Лазерный уровень — устройство и принцип работы
Для качественного выполнения строительных, монтажных или ремонтных работ недостаточно только знаний мастера. Для ровной кладки кирпича, для установки перегородок из гипсокартона, и даже просто для наклейки новых обоев, — необходимо точно нанести разметку или хотя бы выровнять элементы по вертикали или по горизонтали, чтобы все получилось аккуратно и ровно.
Во все времена для выравнивания поверхностей строители и монтажники использовали пузырьковый уровень или отвес, этого профессиональному работнику всегда хватало, скажем честно. Но насколько это удобно — пользоваться механическим инструментом? Может быть пора присмотреться к современным достижениям технического прогресса?
На самом деле в продаже давно появился инструмент, способный не только облегчить нанесение разметки, но и значительно ускорить работы. Для тех, кто профессионально занимается строительными и монтажными работами, данный инструмент станет незаменимым помощником. Речь о лазерном уровне.
Лазер сегодня много где используется: в полиграфии, в медицине, в электротехнике, в военной сфере, — везде, где требуется высокая точность и ответственный подход к решению тех или иных задач. Исторически о данной технологии еще в 1916 году заговорил Эйнштейн, и спустя почти 45 лет появился первый твердотельный лазер — его создал американский физик Теодор Мейман на базе возбуждаемого светом рубина.
Открытие Меймана по получению видимого лазерного луча явилось одним из наиболее значимых открытий, сделанных в ХХ веке, и стоит в одном ряду с квантовой теорией Планка. Сегодня лазер оказывается полезным и в такой широчайшей сфере человеческой деятельности как строительство, и в частности — в ремонтных работах.
Лазерный уровень, или более точно — лазерный нивелир, сильно облегчает работы. Для нанесения разметки достаточно навести лазерный луч на объект, и прибор сам выстроит ровные горизонтальную и вертикальную линии. Человеку останется сделать разметку карандашом либо даже сразу установить мебель или, например, наклеить плитку. Это гораздо удобнее, чем возиться с линейкой или с уровнем в надежде ровно вручную отстрелить вертикаль или горизонталь, не говоря уже о построении линии под определенным углом.
Не удивительно, что сегодня лазерные уровни пользуются такой популярностью у строителей, ведь им все время приходится возводить самые разные конструкции. А ремонтные бригады? Им тоже очень удобно делать ремонт и отделку, клеить обои, укладывать плитку, возводить потолки, пользуясь лазерным уровнем для выполнения ровной разметки. И сборщики мебели не обходятся без лазерного уровня, ведь с ним работы идут куда быстрее, особенно если устанавливается большой встраиваемый гарнитур или любая другая встраиваемая мебель.
Так, если всего несколько лет назад лазерный уровень был по карману лишь профессиональным организациям, то сегодня в продаже появились бытовые лазерные уровни, обладающие стандартным набором функций, которые с лихвой перекрывают возможности линейки и отвеса, делая работу более приятной и быстрой.
Цена лазерного нивелира, конечно, выше чем у обычного пузырькового уровня, однако затраты обязательно будут оправданы, тем более если мастер работает регулярно. А если речь идет об одном единственном ремонте? Стоит ли покупать дорогой уровень ради одного ремонта? Конечно стоит. Ведь после того как ремонт сделан, в жилище так или иначе будут перестановки, обновление интерьера и т. д.
Можно захотеть поклеить новые обои, повесить картину, полку, шкаф, сделать новую плитку в ванной комнате, поменять плинтус, сделать на стене несколько дополнительных розеток и т. д. С лазерным уровнем все эти новшества можно будет внести в интерьер без лишних мучений и без лазаний по стремянке с линейкой и рулеткой в руках.
Устройство лазерного уровня довольно необычно, при том не очень сложно. Внутри корпуса установлен светодиодный источник света, который и порождает световой поток для лазера. Свет проходит сквозь линзу или призму (в зависимости от типа прибора), и в проекции на объекте получается ровная линия.
Прибор может строить линии на расстоянии в несколько десятков метров от себя. В самом простом виде лазерный уровень способен построить две взаимно перпендикулярные линии, более сложные профессиональные модели строят до девяти линий — чем больше проецируемых лучей — тем больше линий. Когда лучей несколько, удобно выстроить разметку, например, для укладки плитки, а с четырьмя лучами можно делать разметку сразу в нескольких плоскостях.
Лазерные нивелиры бывают двух типов: линейные и ротационные. В линейном нивелире свет проходит через перпендикулярные призмы, и в проекции получаются два взаимно перпендикулярных луча на плоскости объекта (луч как-бы размывается призмой в плоскость на 120 градусов).
Наиболее простые модели проецируют точку, более сложные — перекрещивающиеся прямые (вертикальную и горизонтальную). В ротационных уровнях свет фокусируется в точку проходя через линзу, а прямая получается за счет вращения светодиодного источника на 360 градусов вокруг оси.
Так, при помощи ротационного уровня можно разметить помещение по периметру, одновременно бригада мастеров может работать с одним прибором, выполняя работы в помещении одновременно. Ротационный уровень способен выполнить проекцию на расстояние до 100 метров.
Перед началом работ уровень выставляют на штативе, выравнивают его вручную, ориентируясь по встроенному в прибор пузырьковому уровню. Более профессиональные приборы имеют еще и встроенный компенсатор, который делает эти приборы самовыравнивающимися при отклонениях от горизонта в пределах 4 градусов (маятник с качающимся медным наконечником-грузиком тормозится в магнитном поле постоянных магнитов наведенными вихревыми токами). Когда прибор на штативе установлен, приступают к выполнению разметки. Вот и все, что нужно знать о лазерном уровне.
Давайте резюмируем теперь особенности и достоинства лазерного уровня.
- Во-первых, использование лазерного уровня не требует особенных специальных знаний, достаточно установить прибор на штатив, включить требуемый режим разметки (один луч, два луча или несколько лучей), направить прибор на поверхность, и нанести по красным линиям отметки, либо сразу начать работу с отделочными или строительными материалами. С этим справится даже новичок.
- Во-вторых, применение лазерного уровня значительно экономит время и силы человека. Не нужны ни отвес, ни стремянка, не нужно больше держать в руке отвес, пока помощник делает разметку. Один человек справится со всем самостоятельно, стоит только нажать кнопку на приборе — ровные световые линии появятся на стене или на потолке там, где нужно.
- В-третьих, лазерный оптический прибор обладает высокой точностью. Погрешность профессионального лазерного прибора не превысит 0.3 мм на метр, а более простые приборы ошибутся максимум на 1 мм на метр.
- В-четвертых, современные лазерные нивелиры отличаются наличием множества дополнительных функций. Этим не сможет похвастаться ни один отвес или уровень-линейка с пузырьком. Лазерный нивелир построит горизонтальный луч, вертикальный луч, сделает крест, построит по желанию пользователя дополнительные контрольные точки в зените или надире.
- В-пятых, лазерный инструмент неприхотлив в хранении и легок при транспортировке. Весит средний профессиональный прибор не более 3 кг, а бытовой — не более 1 кг. Прочный пылезащищенный корпус в сочетании с сумкой или фирменным кейсом — надежная защита на время хранения.
Что Внутри Лазерного Уровня? Как Лазер Отражает Луч? Какой Принцип Работы?
Разобрали Лазерный Уровень, что бы посмотреть что внутри. Рассказываем принцип работы лазерного уровня. Каким образом отражается луч? Что Внутри Лазерного Уровня? Как Лазер Отражает Луч? Какой Принцип Работы?
Показать больше
Войдите , чтобы оставлять комментарии
Как пользоваться лазерным уровнем
Представим себе такую задачу: нужно повесить ровно несколько картин на стену. Молоток, гвозди, карандаш для разметки, уровень, линейка — правильно всеми этими инструментами не получится воспользоваться самостоятельно человеку, стоящему на стремянке или табурете. Просто не хватит для работы одной руки, а то и двух. Справиться в одиночку с такой задачей может помочь такой прибор, как лазерный уровень. Или, как его ещё называют, лазерный нивелир (слово niveler по-французски означает «уровень»).
Этот прибор способен сгенерировать видимую и совершенно прямую линию вдоль или поперёк любой поверхности, таким образом заменяя пузырьковый уровень, линейку и карандаш одновременно. Поскольку многие лазерные нивелиры монтируются на штатив или снабжены крепёжными приспособлениями, появляется возможность освободить руки для других дел. Поклейка обоев, укладка плитки, монтаж плинтуса, навешивание полок — использование такого прибора заметно упрощает эти работы.
Благодаря слову «лазер» в названии устройств может сложиться впечатление, что они слишком дороги для приобретения в качестве домашнего бытового инструмента. На самом деле лазерные нивелиры весьма доступны по цене. Простые модели можно приобрести приблизительно за 1 тыс. рублей.
Профессиональные инструменты могут стоить несопоставимо дороже. Специалисты используют их в строительстве, машиностроении, столярном деле, озеленении, дорожном строительстве и многих других сферах, связанных с точностью измерений и контролем над геометрией. Технологии не стоят на месте, и это сказывается на доступности приборов. Лазерные нивелиры эксперты освоили уже давно, теперь пришло время для популярности устройств среди домашних мастеров и в быту.
Как устроен лазерный уровень
Основой является лазерный луч — мощный пучок монохроматического света с чрезвычайно малым углом расхождения. Источником его в лазерных нивелирах является светодиод, принципиально ничем не отличающийся от светодиодов в пультах дистанционного управления или экранах современных телевизоров. Суть технологии как нельзя лучше отражает сама аббревиатура LASER: Light Amplification by Stimulated Evission Radiation (усиление света с помощью вынужденного излучения). Проще говоря, принцип таков: при возбуждении током атомов можно добиться от них излучения энергии в форме света нужного качества. Зеркала, призмы и линзы собирают и направляют свет. Результат называется лазерным лучом.
Лазерные уровни производят пучок света, который можно использовать в качестве визуально заметной прямой линии или проектора яркой точки на любую поверхность. Толщина луча зависит от размеров диода. В случае с уровнями чем линия тоньше — тем лучше для точности разметки.
Первые устройства применялись только внутри помещений, так как яркость их луча была недостаточной для того, чтобы быть заметной при дневном освещении. Современные приборы оснащены более мощными источниками излучения и не создают особых проблем на открытом воздухе. При недостаточной видимости уровни используют с детекторами света — устройствами, которые «читают» луч лазера. На большом удалении от диода детектор сообщает о попадании луча в мишень световым или звуковым сигналом.
Большинство лазеров в нивелирах генерируют пучок красного света. Немногие производители предлагают зелёные лазеры, свет которых в несколько раз ярче, чем у красных, что делает их более заметными. Но у технологии есть и свои минусы: для генерации зелёного пучка необходимо несопоставимо больше энергии, что отражается на количестве и качестве батарей питания для устройства. Кроме того, красные лазеры, как правило, более точные и устойчивее работают в широком диапазоне температур.
Лазерные уровни обычно производятся с небольшими диодами низкой интенсивности и рассчитаны на питание от щелочных батареек или аккумуляторов. Как и в случае с любым лазером, попадание в глаза пучка света может повредить зрение, поэтому рекомендуется использовать лазерные приборы только в защитных очках. Нельзя также направлять лучи на людей и животных.
- Лазерные устройства почти незаменимы, когда необходимо делать разметку на больших расстояниях.
- Пузырьковые уровни благодаря простоте удобны при решении малых задач, таких как выравнивание шкафа, холодильника, портрета в раме на стене.
Как пользоваться лазерным нивелиром
Приборы просты в использовании и доступны в своём разнообразии от специализированных до универсальных. Конструктивно они могут сильно отличаться, но все включают в себя два компонента: сам лазер и платформу, которая при использовании может быть размещена на плоскости, смонтирована на стене или прикреплена к штативу. Платформа оснащается выравнивающими приспособлениями. Это могут быть пузырьковые уровни, маятник и магниты с электронными датчиками, регулировочные винты. Точность разметки зависит от калибровки и точности выставления уровня.
Как используют простейшие приборы
Простейшие любительские приборы ориентируют в пространстве с помощью пузырьковых уровней. Они отлично подходят для бытового применения, стоят недорого, потребляют немного энергии.
Как использовать самовыравнивающиеся
Самовыравнивающиеся приборы обладают большей точностью. Они предназначены для самостоятельной ориентации в пространстве из положения «близко к горизонту», то есть требуют предварительной ручной регулировки по пузырьковым уровням перед тем, как дальнейшую тонкую настройку устройство самовыравнивания возьмёт на себя. Точная ориентация прибора производится с помощью маятникового механизма, который под собственным весом сам примет идеально горизонтальное положение.
Полностью автоматические устройства
Ещё более сложным решением для нахождения вертикалей и горизонталей является оснащение лазерных нивелиров сервоприводами регулировок под управлением умной электроники. Такие устройства обеспечивают значительную гибкость в использовании (например, можно отключить выравнивание по вертикали и наклонить уровень) и большой диапазон саморегулирования. Для тех видов работ, при которых приходится часто перемещать прибор, механизмы самовыравнивания оправданы экономией времени и гарантированной точностью измерений.
Типы приборов и их использование
Лазерные уровни могут сильно различаются по конструкции, цене, возможностям и применению. Ниже перечислены основные типы устройств.
- Простейшие приборы. Это модели пузырьковых реечных уровней, оснащённые лазером. Обычно их задача — спроецировать на поверхность точку. Иногда инструменты оснащены лазерным отвесом — генератором видимой линии, перпендикулярной рейке. Пригодны для мелких бытовых работ, стоит недорого (500—1000 рублей), самостоятельно изготавливается умельцами из лазерной указки.
- Точечный лазерный нивелир. Проецирует на поверхности только точку, его лазерный луч невидим. Он может быть оснащён одним или несколькими излучателями, выполняющими функции уровня, отвеса, построителей осей. На рынке присутствует большое разнообразие моделей в диапазоне цен от 1 до 30 тыс. рублей.
- Линейный лазерный уровень. Этот прибор — построитель осей длиной до 20—30 м. Обычно оснащён несколькими светодиодами и используется внутри помещений. Некоторые модели оборудованы импульсными источниками света и предназначены для наружных работ в комплекте с детекторами. Стоят линейные лазерные уровни от 2 до 35 тыс. рублей.
- Ротационный построитель плоскостей. Генерирует вращающиеся точки для создания видимых линий на 360 градусов. Большинство устройств оснащены лучевыми отвесами. Являются наиболее дорогим и точным классом приборов, их цена колеблется от 15 до 120 тыс. рублей. Зачастую снабжены автовыравниванием и возможностью управления с дистанционного пульта. Некоторые специализированные ротационные уровни настолько громоздки, что устанавливаются на станину или шасси.
Последнее десятилетие лазерные уровни стремительно совершенствовались, стали значительно точнее, проще в использовании, доступнее и уменьшились в габаритах. Теперь их можно встретить не только на крупных строительных площадках, но и у мелких подрядчиков, у домашних мастеров.
Как выбрать лазерный нивелир (2019)
При любом виде строительных и отделочных работ часто возникает необходимость точно определить вертикаль и горизонталь, построить прямой угол или разметить ровную линию, привязав её к каким-то точкам.
Раньше мастера использовали для этих целей целый арсенал инструментов – уровни, отвесы, правила, красящие нити, и т.д. А сегодня для всего этого можно использовать один универсальный инструмент – лазерный нивелир. С его помощью можно легко «нарисовать» на стене строго вертикальную или горизонтальную опорную линию, спроецировать линию пересечения с любой произвольной плоскостью, определить гладкость пола и потолка, проверить вертикальность стен и дверных проемов.
Соответственно, лазерный нивелир используется:
- строителями для соблюдения правильной геометрии стен, потолков, откосов и пр.
- отделочниками для ровной укладки стеновых покрытий, выравнивания пола и стен, переноса на стены и потолки элементов дизайна с дизайн-проекта и т.д;
- монтажниками инженерных систем для разметки коммуникаций;
- монтажниками натяжных, подвесных и гипсокартонных потолков;
- приемщиками свежепостроенных и отремонтированных квартир, офисных и прочих помещений.
Такое разнообразие областей применений этого инструмента привело к появлению множества его разновидностей. Для каждой перечисленных областей потребуются приборы с различными наборами характеристик.
Характеристики лазерных нивелиров
По виду лазерные нивелиры подразделяются на точечные, линейные, ротационные и комбинированные – комбинирующие несколько видов в одном корпусе.
Точечный нивелир, как следует из названия, проецирует точку (или несколько точек). Эта точка может отмечать вертикаль или горизонталь относительно места установки нивелира; несколько точек могут отмечать прямой угол с нивелиром на его вершине.
Точечный нивелир можно сравнить с отвесом, который может «висеть» не только по вертикали, но и по горизонтали, и под заданным углом.
Ротационный нивелир «рисует» линию при помощи движущегося луча. Вращающееся зеркало с большой скоростью перемещает луч лазера по окружности, а остающийся от него след сливается для человеческого глаза в сплошную линию. Это позволяет сохранить яркость отметки при увеличении расстояния до нивелира. Такие модели можно применять на открытом воздухе на расстояниях в десятки и даже сотни метров при использовании приемников лазерного сигнала.
Ротационные нивелиры могут использоваться при строительстве и ландшафтных работах.
В линейном нивелире луч лазера проходит через призму, увеличивающую его ширину. В результате на поверхность проецируется не точка, а линия.
В разных моделях угол расхождения луча разный: от 30° у простых лазерных уровней, до 360° у моделей с несколькими лучами или у которых луч проходит сквозь конусную призму.
Линейный нивелир удобно применять для разметки несущих конструкций навесных потолков и стеновых покрытий, для укладки плитки, установки мебели, развешивания картин и пр.
Недостаток линейных нивелиров состоит в том, что из-за прохождения через призму яркость луча снижается. Поскольку мощность лазеров ограничена в целях безопасности, при ярком свете и на большом расстоянии отметка линейного нивелира становится слабо различимой. Особенно это относится к моделям с конусной призмой – в них луч одного лазера распространяется на все 360° и с увеличением расстояния ослабевает очень быстро.
Еще один недостаток моделей с конусной призмой – довольно часто режим автоматического выравнивания в них корректирует только горизонтальный луч, вертикальные (если они есть) остаются невыравненными (т.е. не строго вертикальными).
Зато такие модели с диапазоном нивелирования 360° дешевле ротационных нивелиров и линейных нивелиров с цилиндрическими призмами. Еще один плюс моделей с конусной призмой – горизонтальный луч в них выходит близко к вершине прибора, им можно разметить плоскость очень близко к потолку, что делает их весьма удобными при монтаже подвесных, натяжных и гипсокартонных потолков.
Максимальное расстояние определяет, на каком удалении от прибора отметка лазерного луча еще будет заметна.
Модели с максимальным расстоянием до 10 м пригодны для использования только в небольших помещениях в условиях среднего и слабого освещения. При ярком свете отметка будет различима только, если поднести прибор вплотную к стене.
Значение этого параметра в 10-50 метров позволит использовать нивелир в любых помещениях и на улице в пасмурную погоду и в сумерках.
Для увеличения максимального расстояния используются приемники лучей нивелиров – они позволяют «поймать» лазерный луч на значительном удалении от прибора, даже когда невооруженным взглядом он совершенно неразличим. У некоторых моделей принимающее устройство входит в комплект, для моделей с комплектацией победнее, его придется докупать отдельно при необходимости.
Имейте в виду, что для многих, укомплектованных приемником сигнала, моделей, в руководстве приводится максимальное расстояние именно с использованием принимающего устройства. Без него максимальное расстояние меньше в 3-10 раз.
Для использования на улице в солнечную погоду подходят только ротационные и точечные нивелиры с классом лазера 2 (максимальная мощность лазера, допущенная для использования в бытовой технике) и максимальным расстоянием (без использования приемника) 100 м и более. Но даже у таких моделей на ярком солнечном свету отметка «потеряется» уже на 10-15 метрах.
Немного улучшить ситуацию на открытом воздухе может использование лазера зеленого цвета – с длиной волны 535-550 нм. Человеческий глаз лучше видит зеленый цвет. Однако нивелиры с лазером красного цвета (635-650 нм) более распространены, так как зеленый цвет чаще встречается в окружающем пространстве, а на зеленом фоне зеленая точка различима хуже, чем красная.
Количество лучей (отдельных лазерных светодиодов) определяет функционал нивелира и влияет на яркость линий и отметок. Каждый отдельный луч может быть использован для построения одной линии или одной точки. Обычно один луч в приборе, используется для создания точки или горизонтальной линии, два луча – для создания одной горизонтальной и одной вертикальной линии (2D), три луча – для создания двух вертикальных и одной горизонтальной линии (3D).
В то же время, для построения одной линии могут использоваться два и более луча. Так, круговая 360° линия на линейном нивелире может быть построена одним лучом, прошедшим сквозь конусную призму – а может быть построена четырьмя лучами, расходящимися с углом 90°. Во втором случае точность прибора и яркость лучей будут намного выше, но и стоить он будет дороже.
Система автоматического выравнивания крайне важна, если от разметки требуется не только геометрическая «правильность», но и точное выдерживание горизонталей и вертикалей. Автоматическое выравнивание позволяет скорректировать луч (обычно в пределах 3-5°), если прибор установлен не на горизонтальном основании. На случай, если автоматика не может выровнять луч, в некоторых моделях предусмотрен звуковой сигнал отклонений. Это позволит гарантированно избежать отклонений, но при частом использовании прибора может раздражать – лучше, если эта функция будет отключаемой. Как и само автовыравнивание – бывают ситуации, когда линии должны проходить под небольшим углом к горизонту (например, при заливке наклонных полов, с которых вода должна стекать в определенном направлении).
Наличие точек отвеса позволяет использовать нивелир для контроля вертикали. Точка надир расположена вертикально под прибором, точка зенит – над ним.
Однако следует иметь в виду, что корректно указывать вертикаль эти точки будут, только если у прибора есть функция автовыравнивания, либо если он выровнен вручную или стоит на строго горизонтальной поверхности. Иначе вместо вертикального луча прибор будет испускать луч, направленный перпендикулярно полу (который может быть вовсе не строго горизонтален).
Некоторые простые модели можно подвешивать на небольшом отрезке шнура, образуя некий гибрид лазерного и простого отвеса – в этом случае луч будет строго вертикален, но пользоваться такими нивелирами ненамного удобнее, чем обычным отвесом.
Точность – пожалуй, важнейший параметр нивелира. Она измеряется в мм/м и определяет, на сколько миллиметров допускается отклонение луча на каждый метр удаления от прибора.
Бытовые приборы имеют точность от 0,5 до 1 мм/м. Поскольку расстояния для этих приборов редко превышают 10 м, максимальное отклонение луча у них может быть от 5 мм до 1 см – вполне приемлемо для бытовых условий.
Полупрофессиональные приборы работают на больших расстояниях, и точность им требуется выше – от 0,3 до 0,5 мм/м.
Самые высокие требования по точности предъявляются к профессиональным приборам – на расстояниях в сотни метров даже нивелир с точностью 0,1 мм/м может дать несколько сантиметров отклонения. Точность профессиональных моделей составляет от 0,05 до 0,3 мм.
Для моделей с типом электропитания от батарей или аккумуляторов учитывайте продолжительность непрерывной работы – у разных моделей она может составлять от 1,5 до 150 часов. Если время непрерывной работы у выбранной модели маловато, обратите внимание на возможность отключения «ненужных» лучей – это экономит заряд батареи и облегчает работу (лишние лучи не слепят глаза).
Варианты выбора лазерных нивелиров
Лазерные нивелиры начального уровня могут запросто заменить длинный неудобный «пузырьковый» уровень.
2D-нивелир значительно облегчит все работы, связанные с точной укладкой покрытий, труб, каналов и монтажных конструкций.
3D-нивелир позволит добиться идеального соответствия углов, элементов интерьера и отделки в помещениях сложной формы.
Нивелир с максимальной дальностью 10-50 метров будет незаменимым помощником при выполнении множества отделочных работ.
Лазерный нивелир с максимальным расстоянием от 100 метров может использоваться строителями для всех этапов работ – от выравнивания строительной площадки и подготовки фундамента, до возведения стен и укладки кровли.