Как работает лазерный уровень

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.

Примеры электромонтажных работ, где может понадобиться использование лазерного уровня:

Монтаж скрытой электропроводки, прокладка кабеля в стене дома

Монтаж открытой электропроводки

Установка и подключение бра

Монтаж светильников в натяжные потолки

Монтаж электропроводки в гараже

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.

Как выбрать лазерный нивелир:

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.

Те мастера, кто впервые воспользовался лазерным нивелиром (строители, монтажники, ремонтники, и просто люди, любящие делать дома перестановки), оценили достоинства прогрессивного прибора. Все в один голос утверждают, что старые механические приспособления — это уже пережитки прошлого, и выбор однозначно делается в пользу современного лазерного прибора.

Смотрите также: Основы работы с токоизмерительными клещами

Андрей Повный

Во время выполнения строительных работ вы могли сталкиваться с необходимостью размечать стены для штробления или выравнивать положение телевизора, картины на стене. Штучные работы с одноразовым измерением положения предметов в горизонтальной и вертикальной плоскости можно выполнить и пузырьковым уровнем. Но если вам нужно проложить проводку, установить подрозетники, коробки или выполнить разметку для других целей, с обычным уровнем придется провозиться достаточно долго. Поэтому куда проще использовать лазерный уровень, единственным камнем преткновения становится его высокая стоимость, поэтому куда выгоднее становится собрать лазерный уровень своими руками.

Виды лазерного уровня

В домашних условиях можно изготовить два типа устройств – вращающихся только в горизонтальной плоскости либо дающих разметку и в горизонтальной, и в вертикальной плоскости одновременно. Второй вариант выполняется в форме двух, пересекающихся между собой под прямым углом линий – крестом.

Способ №1. Лазерный уровень из указки и емкости с водой.

Это наиболее простой способ изготовить лазерный уровень своими руками, для нее вам понадобиться любая емкость, в которую можно налить воду до краев, чтобы в ней помещался кусок пенопласта. В качестве емкости можно взять любое ведро или кастрюлю, обрезать пластиковую баклажку. Также возьмите обычную лазерную указку с точечной насадкой, плоский кусок пенопласта с ровными поверхностями. В качестве крепления применяется кусочек пластилина, хомут или пластырь, если у вас ничего этого нет, можете использовать любой клей или герметик.

Лазерный уровень собирается в такой последовательности:

1. Определились, где нужно делать разметку, предварительно установите пустую емкость на пол на нужной высоте. Если вы будете переносить наполненную водой кастрюлю, вода из нее разольется.
2. После установки налейте в емкость до краев воду. Если емкость располагается на каком-либо предмете, используемом в качестве возвышения (стуле, коробке и т.д.), обеспечьте его устойчивое положение на полу или грунте. Иначе вам придется дожидаться угасания колебаний после каждого прикосновения к уровню.
3. Прикрепите к пенопласту лазерную указку при помощи пластыря или хомута. При этом вам необходимо обеспечить наиболее плотное и ровное прилегание лазерного указателя к пенопласту. Поэтому если одной точки фиксации мало, прилепите его по всей длине. Если какой-то элемент выступает над всей поверхностью (насадка, пробка и т.д.) ее следует удалить или закрепить на пластилин.
4. Включите лазерную указку и поместите лист пенопласта на поверхность воды. Самодельный лазерный уровень готов.

Для того чтобы воспользоваться таким устройством, поверните лазерную указку до нужной вам точки, сделайте отметку на стене. Для дальнейших отметок поворачивайте лазерный уровень вокруг оси в нужном вам направлении. На стене проставляйте отметки в соответствующих точках. Если вы рисуете линии, проставляйте ряд точек, которые потом можно будет соединить между собой.

Таким уровнем гораздо удобнее работать вдвоем, чтобы один человек управлял лазерной указкой, а второй делал отметки на стене. В отличии от классического пузырькового уровня, данный способ позволит сократить время на разметку комнаты в три раза. Недостатком такой модели лазерного уровня является низкая точность. Поэтому его применение целесообразно в тех ситуациях, когда нет надобности добиваться точности до миллиметра.

Способ №2. Самодельное устройство из указки и уровня.

Это более сложный вариант лазерного уровня, в сравнении с предыдущей моделью, но он позволяет настраивать куда более точные измерения.

Для этого вам понадобится:

• обычная лазерная указка – можете не тратиться на дорогостоящие модели большой дальности, в них нет никакого смысла;
• строительный уровень пузырькового типа – подберите модель небольшого размера на 20 – 30см;
• регулируемая опора, которую можно вращать вокруг своей оси – идеальным вариантом будет тренога от старого стула или фотокамеры, но при отсутствии треноги используйте колышек круглой формы длиной 0,5 – 1 м и диаметром от 30 до 60 мм;
• жесткая подставка, которую можно закрепить на колышке – подойдет ровный и гладкий лист фанеры, ДСП, МДФ;
• кусочек резины для прокладки, крепежные хомуты и саморезы.

Рис. 1: схема лазерного уровня

Посмотрите на рисунок 1, здесь представлена схема лазерного уровня, для его изготовления:

1. Закрепите указку на пузырьковом уровне, для этого используйте хомуты в качестве зажимов, предварительно поместите между ними резинку в качестве прокладки.
2. В данном случае используется деревянный колышек, поэтому его необходимо заострить с одной стороны настолько, чтобы можно было легко заглубить этот конец в грунт.
3. С другой стороны колышка к плоской поверхности прикрутите лист фанеры при помощи самореза. Если другой конец колышка не достаточно ровный, его предварительно выравнивают ножовкой и напильником. Фанера должна располагаться под прямым углом, иначе точности измерений добиться не получиться.
4. Установите колышек с подставкой в комнате и заглубите его до нужного вам уровня.
5. Поставьте пузырьковый уровень с лазерной указкой на подставку. Теперь, при помощи пузырькового уровня, вы можете регулировать точность наносимых линий, просто наклоняя деревянный колышек в ту или иную сторону.

Эта модель обладает куда большей точностью в эксплуатации. Но для ее использования также понадобятся два человека, один из которых будет следить за нивелиром, а второй наносить разметку на стены.

Для проверки точности работы такого устройства необходимо вкрутить в подставку шуруп на уровне луча, отступить от стены на несколько метров и вкрутить в стену второй шуруп, в точке указки (рис. 2).

Рис. 2: проверка точности уровня

Если соединив эти шурупы профилем или доской вы получите правильный горизонт на пузырьковом уровне, то устройство работает точно. Если планку необходимо поднять вверх или опустить вниз, то и нивелир нужно переместить в том же направлении.

Способ №3. Изготовление крестообразного уровня с отвесом.

Этот способ актуален для тех работ, в которых вам нужно вести одновременную разметку и в горизонтальной и в вертикальной плоскости, причем достаточно продолжительное время или на постоянной основе. Так как процесс изготовления весьма трудоемкий.

Для этого вам понадобится:

• Промышленный лазерный модуль мощностью на 5 мВт и напряжением питания 3 В. В комплекте к таким идут различные насадки, как на точку, так и на крест;
• Аккумулятор или сменные батарейки на 3 В, если у вас есть блок питания, можно использовать его;
• Металлические, пластиковые или деревянные пластины, шпильки для стяжки и саморезы для крепления, хомуты или изолента для фиксации;
• Корпус для установки модуля, подшипник и соединительные провода.

Из инструментов для сборки вам понадобится ножовка, дрель, отвертка или шуруповерт, пассатижи. Самым важным свойством такого лазерного уровня является свободное подвешивание, как у маятника. Для этого он должен свободно перемещаться в двух горизонтальных плоскостях.

Для изготовления лазерного уровня:

1. В металлическом листе толщиной, соизмеримой с шириной подшипника высверлите отверстие по диаметру подшипника (рис. 3); Рис. 3: выбор пластины для подшипника
2. Вырежьте из металлической заготовки с отверстием хомут для подшипника, регулируемая конструкция позволит четко зафиксировать подшипник внутри; Рис. 4: вырежьте хомут
3. Лазерный модуль прикрепите к блоку питания с аккумулятором, в данном примере используется блок питания с подзарядным устройством (рис. 5), Рис. 5: прикрепите лазерный модуль

если вы решили запитать другим способом этот пункт можете пропустить;

1. Для крепления лазерного модуля используйте хомуты, дополнительно конструкцию можно закрепить изолентой; Рис. 6: дополнительно закрепить изолентой
2. Аккумулятор и лазерный модуль соедините через кнопку, которую затем выведите на корпус; Рис. 7. соедините через кнопку
3. Подготовьте сам корпус, в данном примере используется пластиковая коробка, на этом этапе удалите с нее лишние элементы и проделайте отверстия для лазерного модуля в торце, Рис. 8: отверстие для модуля

с противоположной стороны для подключения зарядного устройства и сверху для установки кнопки;

Рис. 9: отверстие для зарядного

1. Соберите из металлических пластин раму, в которой будет подвешиваться лазерный уровень, в данном примере для этой цели используются круглые стяжные болты; Рис. 10: соберите раму
2. Для более устойчивого положения рамы используйте специальные самоклеющиеся упоры, которые можно приобрести в мебельном магазине или изготовить самому из кусочков резины; Рис. 11: приклейте упоры
3. Для подвешивания корпуса к подшипнику соберите кронштейн, который затем прикрутите к крышке корпуса; Рис. 12: соберите и прикрепите кронштейн
4. Соберите всю конструкцию и проверьте ее работоспособность. Рис. 13: проверьте работоспособность

Рис. 14: пример разметки

Данная модель является наиболее точной в работе и может полностью заменить лазерный уровень заводского производства. А за счет независимого источника питания и возможности подзаряжать его от сети он ничем не уступает заводским в эксплуатации.