Методы и средства измерений превышений, осадок и их характеристика

Стационарные гидростатические и гидродинамические системы целесообразно применять при измерении осадок объектов с непрерывным или частым периодическим контролем и требуемой высокой точностью измерений. При этом температурные и вибрационные нагрузки на систему должны быть незначительными. Автоматизированные стационарные системы, дополнительно к сказанному, целесообразно создавать и при контроле деформаций сооружений на разных уровнях и в разных помещениях, что позволит значительно ускорить и удешевить съем информации.

Исходя из перечисленных выше преимуществ и недостатков, переносные приборы гидростатического нивелирования целесообразно применять при установке в проектное положение оборудования, измерении осадок объектов с летучим или периодическим контролем, где требуются точности измерения превышений выше, чем это может обеспечить геометрическое нивелирование.

Стационарные гидростатические системы и переносные приборы

Методы гидростатического и гидродинамического нивелирования являются менее распространенными при установке конструкций и изучении осадок сооружений и оснований, чем метод геометрического нивелирования, но для ряда объектов и условий контроля являются предпочтительными. Наибольшее применение они находят благодаря своим достоинствам:

- обращение с оборудованием и производство измерений не требуют высокой квалификации исполнителей;

- возможность определения осадок точек, доступ к которым затруднен и в некоторых случаях вообще отсутствует;

- при использовании гидростатических стационарных систем время и трудозатраты на непосредственное измерение осадок значительно меньше, чем при геометрическом нивелировании;

- возможность автоматизации процессов измерений;

- в благоприятных условиях точность гидростатического нивелирования может быть более высокой, чем при геометрическом нивелировании.

В то же время гидростатические приборы и системы имеют и ряд серьезных недостатков, не позволяющих использовать их широко в практике контроля деформаций многих объектов промышленных предприятий. К ним относятся:

- колебание температуры, которое приводит к изменению плотности жидкости, а следовательно, и высот столбов жидкости, что не позволяет применять повсеместно гидростатический метод в производственных цехах, особенно это проявляется в системах с перераспределением жидкости;

- влияние вибрационных нагрузок от работающего оборудования на точность отсчитывания, что не позволяет применять этот метод на сооружениях
и оборудовании со значительными динамическими нагрузками;

- малый диапазон измеряемых превышений, что затрудняет работы по установке КИА и использование метода при больших осадках и деформациях;

- большие затраты на установку, проверку и обслуживание автоматизированных систем контроля, что выгодно только при непрерывном контроле или периодическом контроле с высокой частотой замеров;

- отсутствие общепринятых классов и методик гидростатического, гидродинамического нивелирования и приборов с перераспределением жидкости, что затрудняет метрологическое обеспечение геодезических работ.

Стационарные и переносные приборы и системы состоят из следующих основных частей:

1) сосудов (они не должны иметь капилярность, изготовлены из стекла для просматривания мениска жидкости, одинаковый диаметр);

2) соединительные шланги (гибкие, иногда термоизолированные, одного диаметра, не иметь перегибов) или трубы;

3) клапана для перекрытия шлангов во время переноски сосудов;

4) устройства для обнообразной установки сосудов перпендикулярно оси сосуда;

5) микрометренные устройства для отсчитывания.

Конструктивные особенности гидростатических нивелиров зависят от предназначения прибора, требуемой точности и диапазона измерения превышений, условий измерений.

Гидростатический нивелир Мейссера состоит из двух гидростатических сосудов (головок). Сосуды соединены шлангом. Измерение превышений заключается в следующем. Гидростатические сосуды с перекрытыми кранами 10 подвешиваются на реперные болты (марки) 4. Для этого оттягивается правый верхний фиксирующий винт и сосуд посадочным местом 3 (пятка прибора) устанавливается на реперный болт 4, после чего фиксирующий винт опускается. Нижняя часть сосуда охватывается хомутом 12, и юстировочными винтами 13 пузырек круглого уровня 2 приводится в нуль пункт. Открывают краны 10 и дожидаются стабилизации положения уровней жидкости в сосудах (для данного прибора время стабилизации жидкости около 3 минут).

Методы и средства измерений	СКП измерений, предельные параметры	Основные условия обеспечения точности

1. Механический 1.1. Микронивелирование по выверяемым конструкциям с помощью микронивелира. 1.2. Рамные, брусковые, мик-рометрические, электронные и строительные уровни (см. табл. П.3.8). 2. Оптический. 2.1. С использованием нивелиров (см. табл. П.3.9 – П.3.11). 2.1.1. Нивелирование I, II, III и IY кл. (государственное). 2.1.2. Разрядное нивелирование для измерения осадок гидротехнических сооружений. 2.1.3. Геометрическое ниве-лирование короткими луча-ми специальных классов, (см. табл. П.8.1.2- П.8.1.4). 2.1.4. Разрядное нивелирование для измерения деформаций оснований зданий и сооружений. 2.2. С использованием тео-долитов - тахеометров (гео-дезическое нивелирование) и электронных тахеометров (см. табл. П.3.29 – П.3.34). 3. Гидростатический 3.1. Гидростатические высо-томеры (уровни, нивелиры), модели 129, 152 завода ‘‘Калибр’’ и им равноточные, (см. табл. П.3.12). 3.2. Гидростатический высотомер (нивелир) ЭНИМС (см. табл. П.3.12). 3.3. Гидростатический высо-томер (нивелир) Мейссера (см. табл. П.3.12). 3.4. Нивелиры штанговые технические типа НШТ – 1. 3.5. Нивелир электронный гидростатический ‘‘Рельеф-3’’ (СНИИГГиМС). 3.6. Система гидростатического нивелирования СГН-27Д и ей равнозначные. 3.7. Автоматизированная си-стема гидростатического ни-велирования “ELWAAG” (ФРГ). 3.6. Система гидродинамического нивелирования СГДН-10Д (ЕРПИ).	(0,005 - 0,020) мм на 1 м длины 0,02 - 0,15 мм/м На одну станцию I кл. - 0,16мм II кл. - 0,30 мм III кл. - 0,65 мм IY кл. - 3,0 мм I раз. – 0,08 мм II раз. – 0,13 мм III раз. – 0,40 мм 0,05мм (ГН-005) 0,10мм (ГН-010) 0,25мм (ГН-025) 0,50мм (ГН-050) I раз. – 0,15 мм II раз. – 0,50 мм III раз. – 1,5 мм IY раз. – 5 мм 0,10 мм при расстоянии до 10м, 0,50 мм при расстоянии до 20м, 2 мм при расстоянии до 100м. 0,02 - 0,05 мм при h до 100 мм и расстояниях до 20м 0,02 мм при h до 25 мм и расстояниях до 20 м 0,02 мм при h до 100 мм и расстояниях до 20м 0,5 мм при h до 200 мм и расстояниях до 20 м 20 мм при h до 20 м и расстояниях до 200 м 20 мкм 0,02 мм при h до 100 мм 0,1 – 0,5 мм	По гладким поверхностям, из прямого и обратного измерения. По гладким поверхностям, из прямого и обратного измерения. Согласно требований «Инст- рукции по нивелированию I, II, III и IY классов», [80]. Согласно [119]. Согласно [14, 77]. Согласно [43]. В зависимости от точности измерений расстояний и вертикальных углов, а также величины превышения и положения приборов [103]. Начальная цифра - для лабораторных условий, конечная - для нормальных производственных условий (перепаде температур в цехе не более 5°С). При перепаде температур по линии нивелирования не более 3°С. При перепаде температур по линии нивелирования не более 3°С При нормальных производственных условиях. Диапазон рабочих температур от –30 до +50°С. В закрытых помещениях, при периодическом контроле с большой частотой замеров. Для контроля деформаций фундаментов турбоагрегатов. Напряжение сети 220 В, температуры окружающей среды от 5 до 45°С.