Пристрій і принцип роботи оптичного нівеліра з компенсатором

Перший в світі автоматичний нівелір (нівелір з компенсатором) був винайдений в СРСР в 1946 році. Саме з цього моменту з'явилася потреба швидкого гасіння коливань маятникової підвісної системи компенсатора, яка представляє собою вільно підвішену призму або дзеркало між призмами в оптичній схемі нівеліра, єдиною метою якої, є підтримка горизонтального положення візирної осі приладу при будь-якому нахилі приладу в межах заданого діапазону. Якщо буде забезпечено строго горизонтальне положення такої призми або дзеркала, значить, буде забезпечено і якість будівельних і геодезичних робіт. Наприклад, через невірно певної висоти не доведеться заливати зайві кубометри бетонної суміші або переробляти трасу зливової каналізації.

Небажані для нівеліра коливання можуть бути викликані сильними поривами вітру, вібраціями грунту на будівельних і промислових майданчиках, поблизу автомобільних і залізничних магістралей, ліній метрополітенів і іншими причинами. Не варто забувати і про можливе залишковому нахилі при горизонтирование приладу або зміні нахилу приладу в зв'язку з просіданням ніжок штатива в м'якому грунті або розплавленому сонцем асфальті. Саме в такі моменти включається в роботу компенсатор, важливим елементом якого є демпфер.

Термін демпфер походить від німецького слова "Dämpfer ", яке перекладається на українську мову як" гаситель коливань "," заспокоювач "або" амортизатор "і має на увазі пристрій, призначений для гасіння (демпфірування) або запобігання коливань різного типу, в тому числі і механічних.

На сьогоднішній день найбільшого поширення набули митників системи компенсатора як з повітряним, так і з магнітним демпферами. Давайте розглянемо принцип роботи обох систем.

Для початку необхідно зрозуміти як же влаштована оптична схема нівеліра. Все просто: промінь, пройшовши через об'єктив, потрапляє на приймальню призму, яка заломлює його на підвішене горизонтально дзеркало. Далі, відбиваючись від дзеркала, промінь потрапляє на передавальну призму, а від неї на окуляр і сітківку ока людини.

Прийомна й передавальна призми жорстко закріплені в корпусі компенсатора, а отже, і в корпусі нівеліра. Дзеркало, навпаки - вільно підвішено в компенсаторі, конструктивно виконано у вигляді маятника, і при нахилі приладу кожен раз прагнути зайняти строго горизонтальне положення, тим самим коректуючи оптичний промінь. У разі, якщо компенсатор забезпечений магнітним демпфером, верхня частина маятника виконується з магнітних матеріалів, наприклад, з сталевого сплаву. На деякій відстані від верхньої частини маятника в корпусі компенсатора вбудований магніт, який і гасить коливання розгойдує маятника (дзеркала).

Компенсатори з магнітним демпфером конструктивно можуть бути влаштовані по-різному, але принцип їх роботи один - гасіння коливань під дією магнітного поля. Кожен раз в момент проходження маятника повз магніту, відбувається його гальмування - і так кілька разів до повної зупинки маятника, повної стабілізації зображення в поле зору труби нівеліра.

Що стосується компенсаторів з повітряним демпфером, то в цьому випадку гасіння коливань відбувається за рахунок вантажу, закріпленого в нижній частині маятника. Загальновідомо, що чим більша маса вантажу, тим більшу інерцію володіє маятник і тим складніше його розгойдати. Подібного роду митників системи оптико-механічних компенсаторів дуже ретельно розраховуються, інакше - такі системи, просто-напросто, не працюватимуть.

Нарешті, залишилося дати відповідь на найголовніше питання: "Так яким же нівеліру віддати перевагу - з магнітним або повітряним демпфером?".

Однозначно відповісти на це питання не можна. Обидві конструкції добре зарекомендували себе, і в їх надійності сумніватися не доводиться. Правильніше за все, довірити вибір нівеліра безпосередньо виконавцю, який точно знає вид виконуваних робіт, необхідну точність, місце проведення робіт та інші фактори. Наприклад, при проведенні нівелірних робіт поблизу потужних джерел електромагнітного поля, таких як трансформаторні підстанції та високовольтні ЛЕП, перевагу варто віддати оптичному нівеліру, компенсатор якого має повітряним демпфер, не схильний до впливу зовнішнього електромагнітного поля.