Тема 5 Рівні. Компенсатори нахилу.

5.1 Рідинні рівні.

5.2 Дослідження рівнів.

5.2.1 Визначення ціни поділки рівня за допомогою рейки.

5.2.2 Дослідження рівнів на екзаменаторі.

5.3 Компенсатори нахилу.

5.3.1 Оптично-механічні компенсатори.

5.3.2 Дослідження компенсаторів нахилу.

5.4 Компенсатори вертикальних кругів.

Рівні - пристрої для встановлення ліній, площин або вузлів приладу у горизонтальне чи прямовисне положення.

За принципом дії рівні бувають:

• рідинні,

• електронні,

• пружні.

5.1 Рідинні рівні

Рідинні рівні широко застосовують у ГП. Основний конструктивний елемент рідинного рівня - це заповнена рідиною ампула. Ампула встановлена в оправі, за допомогою якої її закріплюють на приладі. За формою ампули рідинні рівні поділяють на:

• циліндричні;

• сферичні (круглі).

Сферичні рівні призначені для менш точного, а циліндричні для точнішого встановлення вузлів приладу у задане положення.

За точністю рівні поділяються так:

• встанівні (найчастіше сферичні), з ціною поділки 5...10';

• технічні, цю мають ціну поділки близько 1';

• точні, в яких ціна поділки не перебільшує 30",

• високоточні, що мають ціну поділки не більше за 10".

Ампулу заповнюють нагрітою легкорухомою рідиною, яка не розкладається від дії світла і тепла та має низьку точку замерзання (до -50°С), це - ефір етиловий наркозний, спирт етиловий. У запаяній ампулі залишається бульбашка, що являє собою пари рідини.

На зовнішній поверхні ампули гравіюванням наносять поділки, перпендикулярні до її поздовжньої осі. Віддаль між штрихами звичайно - 2 мм.

Рис. Циліндричний рівень. Ціна поділки

Точку N називають нуль-пунктом рівня. R - радіус кривини. ON - нормаль.

Дотичну Н-Н до внутрішньої поверхні ампули у її нуль-пункті називають віссю циліндричного рівня. Коли середина бульбашки рівня збігається з нуль-пунктом, вісь циліндричного рівня горизонтальна, а нормаль - прямовисна.

Ціною поділки рівня називають кут τ", на який нахилиться вісь рівня, коли бульбашка переміститься на одну поділку шкали рівня.

, де l=2 мм - віддаль між штрихами шкали ампули; R=ON.

Із цієї залежності можна зробити висновок, що ціна поділки шкали рівня обернено пропорційна до його радіуса кривини.

Рівень тим точніший, чим більший радіус кривини. Ціна поділки рівня є мірою чутливості його.

Чутливість рівня - це кут, на який нахилиться вісь циліндричного рівня, коли бульбашка переміститься на величину, видиму оком. Загалом це здатність бульбашки рівня швидко і точно займати найвище положення в ампулі. Прийнято, що чутливість рівня коливається у межах 0,15. ..0,04τ і залежить від багатьох причин, зокрема, довжини бульбашки, якості шліфування ампули, температури, діаметра ампули та інших. Залежно від вимог точності діаметр ампул може бути здебільшого 7,5...14 мм, а довжина 23...125 мм.

Точність та чутливість рівня істотно залежать від температури. Щоб довжин бульбашки залишалася незмінною залежно від температури, вдаються до конструктивних змін ампул. В ампулі встановлюють скляну перегородку, що поділяє її на дві камери, але не повністю її перекриває.

З цією самою метою ампули виготовляють компенсованими. В ампулу вкладають скляну компенсаційну паличку , коротшу від самої ампули. Завдяки великій теплоємності скляної палички вдасться досягти практично сталої температури рідини в ампулі і, як наслідок, незмінності довжини бульбашки.

Одним із конструктивних варіантів циліндричних рівнів є реверсивні рівні, що застосовують у маркшейдерії. Ампули цих рівнів мають дві однакові шкали, нанесені на протилежних поверхнях ампули. Положення нуль-пункту однієї шкали відповідає положенню нуль-пункту іншої шкали.

Рівні, встановлені на геодезичних приладах (теодолітах, тахеометрах, нівелірах, кіпрегелях), дають змогу приводити у прямовисне положення вертикальні осі приладів; приводити візирну вісь зорової труби у горизонтальне положення.

Рівні нівелірів, що встановлені на зоровій трубі паралельно до її візирної осі, необхідні для приведення візирної осі у горизонтальне положення.

Сферичні рівні зазвичай невисокої точності - ціна поділки рідко менше за 8'. Вони призначені для грубого приведення у горизонтальне положення площин та прямовисне положення осей приладів. Проте вони мають перевагу над циліндричними рівнями у тому, що бульбашку приводять до середини в одному положенні рівня, що дає змогу виконувати цю операцію швидше.

Рівні нівелірів та вертикальних кругів оптичних теодолітів є контактними, тобто такими, в яких приведення бульбашки до середини виконують, суміщаючи зображення її кінців у спеціальному оптичному пристрої. Над рівнем розташовують систему призм, які розміщені так, що до кожного із блоків потрапляє зображення половини кінця бульбашки рівня.