspector.ru
• звоните по бесплатному номеру 8 (800) 707-71-98
• приходите в офис в Москве и Калужской области.

Точность в строительстве — один из ключевых аспектов, определяющих успешность проекта. При работе на уровне земли или создании горизонтальных поверхностей неотъемлемыми инструментами являются нивелир и рейка.

Нивелир — это измерительное устройство, позволяющее определить разницу высот между различными точками на участке. Рейка служит опорной плоскостью для нивелира и помогает достичь необходимой точности в работе.

Содержание

Цели и особенности нивелирования

Репер и ключевые точки

Работа с нивелиром

Обозначения на нивелирной рейке

Как проводить измерения

Ведение документации

Цели и особенности нивелирования

Нивелирование — это процесс определения разницы высот между различными точками на земной поверхности. Этот метод используется в различных областях, включая строительство, геодезию, инженерные изыскания и топографию. Суть заключается в установлении горизонтальной плоскости и определении разницы высот относительно этой плоскости.

Нивелирование позволяет создавать точные и надежные данные высот, которые нужны для различных строительных проектов, таких как строительство зданий, дорог, мостов и т.д. Точные измерения высот помогают обеспечить правильное соответствие проектной документации и повышают качество и безопасность строительных работ.

Для выполнения нивелирования необходимы нивелир и рейка. Нивелир состоит из оптического устройства и штатива, на котором он установлен. Используется для измерения разницы высот между двумя или более точками. Рейка представляет собой шкалу с делениями, которая устанавливается в различных точках и служит опорной поверхностью для нивелира.

Процесс нивелирования включает в себя следующие шаги:

• Установка нивелира и штатива на стабильной основе. Нивелир должен стоять горизонтально.
• Просмотр через оптическое устройство нивелира на рейку, установленную в исходной точке (обычно известной высоты). Это позволяет установить начальную точку отсчета.
• Перемещение нивелира и просмотр на рейку, установленную в целевой точке. Чтение деления на рейке дает информацию о разнице высот между исходной и целевой точками.
• Повторение процесса перемещения нивелира и чтения делений на рейке для других точек, если необходимо.
• Анализ полученных данных и подсчет разниц высот между точками.

Нивелирование требует точности и внимательности. Для достижения наибольшей точности нужно учитывать уровень освещения, стабильность штатива, правильность установки и чтения рейки. Процесс требует знания и понимания основных принципов геодезии и использования нивелирного оборудования.

Репер и ключевые точки

В геодезии и нивелировании реперы и ключевые точки при определении и фиксации геодезических позиций на местности.

Реперы — особые пункты на местности, которые служат для фиксации определенных геодезических координат. Обычно имеют точно определенные географические координаты и высоты.

Реперы постоянные и неподвижные, что позволяет использовать их в качестве ориентиров при проведении геодезических измерений. Они обычно обозначаются специальными знаками или металлическими стержнями с гравировкой геодезической информации.

Ключевые точки — это определенные места на участке, которые выбираются с целью обеспечения опорных и контрольных пунктов при проведении геодезических работ. Часто выделены важными точками на местности, такими как углы зданий, вершины холмов, концы структур или другие характерные объекты. Ключевые точки обычно определяются с использованием приборов, таких как геодезический теодолит или нивелир, и их координаты и высоты записываются в геодезическую документацию.

Реперы и ключевые точки служат важными ориентирами при проведении геодезических измерений и нивелирования. Они позволяют установить начальные позиции, контролировать точность измерений и связывать результаты работы с общей геодезической системой координат. Фиксация реперов и ключевых точек обеспечивает надежность и точность геодезических работ на строительных участках или в других областях, требующих пространственной ориентации и координатной привязки.

Работа с нивелиром

Установка и выравнивание визира являются важными шагами при работе с нивелиром. Визир — это вертикальная нить или штрих на оптическом устройстве нивелира, которая используется для точного наведения на рейку и измерения разницы высот.

Основные шаги по установке и выравниванию визира:

• Установка нивелира на стабильную и ровную основу, такую как штатив. Убедитесь, что нивелир надежно закреплен и горизонтально расположен.
• Включите нивелир и подождите, пока он установится и стабилизируется. В это время можно провести проверку и калибровку прибора с помощью специальных функций, предоставленных нивелиром.
• Переведите нивелир в режим визирования. Это позволит вам видеть изображение рейки через оптическое устройство.
• Используя штатив или специальные регулировочные винты, аккуратно отрегулируйте высоту, чтобы визир находился на уровне рейки, установленной в исходной точке (известной высоты). Для этого потребуется плавно поднимать или опускать нивелир, обращая внимание на отражение рейки в оптическом устройстве.
• Осмотрите визир на оптическом устройстве нивелира. Убедитесь, что он четкий, ровный и точно выровнен с рейкой. Если визир не находится точно по центру рейки, можно использовать регулировочные винты нивелира для тонкой настройки его положения.
• Повторите процедуру выравнивания визира для других точек, если требуется. При перемещении нивелира, особенно на большие расстояния, рекомендуется периодически проверять и корректировать выравнивание визира.

Выравнивание визира является важным шагом, поскольку точность измерений зависит от правильного наведения на рейку. Следуя указанным шагам и обращая внимание на детали, можно установить и выровнять визир нивелира для достижения высокой точности и надежности в проводимых измерениях.

Обозначения на нивелирной рейке

Нивелирные рейки обычно имеют особые обозначения и деления, которые используются для измерения разницы высот при нивелировании. Некоторые распространенные обозначения:

• Метрическая система. В метрической системе на рейке обычно присутствуют деления в сантиметрах (см) и миллиметрах (мм). Обычно каждый сантиметр обозначается числом, например, от 0 до 200 см, а миллиметры могут быть обозначены более мелкими черточками или цифрами внутри сантиметрового деления.
• Дюймовая система. В некоторых странах используется дюймовая система для обозначения на нивелирных рейках. В этом случае деления обозначаются в дюймах (inches) и десятках дюйма (tenths). Каждый дюйм может быть обозначен числом, например, от 0 до 78 дюймов, а десятые дюйма могут быть обозначены черточками или цифрами внутри дюймового деления.
• Обозначения нулевой точки. На рейке также обозначены нулевые точки, которые указывают на определенную высоту относительно поверхности. Это позволяет установить начальную точку отсчета при нивелировании.
• Отметки для целей наведения. Некоторые нивелирные рейки имеют специальные отметки или маркировку для целей наведения нивелира. Это помогает оператору точно навести оптическое устройство на рейку и осуществить измерение.

Обозначения на нивелирных рейках могут немного отличаться в зависимости от страны и производителя. Важно ознакомиться с маркировкой и обозначениями, указанными на конкретной рейке, которую вы используете, чтобы правильно интерпретировать измерения и достичь точности при нивелировании.

Как проводить измерения

Порядок измерения превышения точки при использовании нивелира после установки включает следующие шаги:

• Установка нивелира на стабильную основу, такую как штатив, и его выравнивание. Убедитесь, что нивелир находится в горизонтальном положении с помощью встроенных уровней или компенсатора.
• Установите нивелирное штурвал в вертикальное положение, чтобы оптическое устройство было направлено вверх.
• Просмотрите через оптическое устройство нивелира на нивелирную рейку, установленную в исходной точке (известной высоты). Запишите отсчет на рейке в качестве исходного значения превышения.
• Переместите нивелир и направьте оптическое устройство на целевую точку, для которой можно измерить превышение. Убедитесь, что визир наведен точно на рейку в целевой точке.
• Осмотрите отсчет на рейке в оптическом устройстве нивелира. Запишите этот отсчет, который представляет разницу между исходным значением превышения и текущим положением на рейке.
• Повторите процедуру измерения превышения для других точек, если необходимо.

Важно помнить, что при измерении превышения с помощью нивелира нужно обеспечить стабильность нивелирной рейки и точное наведение визира на рейку. Также следует учитывать факторы, такие как изменение температуры, воздушные потоки или вибрации, которые могут повлиять на точность измерений. Поэтому рекомендуется проводить несколько повторных измерений и усреднять полученные результаты для повышения точности.

Ведение документации

Ведение журнала и проведение расчетов являются важными аспектами работы с нивелиром. Журнал помогает упорядочить и систематизировать полученные данные, а расчеты позволяют интерпретировать измерения и получить конечные результаты.

Рекомендации по ведению журнала и проведению расчетов при использовании нивелира:

1. Журнал:

• Записывайте все основные данные, связанные с измерениями, в журнал. Включите информацию о дате, времени, точках измерений, погодных условиях и других факторах, которые могут повлиять на результаты.
• Опишите каждую точку измерения, указав ее местоположение, высоту и другие характеристики.
• Записывайте значения отсчетов на рейке, полученные при измерениях. Укажите исходное значение превышения, текущий отсчет и разницу между ними.
• Если проводите несколько повторных измерений, запишите все значения и усредните их для получения более точных результатов.
• Добавьте любые дополнительные комментарии, наблюдения или заметки, которые могут быть полезны для интерпретации данных или объяснения некоторых аномалий.

1. Расчеты:

• Вычислите превышения для каждой точки, используя полученные значения отсчетов на рейке и исходное значение превышения.
• Если проводились повторные измерения, усредните значения и используйте средние значения для расчетов.
• При необходимости выполните коррекцию результатов, учитывая факторы, такие как инструментальные поправки, атмосферные условия или наклон нивелирной линии.
• Проведите сверку полученных превышений с известными значениями или смежными точками для проверки и контроля точности измерений.
• Выполните любые дополнительные расчеты, связанные с вашими конкретными целями измерений, такими как нахождение наклонов, расстояний или объемов.

Помните, что точность результатов зависит от правильности ведения журнала, аккуратности измерений и правильности проведения расчетов.