Уровни и их назначение

Прежде чем приступить к работе с геодезическим инструментом, различные плоскости и линии составляющих его частей должны быть приведены соответственно их назначению в горизонтальное или вертикальное положение. Это осуществляется с помощью уровня.

Бывают два вида уровней: цилиндрические и круглые. Инструменты, предназначенные для производства наиболее точных работ, снабжаются цилиндрическими. уровнями. Круглые уровни, по сравнению с цилиндрическими, менее точны и пользуются ими при более грубых и вспомогательных работах.

Часто инструменты имеют тот, и другой уровень. В этом случае круглый уровень служит для предварительной установки инструмента.

1. Цилиндрический уровень. Для устройства цилиндрического уровня берется стеклянная трубка (ампула}, внутренняя поверхность которой отшлифована таким образом, что в продольном разрезе представляет собою дугу определенного радиуса. У разных уровней радиус бывает весьма различен и колеблется в пределах от 2 м (в менее точных инструментах) до 250 м (в точных).

Стеклянная трубка уровня (рис. 37) через один из открытых концов заполняется спиртом или серным эфиром. Жидкость, заполняющая трубку, подогревается и, расширяясь, частично из нее выливается. При таком положении открытый конец трубки запаивают.

При охлаждении жидкость уменьшается в объеме и внутри, трубки образуется безвоздушное пространство, заполненное парами спирта или эфира и называемое пузырьком уровня. Благодаря своей легкости пузырек уровня всегда будет занимать высшее, по сравнению с жидкостью, положение. Свободнаяповерхность жидкости внутри трубки, как и поверхность всякой жидкости занимает горизонтальное положение. Точка О, представляющая. собой середину дуги, называется нуль пунктом уровня. По обе стороны от нульпункта на трубке наносятся деления (обычно через 2 мм).

Положение пузырька на стеклянной трубке уровня практически определяют по его концам. Поэтому нульпункт часто вовсе не отмечается на стеклянной трубке, и деления наносятся в обе стороны от двух начальных черточек, равноудаленных от воображаемого нульпункта.

Стеклянная трубка помещается в металлическую оправу с продолговатым вырезом и наглухо укрепляется в ней гипсом.

При помощи стоек, А и В, металлическая оправа, с помещенной в ней ампулой, может быть прикреплена к тому или иному инструменту или к отдельной подставке МУ. Одна из стоек или обе они 4устраиваются в виде винтов, называемых исправительными винтами при уровне.

Осью цилиндрического уровня называется прямая, касательная к внутренней в поверхности уровня в нульпункте.

Когда концы пузырька показывают одинаковые деления, т. е. когда они располагаются симметрично относительно нульпункта, приятно говорить, что пузырек «стоит на середине». Когда пузырек Уровня находится на середине, ось уровня — горизонтально.

Установим также понятия цены деления уровня. Ценоюделения уровня называют центральный угол, соответствующий дуге между двумя соседними штрихами.

Возьмем уровни с разными радиусами дуг, но с одинаковыми линейными расстояниями между штрихами (например, 2 мм), и центры дуг соединим радиусами с двумя соседними штрихами.

Рассматривая этот рисунок, видим, что при одном и том же линейном расстоянии между двумя соседними штрихами на уровне, цена деления будет тем меньше, чем радиус дуги уровня будет больше и наоборот.

Цена делений цилиндрических уровней угломерных инструментов обычно бывает около 30″ — 40″ .

Уровни геодезических инструментов обладают различной чувствительностью.

Чувствительностью уровня называют ту точность, с которой можно с помощью его привести линию или плоскость в горизонтальное положение.

Чувствительность уровня, прежде всего, зависит от радиуса дуги шлифованной поверхности стеклянной трубки.

Уровни с большими радиусами дуг обладают большей чувствительностью и более точны, чем уровни с малыми радиусами дуг. Чувствительность уровня зависит также от тщательности шлифовки внутренней поверхности стеклянной трубки, от длины пузырька, от температуры и от состава жидкости. Цилиндрические уровни геодезических инструментов имеют чувствительность от 1' до 0″, 2.

Поверка цилиндрического уровня. Он применяется в качестве самостоятельного инструмента и служит для приведения линий и плоскостей в горизонтальное положение. Назначение свое уровень будет оправдывать тогда, когда он будет отвечать предъявляемому к нему требованию, состоящему в следующем: ось уровня должна быть параллельна нижней плоскости подставки.

Для проверки уровня последний ставят на какуюлибо плоскость, положение которой относительно горизонта можно изменять. В геодезических инструментах подвижная плоскость снабжается тремя подъемными винтами. Уровень устанавливают по направлению двух подъемных винтов. Низ подставки уровня очерчивают карандашом или мелом и наблюдают положение пузырька уровня относительно нульпункта.

Если пузырек находится не на середине, то посредством подъемных винтов приподнимают низкий конец уровня до тех пор, пока пузырек уровня не будет на середине. Затем перекладывают уровень на 180', при этом концы подставки уровня поменяются местами.

Если после перекладывания уровня на 180 пузырек его отклоняется от середины, то условие не выполнено.

Для исправления уровня, надо его оси придать положение биссектрисы угла. С этой целью при помощи исправительных винтов уровня пузырек перемещают в сторону нульпункта на половину дуги отклонения. Этим самым ось уровня ставят в положение, параллельное нижней плоскости линейки, но еще не в горизонтальное. Для того чтобы ось уровня сделать горизонтальной, надо поставить пузырек на середину, т. е. наклонить ось уровня и на вторую половину дуги отклонения, но уже за счет наклона плоскости, на которую уровень поставлен. Это достигается при помощи тех же подъемных винтов.

За один раз исправление уровня обычно сделать не удается, поэтому подобного рода поверку производят несколько раз (3— 4 раза) до тех пор, пока после перекладывания уровня на 180є пузырек сходить середины не будет.

2. Круглый уровень. круглый уровень состоит из медной цилиндрической пробки со стеклянной крышкой, внутренняя поверхность которой представляет собой бой хорошо отшлифованную часть поверхности шара. Радиус шаровой поверхности в круглых уровнях бывает от 0,5 до 2,0 м. Стеклянная крышка круглого уровня врезается и вмазывается в коробку наглухо, обеспечивая полную герметичность.

В нижней части коробки сделано отверстие с винтовой нарезкой, через которое производится заполнение уровня жидкостью. После нагревания жидкости (подобно тому как и в цилиндрическом уровне}, это отверстие закрывается винтом с мастикой.

Нульпунктом круглого уровня является середина шаровой поверхности крышки (точка О), а осью его — прямая, проходящая через нульпункт и центр шаровой поверхности (точка С).

На верхней поверхности стеклянной крышки гравируются две окружности с центром в нульпункте.

Если пузырек уровня привести в положение, симметричное относительно окружностей на стекле, то ось круглого уровня займет вертикальное положение, а нижняя плоскость коробки уровня расположится горизонтально.

Радиусы круглых уровней меньше радиусов цилиндрических уровней, поэтому круглые уровни применяются в более грубых инструментах, либо служат для предва рительных установок инструмента. Круглые уровни снабжаются тремя исправительными винтами, расположенными друг от друга в расстоянии по окружности на дугу 120є.