El dispositiu i principi de funcionament del nivell

Un nivell és un dispositiu dissenyat per determinar la diferència (diferència) d'altures de dos punts situats a una certa distància l'un de l'altre. Hi ha molts tipus de dispositius d'anivellament, però tots es redueixen a resoldre el problema de determinar visualment aquesta diferència o llegir-la amb diversos dispositius (per exemple, digitals).

Per entendre exactament com es realitza l'anivellament i quines varietats d'aquest dispositiu són més adequades per a determinades tasques, cal entendre clarament el disseny general del nivell.

Els nivells utilitzats en la topografia geodèsica i en la construcció es divideixen en diverses grans categories. Es tracta de dispositius òptics tradicionals, així com de dispositius més moderns que utilitzen tecnologia electrònica i radiació làser. Tots tenen una estructura diferent. Considerem per ordre els principis bàsics i les característiques de cadascuna d'aquestes categories.

Un dispositiu d'anivellament de tipus òptic va aparèixer abans que altres. L'estructura de tots aquests dispositius inclou un telescopi amb un ocular i lents que proporcionen una aproximació del nombre de vegades necessari. Anteriorment, tots els nivells òptics requerien una orientació manual al punt d'interès i centrar-s'hi amb diversos cargols: elevació, apuntament i elevació. Per a la col·locació precisa del telescopi a l'horitzó, s'hi va adjuntar un nivell cilíndric.

Per a les mesures, un component important del nivell és la vareta de mesura. A més, tots els models de nivells òptics estan equipats amb un telèmetre de filament per mesurar distàncies, i alguns estan equipats amb un extrem horitzontal, que permet mesurar angles en el pla horitzontal.

El principi de funcionament d'aquest dispositiu és bastant simple. El nivell s'instal·la sobre una superfície plana, amb l'ajuda de cargols, el telescopi es porta a una posició horitzontal. Els dos punts del terra -el punt de partida i el que s'ha de mesurar- han de ser ben visibles a través de l'ocular. La vareta de mesura es posa primer al punt de partida i les lectures es prenen al llarg del fil d'anivellament (més precisament, al llarg del fil mitjà d'aquesta malla). A continuació, es trasllada el pentagrama al punt a mesurar i es tornen a prendre les lectures. La diferència entre ells és el valor desitjat.

La majoria dels nivells utilitzats en la geodèsia i la construcció modernes són una mica diferents dels descrits anteriorment. Per exemple, la majoria dels models estan equipats amb una junta de dilatació. Un compensador és un dispositiu dissenyat per alinear automàticament l'instrument a l'horitzó. L'ús d'un compensador fa que les mesures siguin més precises i fàcils.

A més, hi ha una categoria de nivells digitals que no requereixen la determinació visual de l'alçada mitjançant una vareta de mesura (aquesta funció la realitza un dispositiu de lectura digital). Tenen avantatges importants i s'utilitzen àmpliament com a instruments de mesura professionals.

Els indubtables avantatges dels nivells electrònics inclouen l'automatització i l'estabilitat de les mesures. El dispositiu de lectura digital és, en tot cas, més fiable i precís, ja que el seu treball no depèn del factor humà i depèn molt menys de les condicions de visibilitat.

El diagrama dels components principals d'un nivell digital difereix d'un nivell òptic per la presència d'un dispositiu de lectura i una pantalla on es mostren les lectures, així com una barra de mesura especial. Aquest rail té codis de barres únics. El dispositiu de lectura pot determinar amb precisió l'alçada a partir d'un d'aquests codis al qual s'apunta el tub de nivell. Les lectures d'altitud es mostraran a la pantalla.

La presa de lectures s'inicia amb el toc d'un botó, i diversos models de nivells digitals tenen la funció de desar i exportar valors.

Atès que el dispositiu s'utilitza en el camp, el seu disseny inclou sempre una carcassa amb una major protecció contra la pols i la humitat. L'estructura del telescopi difereix poc del disseny del dispositiu òptic; també té lents amb un factor d'ampliació de 20 a 50 vegades. Com més gran sigui la multiplicitat, més precís serà el dispositiu.

Els dispositius electrònics també poden tenir una funció de mesura d'angle horitzontal.

Els dispositius amb emissors làser destaquen en una categoria a part. Aquest nivell està dissenyat d'una manera original i no disposa de telescopi. L'enfocament visual del punt mesurat ja es realitza a causa del làser, que es projecta en una línia de llum clarament visible (en alguns casos, en un punt).

El làser té un abast limitat, la qual cosa és el principal desavantatge d'aquest tipus de dispositiu. Però són còmodes d'utilitzar per a la llar i la construcció. Els models làser amb un abast curt són econòmics, s'utilitzen a l'interior durant els treballs de construcció, el marcatge i la instal·lació de diverses estructures i mobles.

Per treballar en zones obertes, també es produeixen nivells làser d'una classe especial, que poden projectar llum a punts més llunyans. Sovint s'utilitzen juntament amb un detector làser especial i s'utilitzen amb èxit a distàncies de fins a 500 m.

Un dispositiu d'aquest tipus inclou un LED (un o més) i un sistema òptic que projecta la radiació del LED en un pla.

La presa de lectures del dispositiu va precedida pel procediment d'enfocament. Per enfocar, s'utilitza un element especial: un trinquet, que gira per guiar la lent d'enfocament. Quan s'obté una imatge prou clara de la vareta de mesura, també cal aconseguir una imatge clara de la retícula.

El fil mitjà d'aquesta malla determinarà l'alçada. Per deixar-ho clar, heu de girar el genoll de l'ocular a la posició desitjada.

En els nivells òptics de disseny clàssic, es pot veure l'ampolla de bombolles d'un nivell cilíndric a través del telescopi. Centrant-nos en la bombolla, la canonada es porta a una posició horitzontal fent girar els cargols de guia.

Si el problema de l'alineació horitzontal es resol amb l'ajuda d'un compensador, no hi ha necessitat d'un nivell cilíndric al telescopi, però hi ha un nivell de configuració al cos del dispositiu. Amb la seva ajuda, heu de col·locar el dispositiu al nivell del suport, ajustant la seva posició amb els cargols i només després enfocar.

L'equip addicional del dispositiu inclou suports de trípode i varetes de mesura.

El trípode està format per aliatges lleugers o alumini i serveix per posar l'aparell en la posició desitjada i a l'alçada desitjada. Quan escolliu un trípode, heu de parar atenció a la seva alçada màxima, muntatge (ha de ser ergonòmic i fixar fermament el dispositiu a la posició requerida), així com la força i el pes.

El rastell mereix molta atenció.Ha de tenir una longitud suficient (es produeixen bastons de diferents mides) i tenir una escala de valors que es pugui veure clarament a l'ocular del nivell des de gran distància.

Tots els models de barres de mesura estan marcats amb les lletres PH i els números que segueixen la designació de la lletra. Per exemple, RN 3-2500 significa el següent: una barra d'anivellament amb una precisió de 3 mm, una longitud de 2500 mm.

Alguns llistons són de tipus telescòpic plegable i estan marcats amb la lletra "C".

Quan escolliu una vareta d'anivellament, procediu del fet que la seva longitud oscil·la entre 1 i 5 m, i la precisió de la mesura depèn del material del qual està feta la vareta. Invar és un aliatge especial que no és molt susceptible a l'expansió quan s'exposa a la temperatura.

El dispositiu i el principi de funcionament del nivell són diferents segons el seu tipus. Els instruments òptics i digitals tenen un eix de visió situat al llarg del telescopi, que s'ha de posar en la direcció desitjada i horitzontal. Per a això s'utilitza tant un sistema òptic com dispositius de lectura digital i elements d'automatització com un compensador.

Utilitzar nivells i models digitals amb compensador és més fàcil que utilitzar instruments convencionals. Al mateix temps, els dispositius digitals requereixen una font d'alimentació, protecció contra la pols i la humitat, i també poden costar més. Els nivells làser són un tipus separat.

Podeu aprendre a utilitzar el nivell al vídeo següent.