Il dispositivo e il principio di funzionamento del livello

Un livello è un dispositivo progettato per determinare la differenza (differenza) di altezze di due punti situati a una certa distanza l'uno dall'altro. Esistono molti tipi di dispositivi di livellamento, ma tutti si riducono alla risoluzione del problema di determinare visivamente questa differenza o di leggerla utilizzando vari dispositivi (ad esempio digitale).

Per capire esattamente come viene eseguito il livellamento e quali versioni di questo dispositivo sono più adatte a determinati compiti, è necessario comprendere chiaramente il design generale del livello.

I livelli utilizzati nel rilevamento geodetico e nelle costruzioni sono suddivisi in diverse grandi categorie. Questi sono dispositivi ottici tradizionali, nonché dispositivi più moderni che utilizzano la tecnologia elettronica e la radiazione laser. Hanno tutti una struttura diversa. Consideriamo in ordine i principi e le caratteristiche di base di ciascuna di queste categorie.

Un dispositivo di livellamento di tipo ottico è apparso prima di altri. La struttura di tutti questi dispositivi include un telescopio con un oculare e lenti che forniscono un'approssimazione del numero di volte richiesto. In precedenza, tutti i livelli ottici richiedevano il puntamento manuale nel punto di interesse e la messa a fuoco su di esso utilizzando varie viti: sollevamento, puntamento ed elevazione. Per un posizionamento accurato del telescopio nell'orizzonte, è stato fissato un livello cilindrico.

Per le misurazioni, un componente importante del livello è l'asta di misurazione. Inoltre, tutti i modelli di livelli ottici sono dotati di un telemetro a filamento per misurare le distanze e alcuni sono dotati di un lembo orizzontale, che consente di misurare gli angoli sul piano orizzontale.

Il principio di funzionamento di un tale dispositivo è abbastanza semplice. Il livello è installato su una superficie piana, con l'aiuto di viti, il telescopio viene portato in posizione orizzontale. I due punti a terra - il punto di partenza e quello da misurare - devono essere chiaramente visibili attraverso l'oculare. L'asta di misurazione viene prima impostata sul punto di partenza e le letture vengono prese lungo il filo di livellamento (più precisamente, lungo il filo centrale di questa maglia). Quindi la stadia viene trasferita al punto da misurare e le letture vengono riprese. La differenza tra loro è il valore desiderato.

La maggior parte dei livelli utilizzati nella geodesia moderna e nella costruzione sono in qualche modo diversi da quelli descritti sopra. Ad esempio, la maggior parte dei modelli è dotata di un giunto di dilatazione. Un compensatore è un dispositivo progettato per allineare automaticamente lo strumento all'orizzonte. L'uso di un compensatore rende le misurazioni più accurate e più facili.

Inoltre, esiste una categoria di livelli digitali che non richiedono la determinazione visiva dell'altezza mediante un'asta di misurazione (questa funzione è svolta da un dispositivo di lettura digitale). Presentano vantaggi significativi e sono ampiamente utilizzati come strumenti di misura professionali.

Gli indubbi vantaggi delle livelle elettroniche includono l'automazione e la stabilità delle misurazioni. Il dispositivo di lettura digitale è comunque più affidabile e preciso, poiché il suo lavoro non dipende dal fattore umano ed è molto meno dipendente dalle condizioni di visibilità.

Il diagramma dei componenti principali di un livello digitale differisce da un livello ottico per la presenza di un dispositivo di lettura e di uno schermo su cui vengono visualizzate le letture, nonché di un'asta di misurazione speciale. Questa guida ha codici a barre univoci. Il dispositivo di lettura può determinare con precisione l'altezza da qualunque di questi codici sia rivolto al tubo di livello. Le letture dell'altitudine verranno visualizzate sul display.

L'acquisizione delle letture viene avviata con il semplice tocco di un pulsante e vari modelli di livelli digitali hanno la funzione di salvare ed esportare i valori.

Poiché il dispositivo viene utilizzato sul campo, il suo design include sempre un alloggiamento con una maggiore protezione contro polvere e umidità. La struttura del telescopio differisce poco dal design di un dispositivo ottico; ha anche lenti con un fattore di ingrandimento da 20 a 50 volte. Maggiore è la molteplicità, più accurato è il dispositivo.

I dispositivi elettronici possono anche avere una funzione di misurazione dell'angolo orizzontale.

I dispositivi con emettitori laser si distinguono in una categoria separata. Questo livello è progettato in modo originale e non ha un telescopio. La messa a fuoco visiva sul punto misurato viene eseguita già a causa del laser, che viene proiettato in una linea di luce chiaramente visibile (in alcuni casi - in un punto).

Il raggio del laser è limitato, il che è il principale svantaggio di questo tipo di dispositivo. Ma sono convenienti da usare per scopi domestici e di costruzione. I modelli laser con un piccolo raggio d'azione sono economici, vengono utilizzati all'interno durante i lavori di costruzione, marcatura, durante l'installazione di varie strutture e mobili.

Per il lavoro in aree aperte vengono prodotte anche livelle laser di una classe speciale, in grado di proiettare la luce in punti più distanti. Sono spesso utilizzati in combinazione con uno speciale rilevatore laser e vengono utilizzati con successo a distanze fino a 500 m.

Un dispositivo di questo tipo comprende un LED (uno o più) e un sistema ottico che proietta la radiazione del LED in un piano.

La rilevazione delle letture del dispositivo è preceduta dalla procedura di messa a fuoco. Per la messa a fuoco viene utilizzato un elemento speciale: un cricchetto, che ruota per guidare l'obiettivo di messa a fuoco. Quando si ottiene un'immagine sufficientemente chiara dell'asta di misurazione, è necessario ottenere anche un'immagine chiara del reticolo.

Il filo centrale di questa maglia determinerà l'altezza. Per chiarire, è necessario ruotare il ginocchio dell'oculare nella posizione desiderata.

Nei livelli ottici di design classico, è possibile vedere l'ampolla a bolle di un livello cilindrico attraverso il telescopio. Concentrandosi sulla bolla, il tubo viene portato in posizione orizzontale ruotando le viti di guida.

Se il problema dell'allineamento orizzontale viene risolto con l'aiuto di un compensatore, non è necessaria una livella cilindrica sul telescopio, ma è presente una livella di impostazione sul corpo del dispositivo. Con il suo aiuto, devi posizionare il dispositivo sul livello del supporto, regolando la sua posizione con le viti e solo dopo mettere a fuoco.

Ulteriori accessori del dispositivo includono supporti per treppiede e aste di misurazione.

Il treppiede costituito da leghe leggere o alluminio, serve per impostare il dispositivo nella posizione desiderata e all'altezza desiderata. Quando si sceglie un treppiede, è necessario prestare attenzione alla sua altezza massima, al montaggio (deve essere ergonomico e fissare saldamente il dispositivo nella posizione richiesta), nonché alla resistenza e al peso.

Il rastrello merita molta attenzione.Dovrebbe essere di lunghezza sufficiente (vengono prodotte aste di diverse dimensioni) e avere una scala di valori che può essere chiaramente vista nell'oculare della livella da una lunga distanza.

Tutti i modelli di binari di misurazione sono contrassegnati dalle lettere PH e dai numeri che seguono la designazione della lettera. Ad esempio, RN 3-2500 significa quanto segue: un'asta livellatrice con una precisione di 3 mm, una lunghezza di 2500 mm.

Alcune doghe sono di tipo telescopico ribaltabile e sono contrassegnate dalla lettera "C".

Quando si sceglie un'asta di livellamento, procedere dal fatto che la loro lunghezza varia da 1 a 5 me l'accuratezza della misurazione dipende dal materiale con cui è realizzata l'asta. Invar è una lega speciale che non è molto suscettibile all'espansione se esposta alla temperatura.

Il dispositivo e il principio di funzionamento del livello sono diversi a seconda del tipo. Gli strumenti ottici e digitali hanno un asse di mira posizionato lungo il telescopio, che deve essere impostato nella direzione desiderata e in orizzontale. Per questo vengono utilizzati sia un sistema ottico che dispositivi di lettura digitale ed elementi di automazione come un compensatore.

L'utilizzo di livelli e modelli digitali con compensatore è più semplice rispetto all'utilizzo di strumenti convenzionali. Allo stesso tempo, i dispositivi digitali richiedono alimentazione, protezione da polvere e umidità e possono anche costare di più. I livelli laser sono un tipo separato.

Puoi imparare come usare il livello nel video qui sotto.