§ 37. Уровни

Уровни служат для приведения осей и плоскостей геодезических приборов в горизонтальное либо вертикальное положение. В точных приборах с помощью накладных уровней измеряют незначительные

ИШ I УГЯШЕ13МЕКН11

(порядка нескольких секунд) углы наклона осей. Уровни применяются также в виде самостоятельных приборов при монтаже технологическо­го оборудования и в строительном деле. По форме различают цилинд­рические и круглые (сферические) уровни.

Цилиндрический уровень. Цилиндрический уровень (рис. 42, а) представляет собой стеклянную трубку (ампулу), внутренняя поверх­ность которой в вертикальном продольном разрезе имеет вид дуги АВ круга радиуса от 3,5 до 200 м.

О Н-^ТГГП)! 11 ^

I

Рис. 42. Типы цилиндрических уровней: а — разрез уровня и вид сверху; б — компенсированный; в — камерный;

г — контактный

При изготовлении уровня ампулу заполняют легкоподвижной жид­костью (серным эфиром или спиртом), нагревают и запаивают. После охлаждения внутри ампулы образуется небольшое пространство, запол­ненное парами жидкости, которое называется пузырьком уровня: Для защиты от повреждений ампула заключается в металлическую оправу, заполненную гипсом. Юстировка уровня, т. е. его установка на прибо­ре в требуемом положении, выполняется исправительными винтами.

На наружной поверхности ампулы наносятся деления через 2 мм (см. рис. 42, а). Средний штрих 0 шкалы принимается за нулевой и называется нуль-пунктом уровня. Касательная 1Л1 к дуге АВ внутрен­ней поверхности уровня в нуль-пункте называется осью уровня.

Если пузырек уровня находится в нуль-пункте, то ось уровня гори­зонтальна. При наклоне оси уровня его пузырек перемещается. Цент­ральный угол, соответствующий одному делению ампулы, называется ценой деления уровня ц.

Следовательно, с помощью уровня можно измерять небольшие углы наклона линий, связанных с его осью. Если пузырек отклоняется от нуль-пункта на п делений, то угол наклона оси уровня к горизонту

v = п/л.

В геодезических приборах используют цилиндрические уровни с ценой деления от Г до 2'. Цена деления зависит от радиуса внутренней поверхности ампулы уровня и служит мерой чувствительности уров­ня, т. е. способности его пузырька быстро и точно занимать наивысшее положение. Кроме того, чувствительность уровня зависит от качества шлифовки внутренней поверхности ампулы, свойств заполняющей жидкости, ее температуры и длины пузырька уровня (длинный пузы­рек обладает большей чувствительностью, чем короткий).

Нормальная длина пузырька уровня составляет 30 — 40% длины ам­пулы при температуре + 20°. Для сохранения длины пузырька при изме­

нении температуры используют компенсированные уровни (рис. 42, б) либо уровни с запасной камерой — камерные уровни (рис. 42, в). Прин­цип устройства компенсированной ампулы основан на сокращении объема заполнителя путем помещения в ампулу стеклянной трубки 1 с запаянными концами.

Камерный уровень кроме рабочей камеры имеет запасную камеру. Запасная камера 2 (см. рис. 42, в) такого уровня отделяется от рабочей стеклянной перегородкой с отверстием внизу. Наклоняя уровень, мож­но перемещать часть паров заполнителя из одной камеры в другую и тем самым регулировать длину пузырька. На некоторых приборах уста­навливают реверсивные (оборотные) уровни, позволяющие наблюдать пузырек при опрокидывании его на 180°.

Для повышения точности установки пузырька в нуль-пункт ис­пользуют контактные уровни. В таких уровнях изображение концов пузырька с помощью призменной системы передается в поле зрения трубы (рис. 42, г). Несовмещенное положение концов пузырька уров­ня соответствует наклонному положению оси цилиндрического уров­ня, совмещенное — горизонтальному. Опыт показывает, что точность контактного уровня обычно в 3 — 4 раза выше точности цилиндри­ческого.

Круглый уровень (рис. 43) представляет собой цилиндрический стек­лянный резервуар 1, внутренняя сторона 3 которой является частью сферической поверхности определенного радиуса. Резервуар заполнен серным эфиром или спиртом и заключен в металлическую оправу 2, прикрепляемую к прибору тремя винтами.

Рис. 43. Круглый уровень: а — общий вид; б — разрез; в — вид сверху

На наружной поверхности резервуара выгравировано несколько окружностей с общим центром 0, являющимся нуль-пунктом круглого уровня.

Линия радиуса внутренней сферической поверхности, проходящая через нуль-пункт, называется осью круглого уровня. Если пузырек круглого уровня находится в нуль-пункте, т. е. расположен концент- рично с окружностями, то его ось занимает отвесное положение.

Круглые уровни отличаются простотой конструкции и удобством в работе, но менее чувствительны, чем цилиндрические; обычно цена деления составляет 5' и более. Поэтому круглые уровни используются

Ш1 УГЩУЕ ИЗМЕРЕН!

для предварительного приведения осей приборов в отвесное положение, а также в случаях, когда не требуется большой точности в установке приборов.