Уровень , пузырьковый уровень или просто уровень — это инструмент , предназначенный для определения того, является ли поверхность горизонтальной (уровень) или вертикальной ( отвес ) . Существуют две основные конструкции: трубчатая (или линейная ) и «яблочко» (или круглая ). Различные типы спиртовых уровней могут использоваться плотниками , каменщиками , каменщиками , другими строительными работниками, геодезистами , слесарями и другими слесарями, а также в некоторых фото- или видеографических работах.
История спиртового уровня кратко обсуждалась в статье 1887 года, опубликованной в журнале Scientific American . [1] Мельхиседек Тевено , французский учёный, изобрел инструмент незадолго до 2 февраля 1661 года . Эту дату можно установить из переписки Тевено с учёным Христианом Гюйгенсом . В течение года с этой даты изобретатель распространил подробности своего изобретения среди других, в том числе Роберта Гука в Лондоне и Винченцо Вивиани во Флоренции . [ нужна цитата ] Иногда утверждается, что эти «пузырьковые уровни» не получили широкого распространения до начала 18-го века, самые ранние сохранившиеся примеры относятся к тому времени, но Адриен Аузу рекомендовал Королевской академии наук взять « уровни типа Тевено» во время его экспедиции на Мадагаскар в 1666 году. Весьма вероятно , что эти уровни использовались во Франции и других странах задолго до начала века. [ нужна цитата ]
Прецизионный уровень Fell All-Way, один из первых успешных американских уровней для использования на станках, был изобретен Уильямом Б. Феллом из Рокфорда, штат Иллинойс, в 1939 году . на станине станка и одновременно показывать наклон по осям XY, устраняя необходимость поворачивать уровень на 90 градусов. [ нужна цитация ] Уровень был настолько точным, что во время Второй мировой войны его экспорт был ограничен . [ нужна ссылка ] Устройство установило новый стандарт разрешения 0,0005 дюйма на фут (пять десятков тысяч на фут или пять угловых секунд наклона). [ нужна цитация ] Производство уровня прекратилось примерно в 1970 году и было возобновлено в 1980-х годах компанией Thomas Butler Technology, также из Рокфорда, штат Иллинойс, но окончательно закончилось в середине 1990-х годов. Тем не менее, существуют еще сотни таких устройств. [ нужна цитата ]
Ранние трубчатые спиртовые уровни имели слегка изогнутые стеклянные пузырьки с постоянным внутренним диаметром в каждой точке наблюдения. Эти флаконы не полностью заполнены жидкостью, обычно цветным спиртом или спиртом , в результате чего в трубке остаются пузырьки . Они имеют небольшой изгиб вверх, поэтому пузырь естественным образом располагается в центре, в самой высокой точке. При небольшом наклоне пузырь удаляется от отмеченного центрального положения. Там, где спиртовой уровень также необходимо использовать в перевернутом или на боку, изогнутая трубка постоянного диаметра заменяется неизогнутой бочкообразной трубкой с немного большим диаметром в середине.
Вместо воды часто используются спирты, такие как этанол . Спирты имеют низкую вязкость и поверхностное натяжение , что позволяет пузырьку быстро перемещаться по трубке и точно оседать с минимальным вмешательством со стороны стеклянной поверхности. Спирты также имеют гораздо более широкий диапазон температур жидкости и не разрушают флакон, как вода, из-за расширения льда. Для увеличения видимости пузырька можно добавить краситель, такой как флуоресцеин, обычно желтый или зеленый .
Вариантом линейного уровня является уровень «яблочко» : круглое устройство с плоским дном, в котором жидкость находится 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 столярного типа уровнем не нужна идеально горизонтальная поверхность. Уровень помещают на плоскую и примерно ровную поверхность и отмечают показания пузырьковой трубки. Это показание показывает, насколько поверхность параллельна горизонтальной плоскости в соответствии с уровнем, точность которого на данном этапе неизвестна. Затем уровень поворачивают на 180 градусов в горизонтальной плоскости и фиксируют еще одно показание. Если уровень точный, он укажет ту же ориентацию относительно горизонтальной плоскости. Разница означает, что уровень неточен.
Регулировка спиртового уровня осуществляется путем последовательного вращения уровня и перемещения пузырьковой трубки внутри корпуса, чтобы компенсировать примерно половину расхождения, пока величина показания не останется постоянной при переворачивании уровня.
Аналогичная процедура применяется к более сложным инструментам, таким как оптический уровень геодезиста или теодолит , и является само собой разумеющейся при каждой настройке инструмента. В последнем случае плоскость вращения инструмента выравнивается вместе с уровнем. Это делается в двух горизонтальных перпендикулярных направлениях.
Чувствительность — важная характеристика ватерпаса, поскольку от его чувствительности зависит точность устройства. Чувствительность уровня определяется как изменение угла или градиента, необходимое для перемещения пузырька на единицу расстояния. Если корпус пузырька имеет градуированные деления, то чувствительностью является изменение угла или градиента, при котором пузырь перемещается на одно из этих делений. 2 мм (0,079 дюйма) — обычный интервал градуировки; на уровне геодезиста пузырек сдвинется на 2 мм (0,079 дюйма), если флакон будет наклонен примерно на 0,005 градуса. Для прецизионного машинистского уровня с делением 2 мм (0,079 дюйма) при наклоне пузырька 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 обозначает 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 вершине комбинированных квадратов .
Традиционный столярный уровень выглядит как короткая деревянная доска и часто имеет широкий корпус, чтобы обеспечить устойчивость и правильность измерения поверхности. В середине уровня находится небольшое окошко, в котором крепятся пузырь и трубка. Две выемки (или кольца) обозначают, где должен находиться пузырь, если поверхность ровная. Часто в комплект входит индикатор наклона в 45 градусов. [ нужна 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)
Линейный уровень — это уровень, предназначенный для подвешивания на верёвке строителя. На корпусе уровня имеются небольшие крючки, позволяющие прикреплять его к веревке и подвешивать к ней. Корпус легкий, чтобы не утяжелять струнную линию, а также небольшой размер, поскольку струнная линия фактически становится корпусом; когда уровень подвешен в центре веревки, каждая «нога» веревки расширяет плоскость уровня. [ нужна цитата ]
Уровень точности инженера позволяет выравнивать предметы с большей точностью, чем простой уровень. Они используются для выравнивания фундаментов или станин машин, чтобы обеспечить возможность обработки заготовок с точностью, заложенной в машину. [ нужна цитата ]
Сочетание спиртового уровня с оптическим телескопом приводит к получению наклонного или неровного уровня . [5] Эти нивелиры используются при геодезии для измерения разницы высот на больших расстояниях. Геодезический нивелирный инструмент имеет спиртовой уровень, установленный на телескопе (возможно, с увеличением 30) с перекрестием, установленном на штативе . Наблюдатель считывает значения высоты с двух градуированных вертикальных стержней, одной «сзади» и одной «спереди», чтобы получить разницу высот между точками земли, на которых опираются стержни. Начиная с точки с известной высотой и проезжая по пересеченной местности (последовательные точки находятся на расстоянии примерно 100 метров (328 футов) друг от друга), можно измерить разницу высот кумулятивно на больших расстояниях и вычислить высоту. Предполагается, что точное нивелирование дает разницу высот между двумя точками, расположенными на расстоянии одного километра (0,62 мили) друг от друга, с точностью до нескольких миллиметров. [ нужна цитата ]
Альтернативы включают в себя:
Сегодня инструменты уровня доступны в большинстве смартфонов с помощью акселерометра устройства . Эти мобильные приложения обладают различными функциями и простым дизайном. [6] Также новые веб-стандарты позволяют веб-сайтам ориентироваться на устройствах.
Цифровые нивелиры все чаще заменяют обычные ватерпасы, особенно в гражданском строительстве, таком как традиционное строительство зданий и возведение стальных конструкций, для выполнения задач по выравниванию углов и нивелированию на месте. Специалисты отрасли часто называют эти инструменты нивелирования «строительным уровнем», «уровнем для тяжелых условий эксплуатации», «инклинометром» 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 имеют доступную цену благодаря массовому внедрению. Они предоставляют функции, с которыми традиционные уровни не могут сравниться. Как правило, эти особенности позволяют точно выровнять и выровнять строящиеся стальные балочные конструкции до необходимой ориентации, что жизненно важно для обеспечения устойчивости, прочности и жесткости стальных конструкций на строительных площадках. Цифровые уровни, оснащенные технологией Angular MEMS, эффективно повышают производительность и качество многих современных строительных конструкций. Некоторые последние модели имеют водонепроницаемость IP65 и ударопрочность для суровых условий эксплуатации. [ нужна цитата ]
