Нивелиры и рейки, их типы, устройство

Если перед окуляром трубы вместо глаза наблюдателя установить источник лазерного излучения, то на выходе трубы нивелира получим горизонтальный визирный луч, который будет проецироваться на рейку в виде более или менее четкой яркой точки. Такое устройство называется лазерным нивелиром. Главное достоинство этих приборов – видимый визирный луч. Отсюда другое название лазерного нивелира – лазерный указатель направления (ЛУН). Лазерные нивелиры, как и обычные, выпускаются с цилиндрическими уровнями и с компенсаторами, при этом последним отдается предпочтение. С помощью различных оптико-механических систем луч можно поворачивать на 90°, разворачивать в плоскость. Серия таких приборов названа лазерными приборами для строительства и получила за рубежом широчайшее распространение. Одна только фирма Амман Лазертехник, Швейцария за последние 15 лет выпустила более 100 различных модификаций лазерных приборов:

· указатели горизонтальных и вертикальных направлений и плоскостей;

· указатели горизонтальных и наклонных направлений для укладки трубопроводов, проходки тоннелей и т.п.;

· нивелиры, задающие сразу две взаимно перпендикулярные плоскости;

· лазерные центриры и т.д.

В России УОМЗ выпускает по лицензии лазерный нивелир НЛ-10 .

Схемы осей нивелиров разных типов показаны на рис. 7.4, 7.5. В процессе нивелирования оси прибора должны занимать следующее положение:

* визирная ось трубы в момент отсчета по рейке должна быть горизонтальна (главное условие любого нивелира); для нивелира с цилиндрическим уровнем это условие можно записать так: визирная ось VV должна быть параллельна оси цилиндрического уровня UU ;

* ось круглого уровня AA должна быть параллельна оси вращения прибора OO .

O A O A V V V V U U   O A O A     Рис. 7.4 Рис. 7.5

7.2.2. Поверка главного условия нивелира

Эта поверка выполняется способом двойного нивелирования двух точек, расстояние между которыми d выбирают порядка 50 – 75 м. Первое нивелирование выполняется из середины, второе – с неравными плечами.

На точках А и В устанавливают рейки, между ними точно в середине устанавливают нивелир, приводят его в рабочее положение и берут отсчёты по рейкам a₁ и b₁ . Вычисляют правильное значение превышения

h₁ = a₁ – b₁ .

Переносят нивелир и устанавливают его перед точкой В на расстоянии 1,5 – 2 м. Приводят прибор в рабочее положение, берут отсчёты по тем же рейкам a₂ , b₂ и снова вычисляют превышение

h₂ = a₂ – b₂ .

Вычисляют разность полученных превышений x = h₁ – h₂ и угол i негоризонтальности визирной оси нивелира (в секундах) по формуле

i = 2·10⁵·x /d .

По действующим инструкциям допустимая величина угла равна 10″, что соответствует 2,5 мм в отсчёте по рейке при d = 50 м.

Если значение угла негоризонтальности превышает допуск, производят юстировку нивелира. Для этого вычисляют правильный отсчёт a′₂ на дальнюю рейку, при котором визирная ось будет горизонтальной

a′₂ = a₂ + x = b₂ + h₁ .

Пример: a₁ = 1578 b₁ = 1225 h₁ = + 353

a₂ = 1420 b₂ = 1090 h₂ = + 330

x = + 23 > 2,5 мм a′₂ = 1420 + 23 = 1090 + 353 = 1443 .

При юстировке нивелиров с компенсатором центр сетки нитей совмещают с правильным отсчётом a′₂ , вращая вертикальные юстировочные винты сетки нитей. Таких винтов может быть два или один.

При юстировке нивелиров с цилиндрическим уровнем правильный отсчёт устанавливают на рейке с помощью элевационного винта. При этом пузырёк цилиндрического уровня отклонится от нульпункта. Вращая шпилькой вертикальные юстировочные винты этого уровня, возвращают пузырёк в нульпункт. Юстировочные винты расположены под крышкой всегда слева от окуляра.

Для контроля после выполнения юстировки поверку повторяют.
Например: a₃ = 1444 b₃ = 1090 h₃ = + 354 x = h₁ – h₃ = – 1 мм < 2,5 мм .

7.2.3. Нивелирные рейки

В комплект любого нивелира входит пара реек. Нивелиры Н-05 должны снабжаться рейками РН-05, нивелиры Н-2, Н-3 – рейками РН-3, нивелиры Н-5, Н-10 – рейками РН-10.

Рейка РН-05 представляет собой коробку, внутри которой натянута лента из специальной стали – инвара, термический коэффициент которого практически равен нулю. На ленте нанесены две шкалы штрихов – основная и дополнительная. Дополнительная шкала сдвинута относительно основной на 2,5 мм. Расстояние между осями смежных штрихов 5мм соответствует одному делению рейки. Нивелирование по таким рейкам производится способом совмещений, при котором с помощью специального оптического микрометра визирную ось трубы совмещают с осью штриха рейки, а величину перемещения измеряют по шкале микрометра с точностью 0,05 мм.

Рейки РН-3 выпускаются под шифром РН-3-3000С, 2РН-3-3000СП, 3РН-3-3000СП. Буква С в шифре означает складную рейку, буква П – цифры в прямом изображении, число 3000 – длину рейки 3000 мм (3 м).

Рейка РН-3-3000С – деревянная двусторонняя шашечная с сантиметровыми делениями. На основной (чёрной) стороне нулевое деление шкалы совпадает с пяткой рейки. На дополнительной (красной) стороне оцифровка сдвинута на 4683 мм на первой и на 4783 мм на второй рейке комплекта. На обеих сторонах реек подписаны все дециметровые деления, изображение цифр обратное или прямое.

Рейка 2РН-3-3000СП аналогична предыдущей, но на дополнительной (красной) стороне оцифровка шкалы сдвинута на 3335 мм. Изображение цифр прямое.

Рейка 3РН-3-3000СП – разборная металлическая двусторонняя с прямым изображением цифр. Рейка состоит из метровых секций. Шкала каждой нечётной секции раскрашена в чёрный цвет, чётной – в красный. Длина рейки может быть увеличена до 5 м. На обратной стороне рейки нанесена шкала с миллиметровыми делениями. Такой шкалой очень удобно пользоваться при работе на малых расстояниях. На обеих сторонах с пяткой рейки совпадает нулевое деление шкалы.

Рейки РН-10 выпускаются под шифром РН-10-3000С (или 4000С), РН-10-3000СП (или 4000СП). Эти рейки аналогичны рейкам РН-3. С пяткой рейки на красной (дополнительной) стороне совпадает отсчёт 4700 или 4800.

На рейках, которыми комплектуются цифровые нивелиры, вместо равномерной метрической шкалы нанесен специальный штрих-код, изображение которого проецируется на цифровое фотоприёмное устройство нивелира. Такая рейка при нивелировании должна быть достаточно ярко освещена.