Деңгей – бұл беткейдің көлденеңдігін не тік болуын анықтайтын құрал. Түрлері, қолданылуы, тарихы туралы біліңіз. Құрылысшыларға, фотографтарға арналған!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жер бетінің тегіс немесе тік екенін анықтау құралы, жер өлшеу техникасы.
Tool to indicate whether a surface is level or plumb
the surveying technique
Спирттік деңгей, көпіршік деңгейі немесе жай ғана деңгей – бұл беткейдің көлденең (тегіс) немесе тік (түзу) екенін көрсетуге арналған құрал. Екі негізгі түрі бар: түтікшелі (немесе сызықтық) және шар тәрізді (немесе дөңгелек). Әртүрлі ағаш өңдеушілер, тас қалаушылар, кірпіш қалаушылар, басқа да құрылыс мамандықтарындағы жұмысшылар, жер өлшеушілер, диірменшілер және басқа металл өңдеушілер, сондай-ақ кейбір фото және бейне түсіру жұмыстарында спирттік деңгейлерді қолданады.
A spirit level, bubble level, or simply a level, is an instrument designed to indicate whether a surface is horizontal (level) or vertical (plumb). Two basic designs exist: tubular (or linear) and bull's eye (or circular). Different types of spirit levels may be used by carpenters, stonemasons, bricklayers, other building trades workers, surveyors, millwrights and other metalworkers, and in some photographic or videographic work.
Тарих
1887 жылы «Scientific American» журналында рух деңгейінің тарихы қысқаша талқыланды. Француз ғалымы Мелхиседек Тевено бұл құралды 1661 жылғы 2 ақпанға дейін ойлап тапқан. Бұл дата Тевеноның ғалым Кристиан Гюйгенспен жүргізген хат алмасуы арқылы анықталады. Осы датадан кейін бір жыл ішінде өнертапқыш өзінің өнертабысы туралы мәліметтерді Лондондағы Роберт Гук пен Флоренциядағы Винченцо Вивиани сияқты басқалармен бөлісті. Кейде осы «көпіршікті деңгейлер» 18-ші ғасырдың басына дейін кеңінен қолданылмағанын айтады, ең ерте сақталған мысалдары сол кезден бастап табылған, бірақ Адриен Аузу 1666 жылы Мадагаскарға жасаған экспедициясы кезінде Корольдік ғылым академиясына «Тевено типіндегі деңгейлерді» алып жүруді ұсынған. Бұл деңгейлер ғасырдың басында Францияда және басқа елдерде қолданылған болуы мүмкін. 1939 жылы Иллинойс штатының Рокфорд қаласында Уильям Б. Фелл машина құралдарына арналған алғашқы табысты американдық «төбешік» деңгейлерінің бірі – «Fell All Way» дәлдік деңгейін ойлап тапты. Бұл құрылғының ерекшелігі – оны машина төсегіне орналастырып, x және y осьтеріндегі еңісті бірден көрсетуге болатындығы, деңгейді 90 градусқа бұру қажеттігін жояды. Деңгейдің өте жоғары дәлдігіне байланысты, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде оны экспорттауға тыйым салынды. Құрылғы бір футқа 0,0005 дюймдік (бір футқа бес мыңнан немесе бес секундтық еңіс) ажыратымдылықтың жаңа стандартын белгіледі. Деңгейді өндіру 1970 жылға дейін жалғасты, 1980 жылдары Рокфорд, Иллинойс штатындағы «Thomas Butler Technology» компаниясы оны қайта бастады, бірақ 1990 жылдардың ортасында тоқтап қалды. Дегенмен, қазірге дейін жүздеген данасы сақталған.
The history of the spirit level was discussed in brief in an 1887 article appearing in Scientific American. Melchisédech Thévenot, a French scientist, invented the instrument some time before February 2, 1661. This date can be established from Thevenot's correspondence with scientist Christiaan Huygens. Within a year of this date the inventor circulated details of his invention to others, including Robert Hooke in London and Vincenzo Viviani in Florence. It is occasionally argued that these "bubble levels" did not come into widespread use until the beginning of the 18th century, the earliest surviving examples being from that time, but Adrien Auzout had recommended that the Académie Royale des Sciences take "levels of the Thevenot type" on its expedition to Madagascar in 1666. It is very likely that these levels were in use in France and elsewhere long before the turn of the century. The Fell All Way precision level, one of the first successful American made bull's eye levels for machine tool use, was invented by William B. Fell of Rockford, Illinois in 1939. The device was unique in that it could be placed on a machine bed and show tilt on the x y axes simultaneously, eliminating the need to rotate the level 90 degrees. The level was so accurate it was restricted from export during World War II. The device set a new standard of .0005 inches per foot resolution (five ten thousands per foot or five arc seconds tilt). Production of the level stopped around 1970, and was restarted in the 1980s by Thomas Butler Technology, also of Rockford, Illinois, but finally ended in the mid 1990s. However, there are still hundreds of the devices in existence.
Дизайн және құрылыс
Алғашқы түтікшелі спирт деңгейлерінде әр қарау нүктесінде тұрақты ішкі диаметрі бар, өте сәл иілген шыны флакондар болған. Бұл флакондар ішінара сұйықтықпен – әдетте боялған спирт немесе алкогольмен – толтырылады, нәтижесінде түтікшеде көпіршік қалады. Олардың жоғары жағы сәл қисық болып келеді, сондықтан көпіршік табиғи түрде ортада, ең жоғары нүктеде орналасады. Аз ғана еңіс жасағанда көпіршік белгіленген орталық позициядан қашықтайды. Егер спирт деңгейін төңкеріп немесе бүйірімен де қолдану қажет болса, қисық, тұрақты диаметрлі түтік ортасы сәл кеңейтілген, қисықсыз цилиндрлі түтікпен алмастырылады. Судың орнына этанол сияқты спирттер жиі қолданылады. Спирттердің төмен тұтқырлығы мен беттік кернеуі көпіршікке түтікше бойымен жылдам қозғалып, шыны бетімен минималды байланыспен дәл орналасуға мүмкіндік береді. Спирттердің сұйық температурасының диапазоны да кең, сондықтан су сияқты мұздың кеңеюінен флаконды жарып жібермейді. Көпіршіктің көрінуін арттыру үшін флуоресцеин сияқты бояғыш, әдетте сары немесе жасыл түсті, қосылуы мүмкін. Сызықты спирт деңгейінің бір түрі – «төбешік» деңгейі: дөңгелек, жазық түбі бар құрылғы, сұйықтық ортасында шеңбер бар, сәл дөңгелек шыны бетінің астында орналасқан. Ол бетті жазықтықта тегістеуге арналған, ал түтікшелі деңгей мұны тек түтік бағытында ғана жасай алады.
Early tubular spirit levels had very slightly curved glass vials with constant inner diameter at each viewing point. These vials are filled, incompletely, with a liquid – usually a colored spirit or alcohol – leaving a bubble in the tube. They have a slight upward curve, so that the bubble naturally rests in the center, the highest point. At slight inclinations the bubble travels away from the marked center position. Where a spirit level must also be usable upside down or on its side, the curved constant diameter tube is replaced by an uncurved barrel shaped tube with a slightly larger diameter in its middle. Alcohols such as ethanol are often used rather than water. Alcohols have low viscosity and surface tension, which allows the bubble to travel the tube quickly and settle accurately with minimal interference from the glass surface. Alcohols also have a much wider liquid temperature range, and will not break the vial as water could due to ice expansion. A colorant such as fluorescein, typically yellow or green, may be added to increase the visibility of the bubble. A variant of the linear spirit level is the bull's eye level: a circular, flat bottomed device with the liquid under a slightly convex glass face with a circle at the center. It serves to level a surface across a plane, while the tubular level only does so in the direction of the tube.
Калибрлеу
Ағаш шеберінің деңгейінің дәлдігін тексеру үшін, толығымен көлденең бет қажет емес. Деңгей тегіс және шамамен тегіс бетке қойылады, ал көпіршік түтігінің көрсеткіші жазылып алынады. Бұл көрсеткіш, деңгейдің осы сатыдағы белгісіз дәлдігіне сәйкес, беттің көлденең жазықтыққа қаншалықты параллель екенін көрсетеді. Содан кейін спирт деңгейі көлденең жазықтықта 180 градусқа бұрылады және тағы бір көрсеткіш жазылып алынады. Егер деңгей дұрыс болса, ол көлденең жазықтыққа қатысты бірдей бағытты көрсетеді. Егер айырмашылық болса, деңгейдің дәлдігі бұзылған. Спирт деңгейін реттеу үшін деңгейді кезегімен бұра отырып және оның корпусындағы көпіршік түтігін шамамен айырмашылықтың жартысын жою үшін жылжыту арқылы түзету жасалады, деңгейді бұрғанда көрсеткіштің шамасы тұрақты болады. Осындай процедура геодезиялық оптикалық деңгей немесе теодолит сияқты күрделі құралдарға да қолданылады және құралды орнатудың әрбір жағдайында қалыпты жағдай. Бұл жағдайда құралдың айналу жазықтығы спирт деңгейімен бірге тегістеледі. Бұл екі көлденең, өзара перпендикуляр бағытта жасалады.
To check the accuracy of a carpenter's type level, a perfectly horizontal surface is not needed. The level is placed on a flat and roughly level surface and the reading on the bubble tube is noted. This reading indicates to what extent the surface is parallel to the horizontal plane, according to the level, which at this stage is of unknown accuracy. The spirit level is then rotated through 180 degrees in the horizontal plane, and another reading is noted. If the level is accurate, it will indicate the same orientation with respect to the horizontal plane. A difference implies that the level is inaccurate. Adjustment of the spirit level is performed by successively rotating the level and moving the bubble tube within its housing to take up roughly half of the discrepancy, until the magnitude of the reading remains constant when the level is flipped. A similar procedure is applied to more sophisticated instruments such as a surveyor's optical level or a theodolite and is a matter of course each time the instrument is set up. In this latter case, the plane of rotation of the instrument is levelled, along with the spirit level. This is done in two horizontal perpendicular directions.
Сезімталдық
Сезімталдық - спирттік деңгейдің маңызды сипаттамасы, өйткені құрылғының дәлдігі оның сезімталдығына байланысты. Деңгейдің сезімталдығы – көпіршікті бірлік қашықтыққа жылжыту үшін қажетті бұрыш немесе еңіс өзгерісі ретінде беріледі. Егер көпіршік қоршауында бөліністер болса, онда сезімталдық – көпіршікті осы бөліністердің біріне жылжытатын бұрыш немесе еңіс өзгерісі болып табылады. Градустармен өлшеу үшін бұл әдеттегі аралық; геодезиялық деңгейде флаконды 0,005 градусқа еңкейту кезінде көпіршік қозғалады. Бөліністері бар дәлдік машиналарын жасау деңгейі үшін, флаконды бір бөлініске еңкейту кезінде деңгей айналу нүктесінен бір метрге өзгереді, бұл машина жасаушылар арасында "бір футқа 5 ондық" деп белгіленеді. Бұл терминология машина жасаушыларға тән және 1 дюймнің 1000-нен 1 бөлігінің 5/10 бөлігін білдіреді.
Sensitivity is an important specification for a spirit level, as the device's accuracy depends on its sensitivity. The sensitivity of a level is given as the change of angle or gradient required to move the bubble by unit distance. If the bubble housing has graduated divisions, then the sensitivity is the angle or gradient change that moves the bubble by one of these divisions. is the usual spacing for graduations; on a surveyor's level, the bubble will move when the vial is tilted about 0.005 degree. For a precision machinist level with divisions, when the vial is tilted one division, the level will change one meter from the pivot point, referred to by machinists as 5 tenths per foot. This terminology is unique to machinists and indicates a length of 5 tenths of 1 thousandth of an inch.
Балташының деңгейі
Дәстүрлі ағаш шеберінің деңгейі қысқа ағаш тақтайшаға ұқсайды және тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін көбінесе кең корпусы болады, соның арқасында бет дұрыс өлшеніп жатыр. Деңгейдің ортасында көпіршік пен түтік орналасқан кішкентай терезесі бар. Егер бет тегіс болса, көпіршік қай жерде болуы керек екенін екі ойық (немесе шеңбер) көрсетеді. Көбінесе 45 градусқа еңіс индикаторы да қосылады.
A traditional carpenter's spirit level looks like a short plank of wood and often has a wide body to ensure stability, and that the surface is being measured correctly. In the middle of the spirit level is a small window where the bubble and the tube is mounted. Two notches (or rings) designate where the bubble should be if the surface is level. Often an indicator for a 45 degree inclination is included.
Жол деңгейі
Желілік деңгей – құрылысшының жіп желісіне ілуге арналған деңгей. Деңгейдің корпусы кішкентай ілгектермен жабдықталған, олар оны жіп желісіне бекітуге және ілуге мүмкіндік береді. Корпусы жеңіл болу үшін жіп желісін ауырлатпайды, сонымен қатар кішкентай өлшемді, себебі жіп желісі корпустың өзі болып табылады; деңгей жіптің ортасына ілінгенде, жіп желісінің әрбір бөлігі деңгейдің жазықтығын ұзартады.
A line level is a level designed to hang on a builder's string line. The body of the level incorporates small hooks to allow it to attach and hang from the string line. The body is lightweight, so as not to weigh down the string line, it is also small in size as the string line in effect becomes the body; when the level is hung in the center of the string, each 'leg' of the string line extends the level's plane.
Инженерлік дәлдік деңгейлері
Инженерлік дәлдік деңгейі қарапайым спирттік деңгейге қарағанда заттарды жоғары дәлдікпен теңестіруге мүмкіндік береді. Олар машиналардың негіздерін немесе табандарын тегістеу үшін қолданылады, осылайша машинаның машинаға орнатылған дәлдікпен жұмыс дайындамаларын шығаруы қамтамасыз етіледі.
An engineer's precision level permits leveling items to greater accuracy than a plain spirit level. They are used to level the foundations, or beds of machines to ensure the machine can output workpieces to the accuracy pre built in the machine.
Жерді өлшегіштің тегістеу құралы
Спирт деңгейін оптикалық телескоппен біріктіру нәтижесінде көлбеу деңгей немесе дөңгелек деңгей пайда болады. Бұл деңгейлеу құралдары жер өлшеуде үлкен қашықтықтардағы биіктік айырмашылықтарын өлшеу үшін қолданылады. Жерөлшеушінің деңгейлеу құралы үш аяқты тұғырға орнатылған, кесіскен жіптері бар (шамамен 30 есе ұлғайтуға ие) телескопқа орнатылған спирт деңгейінен тұрады. Бақылаушы екі тік сызықты таяқтың биіктік көрсеткіштерін – біреуін "артында", екіншісін "алдында" оқып, таяқтар тіреген жерлердің биіктік айырмашылығын анықтайды. Белгілі бір биіктіктегі нүктеден бастап, далаға қарай (бір-бірінен белгілі қашықтықта орналасқан нүктелер) биіктік айырмашылықтарын ұзын қашықтықтар бойына жинақтау арқылы өлшеуге және биіктіктерді есептеуге болады. Нақты деңгейлеу екі нүкте арасындағы биіктік айырмашылығын бірнеше миллиметрге дейін дұрыс көрсетуге тиіс.
Combining a spirit level with an optical telescope results in a tilting level or dumpy level. These leveling instruments as used in surveying to measure height differences over larger distances. A surveyor's leveling instrument has a spirit level mounted on a telescope (perhaps 30 power) with cross hairs, itself mounted on a tripod. The observer reads height values off two graduated vertical rods, one 'behind' and one 'in front', to obtain the height difference between the ground points on which the rods are resting. Starting from a point with a known elevation and going cross country (successive points being perhaps apart) height differences can be measured cumulatively over long distances and elevations can be calculated. Precise levelling is supposed to give the difference in elevation between two points apart correct to within a few millimeters.