Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками

Характеристики лазерного нивелира

• Дальность построения. Лазерные нивелиры могут проецировать лучи на расстояние от пары до нескольких сотен метров в зависимости от модели. Для бытового использования достаточно до 20 м, для крупных строительных объектов – от 50 м. Некоторые инструменты могут работать с приёмником: если в характеристиках указано 50/100 м, то стандартное расстояние работы – 50 м, а если приобрести к устройству приёмник – 100 м. Если вторая цифра не указана или стоит прочерк, то нивелир не рассчитан на работу с приёмником.
• Количество лучей. Простые лазерные нивелиры проецируют 1-2 луча – этого достаточно для бытовых нужд. Если работает бригада, то удобнее приобретать прибор с несколькими лучами – так люди могут работать одновременно, каждый со своим объектом.
• Допустимая погрешность. Чем меньше погрешность, тем точнее проецируемая лазерная линия разметки. Погрешность измеряется в миллиметрах на метр луча. Для бытового использования допускается погрешность до 0,5 мм/м, при крупногабаритном строительстве – до 0,3 мм/м.
• Цвет луча. Зелёные проекции лучше видны человеческому глазу даже на ярком свету, но приборы с зелёным лучом дороже и расходуют больше энергии. Чаще встречаются нивелиры с красным лазерным лучом.
• Крепление на штатив. Бытовой прибор имеет крепление на ¼ дюйма, поэтому к его основанию можно прикрепить даже штатив от фотоаппарата. У тяжёлых инструментов крепление с резьбой 5/8 дюйма. Это поворотное основание, которое подойдёт для специализированных геодезических штативов и штанги.
• Класс защиты. Нивелиры используются и для того, чтобы повесить картину, и при пыльных строительных работах. Поэтому прибор должен быть оснащен пыле- и влагозащитой в соответствии с нормативами IP (например, IP54).

Настройка

Чтобы выровнять нивелир, необходимо его развернуть таким образом, чтобы один подъёмный винт находился на передней части прибора, а два других – слева и справа. Пузырёк воздуха должен находиться на центральной оси метки уровня. Для этого боковые винты вращают в противоположных направлениях. Чтобы переместить пузырёк воздуха в вертикальном уровне прибора, винт на передней части необходимо также вращать. При настройке последующего пузырькового уровня следует контролировать предыдущий.

Фото: использование оптического нивелира

Когда пузырёк воздуха установлен в «нуль пункт», нивелир следует повернуть на 180° и убедиться, что пузырёк остался на прежнем месте. Если он сместился, его следует снова отрегулировать двумя винтами и шестигранным ключом по инструкции.

Использование лазерного нивелира при работе на полу:

1. Чтобы определить ровность залитого бетона. Для этого рейку необходимо поставить к стене в любом месте помещения и отметить, где на ней находится красный луч. После этого сделать еще несколько таких измерений в разных точках комнаты и сравнить отклонения показателей.
2. Для декоративной укладки напольной плитки. Для этого необходимо наклонить устройство и перенести луч на пол, при этом зафиксировав нивелир. Самым популярным считается способ, когда лучи пересекаются под прямым углом, что позволяет аккуратно выложить плитку. Наличие зажимов в комплектации лазерного нивелира позволяет проецировать перпендикулярное пересечение на любую поверхность.

Как пользоваться нивелиром, установка

Комплект нивелира состоит из штатива, рейки с делением в миллиметрах на одной стороне  в сантиметрах с другой   и самого нивелира. Выбираем место для установки, лучше всего ставить прибор посередине измеряемой площади.

Действия по установке нивелира:

выставляем штатив: ослабляем зажимы, выдвигаем ножки на удобную нам высоту и зажимаем винтами. Головку штатива устанавливаем ровно по горизонтали.

устанавливаем нивелир на штатив, закрепляем винтом, который находиться на штативе

придаем нивелиру ровное горизонтальное положение с помощью трех подъемных винтов вращая их одновременно (  вращая винты смещаю пузырек посередине и третьим винтом подгоняю уже в центр уровня), в конечном итоге пузырек уровня должен быть в положение «нуль-пункт».

Нивелир настроили, осталось за малым навести резкость в зрительной трубе. Фокусировка, наводим зрительную трубу на рейку и вращая фокусировочный винт добиваемся четкого изображения, сетка нитей настраивается окулярным кольцом.

Центрирование, устанавливаем нивелир над точкой, подвешиваем отвес за закрепительный винт внизу штатива. Смещаем нивелир по головке штатива так, чтобы отвес находился над точкой, закрепляем. эта операция нужна если вы собираетесь измерить растояние от одной точки до другой  или  с помощью оптического луча нивелира, например, вынести оси здания.

Как пользоваться нивелиром при производстве полов

Не зная, как пользоваться  нивелиром, сделать ровные полы из бетона или цементно – песчаной стяжки  на большой площади не возможно.

Работая прорабом в фирмах специализирующихся на бетонных полах первое, что я делал на новом объекте нивелирную съемку основания. По данным съемки, видно надо ли подсыпать песок или наоборот пересыпали.

Как проверить нивелиром ровность основания? Допустим у нас объект площадью 540 квадратных метров и нам известна нулевая отметка уровня чистого пола.

После того как настроили нивелир приступаем к съемке. Я снимал отметки основания через каждые шесть метров, как вдоль, так и поперек здания, если делать через три метра, то это будет более точная картина ровности поверхности.

Допустим по результатам съемки  получили 18 высотных отметок с перепадами высотных отметок  от 1,57м до 1, 72 метра. Суммируем  все 18 высотных отметок, получаем сумму 30,51м,  делим на 18 ровняется 1,695 м, это средняя арифметическая высотная отметка основания от уровня горизонта инструмента.

Далее высчитываем толщину нашего пола, от 1,695м отнимаем отметку уровня чистого пола 1,20м равно 0,495м. По моим измерениям получилось, что основание занижено от уровня чистого пола на 49,5 сантиметров.

Как пользоваться нивелиром при устройстве фундаментов

Как пользоваться  нивелиром,  если надо определить глубину заложения фундамента обозначенном в проекте. После установки прибора высчитываем горизонт инструмента. В моем случае геодезическая отметка вынесена на колонну,  равняется 96,645м.

Рейку ставим четко на отметку и  получаем данные на рейке 0,850м. Высчитываем горизонт инструмента, к геодезической отметки 96,645 прибавляем отметку с рейки 0,850м получаем  96,645+0,850=97,495м.

Проектная отметка 93,80 (низ фундамента) от полученного горизонта инструмента отнимаем проектную отметку 97,495-93,800=3,695 м. Получается, что наша отметка фундамента  от горизонтального луча нивелира должна равняться 3,695м.

Если уровень поверхности земли  по нивелирной съемки равно 1,250 м, то получится, что  вынуть грунт надо на глубину 3,695м – 1,250м=2,445 м.

Делаем нивелир своими руками

Нивелир, на самом деле, несмотря на довольно сложную конструкцию, один из наиболее легко изготавливаемых в домашних условиях приборов. В его основе лежит устройство абсолютно горизонтальной платформы в заданной точке.

Принцип устройства самодельного нивелира понятен из схемы. Нам лишь остается ее прокомментировать и внести необходимые, на наш взгляд, коррективы.

Во-первых, вовсе не обязательно, чтобы опора (площадка) вращалась

Важно, чтобы она была установлена строго горизонтально и прочно, чтобы не отклонялась от начальной позиции в процессе измерений. Для этого будет полезной установка двух раскосов в перпендикулярных плоскостях, которыми площадку можно будет жестко закрепить к ноге

Во-вторых, ногу при этом вовсе не обязательно делать в виде треноги – важно, чтобы она уверенно держалась в грунте. Для этого можно просто забить ее в землю через деревянную проставку так, чтобы она не шаталась, а крепление площадки произвести, пользуясь хорошо выверенным уровнем

В третьих, роль самого нивелира и выполнит этот уровень. Можно производить замеры, выполняя нацеливание на рейку вдоль его ребра (при этом человек, держащий рейку, должен выполнять ваши команды, передвигая по шкале контрастный предмет типа кредитной карточки), а можно закрепить на уровне мощный лазер-указку.

При этом даже если точка лазера будет размытой, вы сможете легко высчитать центр этого светового пятна, беря размеры по одному из его краев – ведь нам при нивелировании важен перепад высот, а не его точное отклонение от уровня моря.

А рейку можно изготовить из любой ровной деревянной рейки или какой-нибудь трубы, закрепив на них ленту от поломанной рулетки или даже портняжный сантиметр.

Как работать с нивелиром

У лазерных уровней могут быть разные наборы функций. В базовом варианте есть возможность получить вертикальную и горизонтальную плоскости, а также включать их вместе и получать пересечение. В некоторых моделях есть возможность получать точку в зените и под прибором (отвес, точка — надир), также бывает функция построения двух параллельных вертикальных плоскостей. Дополнительные возможности полезны, но их наличие увеличивает стоимость, так как система становится сложнее. Некоторые производители в базовую комплектацию добавляют штативы или платформы, которые можно крепить на стену при помощи шурупа или магнита.

Основные функции нивелира (построителя плоскостей) бытового класса

Отличаются модели и возможным углом выстраиваемой в горизонтальной поверхности плоскости (угол развертки). Он может быть от 110° до 360°. Проще всего работать с тем, который дает полную плоскость, но относится он к профессиональным моделям и стоит немало. Получить полную плоскость можно и при небольшой плоскости свечения. Для этого прибор поворачивают вокруг своей оси.

При использовании прибора на улице может быть полезен уловитель лазера. Он покупается обычно отдельно. При покупке надо проверять совместима ли данная модель с вашим лазером. Полезны могут быть специальные очки. Они во-первых, предохранят глаза от случайного воздействия лазера, во-вторых позволяют четче видеть луч.

Использование при работах на полу

Удобно пользоваться лазерным уровнем при выравнивании пола. Выставляете его примерно посредине помещения и включаете построение горизонтальной плоскости. На стенах отбивается ровная линия, по которой удобно делать разметку.

Горизонтальная плоскость отображается на стенах

Лазерный луч также отображается на любом предмете, который вы поставите на пути его следования. Используя это свойство и линейку (рулетку) вы сможете найти самую выступающую и самую «утопленную» часть пола. По этим данным вы определите, на каком минимальном уровне можно делать стяжку пола. Далее по найденной высоте делаете отметки по стенам и приступаете к установке маяков. Их тоже можно выставлять по лучу. Установив лазерный луч на нужную высоту, спинку маяка выставляете так, чтобы она была равномерно им подсвечена.

При помощи той же горизонтальной поверхности можно проверять и насколько ровно выложен бетон в стяжке. Луч будет виден на буграх, а впадины можно найти при помощи рейки.

Как пользоваться лазерным уровнем для укладки плитки на полу

Можно пользоваться лазерным уровнем и при укладке плитки на пол. Для этого необходимо получить пересечение лучей на полу. Выставляете требуемый режим, выбираете направление, по которому будете укладывать плитку и, по видимой на полу линии, выравниваете шов.

Что может делать на стенах

Теперь рассмотрим как использовать лазерный уровень на стенах можно еще более активно:

• Проверить насколько кривая стена. Параллельно ей, на расстоянии в несколько сантиметров отбиваете лазером горизонтальную плоскость. При помощи линейки или рулетки измеряете расстояние от луча до нескольких точек стены. Так определяется насколько завалена стена и в каком месте, можно найти выемки и бугры. Эта процедура необходима при выравнивании стен.
• По той же методике можно проверить вертикальность углов.
• Отметить горизонтальную линию для крепления чего-то: мебели, профиля для потолка из гипоскартона и т.д.
• Получить перекрестие для укладки плитки на стену.
• Иметь вертикальную линию, чтобы правильно наклеить первый лист обоев. горизонтальную, чтобы ровно наклеить бордюр и т.п.
• Проверить вертикальность откосов на окнах или дверях.
• Отметить линию для прокладки электропроводки.

Пользоваться лазерным уровнем во время ремонта приходится часто, да и позднее в быту, при мелких работах он часто нужен: что-то ровно повесить, то выставить бытовую технику (стиральную машинку, например) и т.д.

Видео-уроки по работе с лазерным нивелиром (уровнем)

Пошаговая инструкция: как пользоваться лазерным уровнем

Вы приобрели лазерный уровень, прочитали инструкцию к нему и готовы приступить к работе? Вот ваши последующие действия:

1. Установите прибор на штативе, закрепите его на плоской твердой поверхности.
2. Включите прибор, нажав соответствующую кнопку.
3. Выровняйте пузырьковые индикаторы с помощью регулируемых винтов в произвольном положении.
4. Разверните корпус нивелира на 90 градусов от предыдущего положения и снова произведите процедуру выравнивания.
5. Направьте лазерный луч вдоль поверхности пола или стены.
6. Поставьте несколько контрольных отметок.
7. Еще раз проведите лучом линию и сверьте с оставленными метками.

В случае если высоты проекции луча не хватает для определения нужного замера, то все размеры можно перенести на поверхность стены (потолка, пола и т. д.) с помощью рулетки. Это сделать довольно просто: устанавливаются две контрольные точки, которые впоследствии соединяются прямой линией.

Также применяя лазерный нивелир можно расчерчивать параллельные линии на любых поверхностях. Опытные строители называют два способа разметки параллельных линий.

Первый способ: от проекции луча с помощью рулетки отсчитывают нужное расстояние вверх или вниз, ставят контрольные отметки и проводят по ним необходимые линии.

Второй способ: сначала размечается нужное расстояние между линиями, после чего на них проецируется луч нивелира, и поочередно проверяется точность предварительных замеров.

Эти способы походят для контроля и проверки параллельных линий в обеих плоскостях – горизонтальной и вертикальной. Для пересекающихся проекций («крест» из лучей) симметричных конструкций нужно установить соответствующий режим.

Как выполняется поверка нивелира

Схема измерения нивелиром.

Самый простой, которым можно быстро определить, дает ли прибор точные показания или нет, выполняется следующим образом. На площадке устанавливается нивелир, измерительная рейка устанавливается от него на расстоянии от 15 до 25 м. С этой точки снимается первое показание, которое нужно записать, а место съемки отметить.

Потом рейку переносят на другую точку, чтобы расстояние от нее до прибора было в пределах от 10 до 15 м. Вторую точку съемки рекомендуется выбирать таким образом, чтобы между нею и первой была разница, видимая невооруженным глазом. Записываем полученный результат, отмечаем точку № 2. Полученные результаты вычитаем и получаем некую величину в миллиметрах, которая показывает разницу уровней между первой и второй точками. Записываем ее.

Теперь переставляем нивелир на новое место, где-то метров на 10 в сторону. И повторно проводим съемку для первой и второй точек (которые, как мы помним, нужно было отметить). Снова проводим вычисление разницы. И если полученный результат не отличается от первого или же между ними есть разница в пределах 3-4 мм, точность прибора считается достаточной для выполнения геодезических работ. Если же разница превышает 4 мм, такой нивелир не пригоден к использованию и лучше заменить его на исправный.

Такая поверка поможет избежать серьезных ошибок в будущем. Также перед началом работы следует проверять и другие важные узлы прибора.

Как пользоваться оптическим нивелиром?

Комплект оптического нивелира состоит из штатива, рейки с делениями в миллиметрах на одной стороне и сантиметрах с другой, а также самого нивелира.

• 1 шаг. Для начала необходимо выбрать место для установки нивелира. Самым удобный считается расположение в центре измеряемой площадки. На выбранном месте устанавливается штатив. Для достижения ровного горизонтального положения необходимо ослабить зажимы ножек штатива, установить площадку (головку) штатива на необходимую высоту и закрутить винты.
• 2 шаг. Нивелир устанавливается и закрепляется становым винтом на штатив. Вращая подъемные винты нивелира, с помощью уровня достигается горизонтальное положение прибора.
• 3 шаг. Осталось произвести фокусировку. Для этого зрительную трубу необходимо навести на рейку и вращая фокусировочный винт получить максимально резкое изображения, окулярным кольцом настраивается фокусировка сетки нитей. Если необходимо измерить расстояние от одной точки до другой или вынести оси здания, то проводится центрирование. Для этого нивелир устанавливается над точкой, а за становый винт подвешивается отвес. Нивелир смещается по головке штатива, при этом отвес должен находится над точкой, потом прибор закрепляют.
• 4 шаг. После установки и настройки прибора можно переходить к изысканиям. Нивелирная рейка устанавливается на начальную точку (или высотный репер), производится снятие отсчета по средней нити сетки нитей нивелира. Отсчет записывается в полевой журнал. Далее рейка переносится на измеряемую точку, повторяется процедура снятия и записи отсчета. Разница между отсчетами начальной и измеряемой точки и будет составлять превышение.

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.

Проверка уровня

Схема проверки уровня нивелира.

Точность показаний нивелира зависит от того, правильно ли работает уровень. Чтобы проверить его, нужно выполнить простую процедуру. С помощью винтов площадка нивелира выставляется так, чтобы пузырек воздуха в уровне занял среднее положение. Потом начинаем медленно вращать прибор, чтобы он совершил полный разворот вокруг своей оси. Если при смещении пузырек не передвинется, это подтверждает исправность уровня, и можно приступать к измерениям.

Чтобы добиться более точного выравнивания, специалисты рекомендуют разворачивать уровень и ставить его так, чтобы он находился между двумя разворотными винтами. Смещение воздушной капсулы в сторону одного из винтов показывает, что его нужно отрегулировать. Проделав такую операцию по очереди с каждым из них, можно считать, что и эта проверка нивелира успешно выполнена.

Иногда бывают ситуации, когда рельеф местности не позволяет выставить треногу посредством винтов. Тогда следует максимально выровнять уровень, а потом убирать его смещение, вращая юстировочные винты посредством луча шестигранного. Следует поворачивать уровень и каждый раз повторять описанную выше процедуру до те пор, пока воздушный пузырек не займет стабильное центральное положение.

Отличие от уровня

Уровень и нивелир в понимании большинства обывателей являются идентичным инструментом. Более того, даже строители подчас называют этими терминами один и тот же прибор. Грубой ошибки в этом нет, так как, действительно, эти инструменты работают по схожим принципам и решают примерно одинаковые задачи. И все же для более ясного представления об этих приспособлениях следует определиться, чем отличается уровень?

Нивелир, к примеру, это прибор, который способен работать с одной точкой опоры, вращаясь по всей остальной окружности. В свою очередь, действие уровня распространяется лишь на две точки, между которыми и прокладывается нужная горизонталь. Опять же, строгого разграничения в этих устройствах проводить не стоит, поскольку они оба могут быть задействованы при решении аналогичных задач, но при работе на разных по масштабу и сложности объектах.

Конструктивные особенности современного нивелира

Прибор имеет незамысловатую конструкцию. Он состоит из прочного треножника, на котором находится оптико-механический основной узел. В последний встроена система линз. Главной функцией узла является обеспечение горизонтального положения визирного луча. Отклонение должно быть минимальным. Сами линзы дают обратное и прямое изображение. Первое подразумевает переворачивание измерительных реек при установке. Датчики уровня встроены в верхней части прибора. Точная установка нивелира на местности определяет качестве всех проводимых измерительных мероприятий. Они выполняются оператором. Его главной обязанностью является проверка показателей датчиков и регулировка наклона узла, если такая необходимость возникает. Без регулярной сверки можно пропустить отклонение от точного нахождения, что приведет к погрешности в замере и необходимости повторного нивелирования.

Как проверить лазерный нивелир на точность

Поскольку лазерные уровни могут предоставлять ошибочные показания и после падений, и без видимых причин, перед использованием в строительстве и ремонте для них рекомендуется проводить проверку. Она не занимает много времени и фактически выполняется теми же способами, что и при настройке приспособления.

Проверка на точность горизонтального луча

Проверку уровня на точность по горизонтали проводят способом последовательного поворота. Схема выглядит так:

1. Прибор ставят на небольшом расстоянии от стены и отмечают точку на середине проекции горизонтального луча.
2. Уровень поворачивают, пока край световой линии не достигнет поставленной метки.
3. Оценивают совпадение луча и точки — если есть отклонение вверх или вниз, нужно провести калибровку горизонтали.

Проверка на точность вертикального луча

Проверить уровень на вертикальную точность можно двумя способами. Один из них обычно применяют при настройке лазера — тестируют погрешность по отвесу. Если луч, направленный на нитку с грузом, подсвечивает ее по всей длине, строительный уровень работает хорошо, а если только частично — требует калибровки.

Второй метод связан с определенными затратами сил, но отличается высокой точностью.

1. Лазер устанавливают в начале длинной комнаты, включают в работу и проецируют вертикальную линию.
2. Вдоль черты делают по две метки на полу и на потолке с минимальным расстоянием между ними по 1,5-2 м.
3. Уровень переносят в противоположный конец комнаты и направляют луч в обратную сторону.

Дальше проверяют, проходит ли новая лазерная проекция через метки, выставленные ранее. Если отклонений нет, то калибровку можно не проводить.

Если вертикаль в обратной проекции не проходит через начальные точки, прибор требует настройки