Как провести проверку нивелира?

  • 12-11-2014
  • 29
  • 418
Оглавление: [скрыть]
  • Как проверить нивелир оптический?
  • Начальный этап работ
  • Проверка круглого уровня и юстировка
  • Горизонтальная визирная ось и ее проверка
  • Установка сетки линий зрительной трубки
  • Работоспособность компенсатора
  • Правильность смещения визирной линии при изменении фокуса зрительной трубки
  • Определение погрешностей при измерении превышений
  • Исследование правильности работы цилиндрического уровня
  • Применяемые приборы и приспособления

Для получения точных и надежных данных при геодезических работах используется прибор под названием нивелир. В первую очередь перед началом измерений надо проверить нивелир на исправность, а затем произвести его правильную настройку. Обычно эта работа проводится в специальных геодезических лабораториях и охватывает ряд важных операций и процедур, которые выявляют реальные параметры нивелира и позволяют сравнить их с паспортными данными прибора. Если эти данные не совпадают, то оборудование считается неисправным.

Нивелир и его оптическая схема

Нивелир (а) и его оптическая схема (б): 1, 4, 5, 9, 10 — винты, 2 — подставка, 3, 7 — уровни, 6 — зрительная уруба, 8 — визир, 11 — установочная прижимная пластина, 12 — объектив, 13 — фокусирующая линза, 14 — сетка нитей, 15 — окуляр, 16 — 19, 21 — призмы и линзы, 20 — зеркало, 22 — уровень.

Проверка нивелира производится в сроки, указанные в его документации, а если у него истек срок эксплуатации, то использовать такой прибор не рекомендуется. Такое геодезическое оборудование может подвергаться внеплановым проверкам по разным причинам, например, из-за потери сертификата нивелира. Методика испытаний в лаборатории каждого прибора зависит от его типа. Рассмотрим существующие виды такого оборудования:

  • оптические нивелиры;
  • цифровые приборы для определения разницы высот на местности;
  • лазерное оборудование для этих работ.
Оптическая схема нивелира с компенсатором

Оптическая схема нивелира с компенсатором.

Настройка последнего типа нивелира является самой сложной, и поэтому самостоятельно ее выполнить нельзя. Такие лазерные модели проверяются опытными специалистами в оборудованных по последнему слову техники лабораториях. Проверка такого нивелира включает в себя общий контроль отдельных узлов оборудования, установку нужных уровней, проверку правильности подвески компенсатора, работу с осью излучения и установку правильности горизонтальной плоскости прибора, измерение квадратичной погрешности.

Цифровые измерители уровня без специального оборудования точно настроить невозможно, поэтому их надо проверять в специальных условиях. Такое оборудование проверяют на точность установки уровня рейки (круглого), дееспособность цифровой части (состоит из нескольких этапов), диапазон действия компенсационной системы, наличие систематической и квадратичной погрешности.

Оптический нивелир можно попробовать настроить самостоятельно, если точно придерживаться рекомендаций специалистов.

Как проверить нивелир оптический?

Настройка начинается с внешнего осмотра прибора и включает в себя такие условия:

Устройство лазерного нивелира

Устройство лазерного нивелира: 1 — лазерная трубка, 2 — световод, 3 — штатив, 4 — переходная деталь, 5 — объектив, 6 — нивелир, 7 — источник электропитания.

  • на корпусе нивелира не должно быть следов коррозии;
  • должны отсутствовать видимые на глаз механические повреждения;
  • все механизмы настройки должны иметь плавный ход, без рывков и задержек.

Дальнейшая методика проверки и настройки зависит от модели нивелира, но есть общие процедуры для всех типов таких оптических приборов:

  • юстировка уровней;
  • выявление симметрии настройки и их контроль;
  • смещение разных осей прибора и нахождение угла смещения между ними;
  • правильность установки сетки зрительной трубы нивелира;
  • квадратичная погрешность делений шкалы прибора.
Вернуться к оглавлению

Начальный этап работ

Проверка начинается с оценки внешнего состояния и комплектности нивелира. Затем визуально обследуются такие параметры:

  • чистота оптических поверхностей зрительной трубки;
  • одновременное изображение линий сетки должно быть четким и контрастным;
  • проверяются концы пузыря контактного уровня;
  • на нивелире не должно быть следов коррозии и механических дефектов, которые могут мешать проведению точных измерений;
  • комплектность оборудования должна соответствовать тому, что указано в его паспорте или сертификате.

После этого надо провести оценку работоспособности нивелира и убедиться в правильном взаимодействии его подвижных деталей. Производится опробование по таким параметрам:

Виды лазерных нивелиров

Виды лазерных нивелиров.

  • исправность всех деталей прибора;
  • в подъемных, закрепительных и наводящих винтиках не должно быть обнаружено их качания;
  • окуляр должен вращаться плавно, без рывков;
  • этим же требованиям должны удовлетворять подъемные винты;
  • зеркало подсветки уровня надо проверить на отсутствие помутнения;
  • крепления подвижных деталей не должны иметь повреждений;
  • обследуются стопорные винтики на точность зажима;
  • надо убедиться в работоспособности компенсатора и демпфера, при этом все винты юстировки надо установить в среднее положение;
  • обследуется исправность деталей штатива;
  • необходимо убедиться, что становой винт точно подходит к данной модели нивелира.

После этого все зажимные детали на штативе подтягивают и проверяют на устойчивость. Чтобы это сделать, прибор устанавливают на треногу и приводят в действие: нацеливают зрительную трубку на рейку и производят отсчет. Затем нажимают (осторожно) на верхнюю часть штатива и вновь берут показание. Если полученные результаты совпадают или разнятся незначительно, а пузырек не изменяет своего положения, то штатив устойчив. Если этого нет, то надо найти причину или заменить треногу новой.

Вернуться к оглавлению

Проверка круглого уровня и юстировка

Устройство нивелирной рейки

Устройство нивелирной рейки: а — костыль, б — башмак, в — отсчеты по рейке.

Для самостоятельной настройки оптического нивелира надо начать с проверки круглого уровня. Он представляет собой нормаль в точке так называемого ноль-пункта к поверхности шлифовки. Главное условие при этом — ось его должна находиться параллельно оси вращения прибора.

Для проверки нужно установить зрительную трубку параллельно любым 2 подъемным винтам, с их помощью надо постараться переместить пузырек круглого уровня в ноль-пункт, а затем развернуть верхнюю часть нивелира на 180 градусов вокруг вертикальной оси.

Если после этого действия пузырек останется в центре капсулы, можно считать этот пункт проверки выполненным. Если же этого не случилось, то надо сделать юстировку — выполнить ряд установок для получения нужного взаимного расположения деталей прибора и их нормального взаимодействия. Для этого с помощью винтов для юстировки круглого уровня надо сместить пузырек на ½ отклонения к центру капсулы. Остаточную неточность ликвидируют с помощью так называемых подъемных винтиков. Эти действия проводят несколько раз, пока не будет получен нужный результат.

Вернуться к оглавлению

Горизонтальная визирная ось и ее проверка

Поверка цилиндрического уровня

Поверка цилиндрического уровня. Измерения с неравными расстояниями до реек.

Для ее настройки должно быть выполнено следующее условие: линия наведения прибора должна быть горизонтальной при нахождении пузырька в центральной части ноль-пункта. Чтобы проверить выполнение этого условия, надо выбрать 2 точки (С и М), которые разнесены на 25-35 м. Устанавливают в них рейки, а нивелир фиксируют на штативе с таким расчетом, чтобы он оказался посредине, между этими точками. Прибор приводят в действие и берут отсчет по рейкам, а затем производят вычисление разницы между уровнями расположения точек (С и М). В качестве примера допустим, что показание нивелира по первому отсчету равно 1,378, а по второму — 1,278 метра. Тогда превышение (ПРШ) равно разности этих цифр — 0,1. Переставляют штатив с нивелиром как можно ближе к точке С и берут новый отсчет по рейке. Допустим, он равен 1,2 м. Тогда теоретический показатель равен: по первой точке — С-ПРШ = 1,278, а по второй рейке — М-1,2 = 0,078 метра. Затем берут новый отсчет по М и сравнивают полученную цифру с теоретической. Если эта разность более трех миллиметров, то надо провести юстировку.

Цилиндрический уровень и уклоны при положении пузырька

Цилиндрический уровень и уклоны при положении пузырька: а — вид сбоку, 6 — вид сверху, 1 — ампула, 2 — жидкость, 3 — пузырек, 4 — исправительный винт, 5 — уклон ампулы.

Отвинчивают защитную крышку на окуляре, используя имеющуюся в комплекте нивелира шпильку для юстировки, поворачивают установочный винт до тех пор, пока реальное показание на средней горизонтальной черте не совпадет с теоретическим результатом (0,078 метра). Затем проверку повторяют.

Если установить нивелир таким образом, чтобы окуляр трубки при горизонтальном расположении визирной оси был впереди рейки на два-три сантиметра, то можно по ней очень точно определить высоту инструмента. На объектив надо надеть картонную или пластиковую крышку, окрашенную в черный цвет. В ее центре надо проделать отверстие в два-три миллиметра. Основной наблюдатель смотрит через него на рейку, а помощник устанавливает на ней сделанную из прозрачного материала передвижную деталь с черным штрихом в середине. По указаниям наблюдателя она устанавливается так, чтобы отметка приходилась точно напротив отверстия в крышке. После этого делается отсчет по рейке.

Вернуться к оглавлению

Установка сетки линий зрительной трубки

Для этого надо на дистанции 10-15 метров от нивелира укрепить отвес и привести оборудование в рабочее состояние. Вертикальную линию сетки нацеливают на отвес ,и если один ее конец отклонен на расстояние более 1 мм (измеряют линейкой), отвинчивают винты крепления окуляра и снимают его, освободив доступ к сетке. Затем поправляют ее поворотом до совпадения с изображением шнура отвеса. Окуляр возвращают на место и завинчивают все винты. Проверку повторяют, чтобы удостовериться в правильности настройки вертикальной сетки.

Чтобы проверить ее горизонтальные нити, прибор наводят на цель в 12 метрах от штатива, а затем медленно передвигают зрительную трубку в горизонтальной плоскости винтиком наводки. Следят за тем, есть ли отклонение нити от цели. Если разница больше одного миллиметра, то производят юстировку сетки в горизонтальной плоскости так же, как и для вертикальных линий.

Вернуться к оглавлению

Работоспособность компенсатора

Схемы расположения осей при поверках нивелира

А — в  — схемы расположения осей при поверках нивелира, г — позиции нивелира при третьей поверке.

Чтобы убедиться в правильности действия компенсационной системы, надо выполнить следующее условие: при наклонах прибора нужно, чтобы в пределах действия компенсатора ось зрительной трубки была горизонтальной.

Чтобы добиться этого, пузырек круглого уровня переводят в ноль-пункт, а визирную линию нивелира нацеливают на установленную вертикально рейку. Производят тщательную фокусировку прибора и берут первый отсчет (например, С1). После этого последовательно получают 4 положения пузыря круглого уровня, наклоняя ось нивелира винтами для подъема вправо, влево, назад и вперед. После каждого изменения положения берут отсчет по точкам (С2, С3, С4, С5). Затем вычисляют разность между показаниями — (С1 — С2, С1 — С3, С1 — С4, С1 — С5). Эти значения не должны превышать 1 мм. Если этого нет, то надо нести нивелир в мастерскую, где произведут ремонт или замену компенсатора.

Вернуться к оглавлению

Правильность смещения визирной линии при изменении фокуса зрительной трубки

Прибор нацеливают на рейку, тщательно фокусируют и берут отсчет. Затем при помощи кремальерного устройства нарушают первоначальную фокусировку. Снова тщательно исправляют фокус трубки и вновь берут отсчет по рейке. Разница не должна превышать 1 миллиметр. Если она больше, то надо нести нивелир в мастерскую на ремонт.

Вернуться к оглавлению

Определение погрешностей при измерении превышений

Положение пузырька круглого уровня при  проверке работоспособности компенсатора

Положение пузырька круглого уровня при выполнении проверки работоспособности компенсатора.

Ее проводят несколькими этапами на местности, при помощи так называемого метода нивелирования из середины. Это делается при помощи двух реек при луче визирования длиной до 90-100 метров. Места их закрепления укрепляют нивелирными костылями или колышками, в которые завинчены винты с головками в виде сферы. Сами рейки должны быть установлены строго вертикально и не должны менять своего положения на протяжении всех измерений.

Прибор укрепляют в их створе на равном расстоянии от этих реек. Его приводят в действие и делают 10 замеров превышений между ними. Это одна серия измерений. Всего надо провести 5-6 таких этапов. У нивелира меняют горизонт перед каждой такой измерительной серией.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Применяемые приборы и приспособления

  1. Рейки.
  2. Колышки.
  3. Отвес.
  4. Винты со сферической головкой.
  5. Линейка.
  6. Нивелир с сопутствующим комплектом.
  7. Отвертка.

Самостоятельная настройка нивелира возможна при соблюдении всех рекомендаций, которые были изложены выше.

Но если она не удалась, то лучше всего обратиться к специалистам из геодезической лаборатории.


Автор статьи

Статьи по теме