Уровень спирта , пузырьковый уровень или просто уровень — это инструмент , предназначенный для указания того, является ли поверхность горизонтальной (уровень) или вертикальной ( отвес ). Существуют две основные конструкции: трубчатая (или линейная ) и круговая (или круглая ). Различные типы уровней могут использоваться плотниками , каменщиками , каменщиками , другими строительными рабочими, геодезистами , слесарями и другими слесарями, а также в некоторых фото- или видеографических работах.
История спиртового уровня была кратко рассмотрена в статье 1887 года, опубликованной в Scientific American . [1] Мельхиседек Тевено , французский ученый, изобрел инструмент незадолго до 2 февраля 1661 года. [ требуется ссылка ] Эту дату можно установить из переписки Тевено с ученым Христианом Гюйгенсом . В течение года после этой даты изобретатель распространил подробности своего изобретения среди других, включая Роберта Гука в Лондоне и Винченцо Вивиани во Флоренции . [ необходима цитата ] Иногда утверждается, что эти «пузырьковые уровни» не получили широкого распространения до начала XVIII века, самые ранние сохранившиеся образцы относятся к тому времени, но Адриен Озу рекомендовал Королевской академии наук взять «уровни типа Тевено» с собой в экспедицию на Мадагаскар в 1666 году. [ необходима цитата ] Весьма вероятно, что эти уровни использовались во Франции и других местах задолго до начала века. [ необходима цитата ]
Уровень точности Fell All-Way, один из первых успешных американских уровней «бычий глаз» для использования на станках, был изобретен Уильямом Б. Феллом из Рокфорда, штат Иллинойс, в 1939 году. [2] Устройство было уникальным тем, что его можно было разместить на станине станка и одновременно показывать наклон по осям xy, что устраняло необходимость поворачивать уровень на 90 градусов. [ требуется цитата ] Уровень был настолько точным, что его экспорт был ограничен во время Второй мировой войны . [ требуется цитата ] Устройство установило новый стандарт разрешения 0,0005 дюйма на фут (пять десятков тысяч на фут или пять угловых секунд наклона). [ требуется цитата ] Производство уровня прекратилось около 1970 года и было возобновлено в 1980-х годах компанией Thomas Butler Technology, также из Рокфорда, штат Иллинойс, но окончательно прекратилось в середине 1990-х годов. Тем не менее, существуют еще сотни устройств. [ требуется цитата ]
Ранние трубчатые спиртовые уровни имели очень слегка изогнутые стеклянные пузырьки с постоянным внутренним диаметром в каждой точке обзора. Эти пузырьки заполняются, не полностью, жидкостью — обычно окрашенным спиртом или алкоголем — оставляя пузырек в трубке. Они имеют небольшой изгиб вверх, так что пузырек естественным образом находится в центре, в самой высокой точке. При небольших наклонах пузырек уходит от отмеченного центрального положения. Там, где спиртовой уровень также должен быть пригоден для использования вверх дном или на боку, изогнутая трубка постоянного диаметра заменяется неизогнутой бочкообразной трубкой с немного большим диаметром в середине.
Вместо воды часто используют спирты, такие как этанол . Спирты имеют низкую вязкость и поверхностное натяжение , что позволяет пузырьку быстро перемещаться по трубке и точно оседать с минимальным вмешательством стеклянной поверхности. Спирты также имеют гораздо более широкий диапазон температур жидкости и не разрушают пробирку, как вода из-за расширения льда. Для улучшения видимости пузырька можно добавить краситель , такой как флуоресцеин , обычно желтый или зеленый.
Вариантом линейного спиртового уровня является уровень «бычий глаз» : круглое плоскодонное устройство с жидкостью под слегка выпуклой стеклянной поверхностью с кругом в центре. Он служит для выравнивания поверхности по плоскости, тогда как трубчатый уровень делает это только в направлении трубки.
Для проверки точности уровня плотницкого типа идеально горизонтальная поверхность не нужна. Уровень помещается на плоскую и примерно ровную поверхность и записывается показание на пузырьковой трубке. Это показание указывает, в какой степени поверхность параллельна горизонтальной плоскости, согласно уровню, точность которого на данном этапе неизвестна. Затем спиртовой уровень поворачивается на 180 градусов в горизонтальной плоскости и записывается еще одно показание. Если уровень точен, он покажет ту же ориентацию по отношению к горизонтальной плоскости. Разница означает, что уровень неточен.
Регулировка уровня осуществляется путем последовательного вращения уровня и перемещения пузырьковой трубки внутри его корпуса для устранения примерно половины отклонения, пока величина показания не станет постоянной при переворачивании уровня.
Аналогичная процедура применяется к более сложным приборам, таким как оптический уровень геодезиста или теодолит , и является само собой разумеющимся каждый раз при настройке прибора. В последнем случае плоскость вращения инструмента выравнивается вместе с уровнем. Это делается в двух горизонтальных перпендикулярных направлениях.
Чувствительность является важной характеристикой для спиртового уровня, так как точность устройства зависит от его чувствительности. Чувствительность уровня задается как изменение угла или градиента, необходимое для перемещения пузырька на единичное расстояние. Если корпус пузырька имеет градуированные деления, то чувствительность представляет собой изменение угла или градиента, которое перемещает пузырек на одно из этих делений. 2 мм (0,079 дюйма) — это обычное расстояние для градуировки; на уровне геодезиста пузырек переместится на 2 мм (0,079 дюйма), когда пузырь наклонен примерно на 0,005 градуса. Для точного машинного уровня с делениями 2 мм (0,079 дюйма), когда пузырь наклонен на одно деление, уровень изменится на 0,04 мм (0,0016 дюйма) на один метр от точки поворота, что машинисты называют 5 десятыми на фут. Эта терминология уникальна для машинистов и указывает на длину в 5 десятых 1 тысячной дюйма. [3] [4]
_3,_uses_a_horizontal_level_and_tape_measure.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Существуют различные типы уровней для разных целей:
Уровень обычно находится на головке комбинированных угольников .
Традиционный уровень плотника выглядит как короткая деревянная планка и часто имеет широкий корпус для обеспечения устойчивости и правильного измерения поверхности. В середине уровня находится небольшое окошко, где установлены пузырек и трубка. Две выемки (или кольца) обозначают, где должен быть пузырек, если поверхность ровная. Часто включается индикатор для наклона в 45 градусов. [ необходима цитата ]
_1973_(2149089991)_(cropped).jpg/1280px-Measuring_elevation_with_a_line_level._Historical_archaeology_at_the_old_Champoeg_townsite,_Champoeg,_Oregon_(USA)_1973_(2149089991)_(cropped).jpg)
Уровень — это уровень, предназначенный для подвешивания на строительной веревке. Корпус уровня включает в себя небольшие крючки, позволяющие ему прикрепляться и подвешиваться к веревке. Корпус легкий, чтобы не утяжелять веревку, он также имеет небольшой размер, поскольку веревка фактически становится телом; когда уровень подвешивается в центре веревки, каждая «ножка» веревки расширяет плоскость уровня. [ необходима цитата ]
Инженерный уровень точности позволяет выравнивать предметы с большей точностью, чем простой спиртовой уровень. Они используются для выравнивания фундаментов или станин машин, чтобы гарантировать, что машина может выводить заготовки с точностью, заранее заложенной в машине. [ необходима цитата ]
Сочетание спиртового уровня с оптическим телескопом дает наклонный уровень или уровень-увалду . [5] Эти нивелиры используются в геодезии для измерения разницы высот на больших расстояниях. Нивелир геодезиста представляет собой спиртовой уровень, установленный на телескопе (возможно, 30-кратном) с перекрестьем, который сам установлен на штативе . Наблюдатель считывает значения высоты с двух градуированных вертикальных стержней, один «позади», а другой «впереди», чтобы получить разницу высот между точками на земле, на которых покоятся стержни. Начиная с точки с известной высотой и двигаясь по пересеченной местности (последовательные точки находятся на расстоянии около 100 метров (328 футов) друг от друга), можно измерить разницу высот кумулятивно на больших расстояниях и рассчитать высоты. Предполагается, что точное нивелирование дает разницу в высоте между двумя точками, находящимися на расстоянии одного километра (0,62 мили) друг от друга с точностью до нескольких миллиметров. [ требуется ссылка ]
Альтернативы включают:
Сегодня инструменты уровня доступны в большинстве смартфонов с использованием акселерометра устройства . Эти мобильные приложения поставляются с различными функциями и простым дизайном. [6] Также новые веб-стандарты позволяют веб-сайтам получать ориентацию устройств.
Цифровые спиртовые уровни все чаще используются для замены обычных спиртовых уровней, особенно в гражданском строительстве, таком как традиционное строительство зданий и возведение стальных конструкций, для выравнивания углов и нивелирования на месте. Специалисты отрасли часто называют эти нивелирные инструменты «строительным уровнем», «уровнем повышенной прочности», «уклономером» или «транспортиром». Эти современные электронные уровни способны отображать точные числовые углы в пределах 360° с точностью от 0,1° до 0,05°, их можно четко считывать на расстоянии, и они доступны по цене из-за массового внедрения. Они обладают функциями, которые не могут сравниться с традиционными уровнями. Как правило, эти функции позволяют точно выравнивать и выравнивать стальные балочные каркасы в требуемой ориентации, что имеет жизненно важное значение для обеспечения устойчивости, прочности и жесткости стальных конструкций на местах. Цифровые уровни, встроенные в угловую технологию MEMS, эффективно повышают производительность и качество многих современных гражданских сооружений. Некоторые последние модели обладают водонепроницаемостью IP65 и ударопрочностью для суровых условий работы. [ необходима цитата ]
