آشنایی با دوربین ترازیاب و انواع آن

آشنایی با دوربین ترازیاب و انواع آن

بر همه‌ی ما کاملاً واضح است که بالا بردن دقت در اجرای پروژه‌های ساخت‌وساز باعث بالا رفتن کیفیت ساخت و منجر به افزایش عمر بهره‌برداری از ساختمان می‌گردد. در همین راستا دوربین‌های نقشه‌برداری یا ترازیاب (نیو) و زاویه‌یاب (تئودولیت) جهت درج رقوم ارتفاعی و ایجاد زوایا به‌شدت در ساخت‌وساز مورداستفاده قرار می‌گیرند. با توجه به همین مسئله نیز در این بخش از وبلاگ سایت سازه افزار به سراغ آشنایی جامع شما عزیزان با این نوع از ابزارآلات کاربردی می‌رویم پس مثل همیشه همراه ما باشید.

ترازیابی چیست؟

ترازیابی یکی از روش‌های اندازه‌گیری ارتفاع است که در علم مهندسی مختلف نظیر نقشه‌برداری و عمران به کار می‌رود. در پاسخ به این سؤال که ترازیابی چیست باید گفت که زمانی ازاین‌روش استفاده می‌شود که قصد تعیین ارتفاع دو سطح مختلف را نسبت به سطحی واحد داشته باشیم. در این صورت ترازیابی به کمک ما خواهد آمد و اطلاعات موردنظر را برای کمک در ساخت سازه‌ها و هماهنگی با سازه‌های دیگر در اختیار ما قرار خواهد داد. به بیان ساده‌تر ترازیابی به‌منظور سنجش ارتفاع نقطه‌های متفاوت سطح زمین نسبت به یک نقطه ثابت انجام می‌گیرد. از ترازیابی به‌عنوان‌مثال در تعیین ارتفاع نقاط زمین نسبت به یک ساختمان استفاده می‌شود.

تاریخچه مختصر ترازیاب و ترازیابی

شاید برای شما نیز جالب باشد اگر بدانید که ازجمله دستگاه‌های اولیه مورداستفاده در مبحث ترازیابی سیستمی به نام ترازیاب آبی بوده که توسط ایرانیان باستان به‌کاربرده می‌شد. به‌طورکلی این تراز، لوله‌ای از نی بوده که وسط آن سواری بزرگ و در هر سر آن سوراخی کوچک متصل به طنابی داشته و دو نفر هر سر طناب را روی یک قطعه چوبی مدرج نگه می‌داشتند. در همین راستا سپس نفر سوم با کاسه از سوراخ وسط نی آب ریخته و زمانی که آب از هرکدام از سوراخ‌های دو سر به میزان نامساوی می‌ریخت، سر طنابی که بالاتر قرارگرفته بود را قدری پایین میاوردند تا آب به میزآن‌یکسان از دو سر تخلیه شود؛ بنابراین اندازه بین سر چوب و محل قرار گرفتن طناب اختلاف ارتفاع بین دونقطه را می‌داد. بعدها بشر به سمت استفاده از تراز شیشه‌ای روی آورد که دارای حبابی در سر آن و همچنین دارای انحنای معینی بود که در صورت افقی بودن تراز حباب کاملاً در وسط تراز قرار می‌گرفت. در سال‌های بعد، کارخانه‌های سازنده وسایل نقشه‌برداری با تعبیه یک یا دو عدد تراز در کنار دوربین این امکان را فراهم آوردند که وقتی حباب تراز در وسط است محور نشانه‌روی دوربین نیز افقی گردد. بدین ترتیب با حرکت سمتی محور نشانه‌روی یک سطح افقی در فضا ایجاد می‌شود. درواقع با کمک این محور اختلاف ارتفاع بین دونقطه اندازه‌گیری می‌گردد. جالب است بدانید که بدین ترتیب ترازهای اپتیکی تولید گردید. این ترازها بر روی سه‌پایه نصب و با سه پیچ تنظیم محور نشانه‌روی دوربین به‌صورت افقی قرار می‌گرفت و با حرکت سمتی دوربین صفحه‌ای افقی در فضا ساخته می‌شد. به یاد داشته باشید که دستگاه‌های ترازیاب فقط قادر به ایجاد یک میدان افقی در فضا بودند و برای تعیین اختلاف ارتفاع نقاط از قطعات مدرج شده چوب که همان شاخص‌ها می‌باشند استفاده می‌شد و باگذشت زمان بود که با اضافه نمودن یک صفحه مدرج افقی به دوربین امکان اندازه‌گیری زاویه افقی بین دو امتداد بر روی زمین به این وسیله اضافه گردید و به شکل ترازیاب‌های امروزی درآمد.

آشنایی با انواع ترازیابی در صنعت ساخت‌وساز

جلب است بدانید که ترازیابی انواع متفاوتی دارد که ازجمله موارد زیر نمونه‌هایی از آن می‌باشد که به‌اختصار در این بخش به شرح آن خواهیم پرداخت:

• ترازیابی مثلثاتی

ترازیابی مثلثاتی یکی دیگر از روش‌های ترازیابی است که در آن برای سنجش ارتفاع از روابط مثلثاتی و قضیه فیثاغورث استفاده می‌شود. به همین خاطر نیز این نام را روی آن گذاشته‌اند. لازم به ذکر است که به این روش، روش غیرمستقیم هم می‌گویند.

• ترازیابی مستقیم

لازم است بدانید که ترازیابی مستقیم که ساده‌ترین و پرکاربردترین روش ترازیابی در علم نقشه‌برداری است. در ترازیابی مستقیم سنجش به شکل مستقیم با استفاده از وسایل ترازیابی انجام می‌شود. درواقع ترازیابی ساده، شناور، متقاطع، دقیق، ترازیابی دوطرفه یا متقابل و درنهایت ترازیابی تفاضلی؛ که هر یک ازاین‌روش‌ها کاربرد خاص خود را داشته و در مواقعی خاص از آن‌ها استفاده می‌شود. به‌طورکلی ساده‌ترین روش در ترازیابی نقشه‌برداری ترازیابی ساده به‌صورت مستقیم است. در این روش هدف سنجش ارتفاع دونقطه در مقابل هم است. برای سنجش ارتفاع دونقطه کافی است میله‌های سنجش را در نقطه‌های فوق مستقر کرده و دستگاه ترازیابی را بین دونقطه قرار دهیم. لازم به ذکر است که اگر فاصله بین دونقطه بیش‌تر باشد باید از ترازیابی تفاضلی یا دیگر روش‌های ترازیابی مستقیم استفاده کرد.

• ترازیابی استادیمتری

به‌طورکلی می‌توان اذعان نمود که ترازیابی استادیمتری مدل پیشرفته‌تر ترازیابی مثلثاتی است. در این روش از همان مدل‌های مثلثاتی کمک گرفته می‌شود؛ با این تفاوت که در اینجا زاویه دید می‌تواند متغیر باشد و کمی شیب‌دار شود. ازاین‌روش در سنجش ارتفاع تپه‌ها و ماهواره‌ها استفاده می‌شود.

• ترازیابی هندسی

دقیق‌ترین روش تعیین اختلاف ارتفاع، روش ترازیابی هندسی است. در این روش به کمک دستگاه ترازیاب و شاخص و با ایجاد یک سطح هندسی افقی در فضا، اختلاف ارتفاع نقاط به دست می‌آید و ازآنجاکه معمولاً برای تعیین موقعیت ارتفاعی نقاط باید تعداد زیادی عدد خوانده و سپس بر روی آن‌ها عملیات محاسبه انجام شود، برای رعایت نظم و ترتیب و جلوگیری از اشتباهات از فرم‌های مخصوص برای درج اعداد خوانده‌شده و انجام محاسبات استفاده می‌نمایند. به‌طورکلی در این روش از دستگاهی به نام ترازیاب استفاده می‌شود. با این دستگاه می‌توآن‌یک سطح هندسی افقی در فضا ایجاد کرد و با اندازه‌گیری فاصله این سطح تا سطوح افقی گذرنده از دونقطه مشخص روی زمین اختلاف ارتفاع آن دونقطه را تعیین نمود. همچنین لازم به ذکر است که روش تعیین اختلاف ارتفاع با کمک دستگاه ترازیاب و شاخص را ترازیابی هندسی می‌گویند.

• ترازیابی فشارسنجی

بارومتر یا فشارسنج دستگاهی است که برای محاسبه تغییرات فشار اتمسفر در دونقطه متفاوت استفاده می‌شود. برای اندازه‌گیری به‌واسطه بارومتر این امکان برای نقشه‌برداران وجود دارد که از تفاوت بین فشار دونقطه دراین‌باره استفاده کنند. درواقع زمانی که فشار را در دو منطقه مختلف اندازه‌گیری کنید، قادر خواهید بود اختلاف ارتفاع را نیز برای آن دو ناحیه محاسبه کنید. البته لازم به ذکر است که ترازیابی بارومتریک کمتر درزمینهٔ اندازه‌گیری و ساخت سازه‌های مختلف به کار می‌رود.

• ترازیابی شناور

علاوه بر این موارد، روش دیگری نیز به نام ترازیابی شناور وجود دارد که به‌طور دقیق اندازه‌گیری خواسته‌شده را انجام نمی‌دهد، ولی در بسیاری موارد کاربردی خواهد بود. به‌طورکلی ترازیابی شناور در مواقعی استفاده می‌شود که فاصله دونقطه موردنظر ما فاصله زیادی از یکدیگر داشته باشند و بدین منظور باید همچون روش ترازیابی از ایستگاه استفاده کرد. بدین منظور بر اساس موقعیت مکانی یکی از نقاط، ایستگاهی را قرار می‌دهیم و بر اساس آن ارتفاع را تا نقطه دوم محاسبه می‌کنیم. در آخر ارتفاع به‌دست‌آمده تقریباً به واقعیت نزدیک است و قادر خواهید بود با اندکی حدس و خطا مقدار خوب و استانداردی را به‌عنوان ترازیابی نهایی انتخاب کنید.

آشنایی با اجزای اصلی دستگاه ترازیاب

ترازیاب از دو قسمت اساسی تشکیل‌شده که هر قسمت خود ضمایمی دارد. اولی بخش در این نوع از ابزارآلات دقیق پایه است که به‌وسیله سه یا چهار پیچ تراز کننده روی سه‌پایه تکیه می‌کند. قسمت اصلی دیگر در ترازیاب دوربین سیستم است که در کنار آن تراز برای افقی نمودن خط نشانه‌روی قرار دارد و علاوه بر تراز فوق تراز دیگری بر روی صفحه زیر دوربین به‌منظور افقی نمودن این صفحه وجود دارد و مجموعه دوربین و ضمایم آن در حول محور قائم می‌تواند دوران کند و با یک پیچ نگه‌دارنده سمتی بسته می‌شود و با پیچ حرکت جزئی سمتی به مقدار کمی در سمت می‌چرخد تا خط رتیکول درروی هدف قرار گیرد. رتیکول صفحه شیشه‌ای که در داخل لوله دوربین کار گذاشته‌شده و بر روی آن‌یک تار قائم و یک یا چند تار افقی برای نشانه‌روی حک‌شده است. همچنین علاوه بر آن در بعضی از ترازیاب‌ها یک دایره مدرج افقی برای اندازه‌گیری زاویه افقی بین امتدادهای قراول روی وجود دارد که قرائت زاویه در نوعی از آن‌ها از داخل چشمی مخصوص انجام می‌گیرد در نوع دیگر مستقیماً از خارج مقدار زاویه قرائت می‌شود. به‌منظور استفاده از ترازیاب این دستگاه را روی سه‌پایه مخصوص سوار و سپس آن را بر روی یک نقطه مستقر می‌نماید بدین منظور شناخت محورهای دستگاه ضروری است که این محورها عبارت‌اند از:

• محور نوری دوربین

محور نوری دوربین محور افقی است که از محل تقاطع دوتار بلند رتیکول می‌گذرد

• محور اصلی

محور اصلی دستگاه محور قائمی است که از مرکز اپتیکی دوربین و نقطه وسط صفحه مدرج افقی می‌گذرد.

• محور تراز

این محور نیز محور افقی مماس بر سکوی تراز است که آن را محور تراز می‌نامند.

آشنایی با انواع ترازیاب یا نقشه‌بردار در بازار

در یک نگاه کلی می‌توان اذعان نمود که ترازیاب‌ها در چند مدل اصلی به بازار ارائه می‌شوند که در این بخش وبلاگ به سراغ معرفی تک‌تک آن‌ها رفته و در کنار این مسئله از چگونگی کارکرد هر یک از این ترازیاب‌ها می‌پردازیم:

۱. آشنایی با ترازیاب ساده

ترازیاب ساده وسیله‌ای اپتیکی است که جهت تعیین اختلاف ارتفاع بین دو یا چند نقطه نسبت به هم و یا نسبت به یک سطح‌مبنا در نقشه‌برداری و یا ساخت‌وساز استفاده می‌گردد.

۲. آشنایی با ترازیاب‌های با پیچ حرکت ارتفاعی

در این ترازیاب دوربین نسبت به محور قائم دستگاه دارای حرکت ارتفاعی بوده که به‌وسیله پیچ حرکت ارتفاعی انجام می‌شود و همیشه قبل از هر قرائت به‌وسیله این پیچ حباب تراز استوانه‌ای را مقابل درجه تنظیمی قرار می‌دهند. این ترازیاب بیشتر در انجام مطالعات مربوط به پروژه‌های راه‌سازی – سدسازی کانال‌سازی و مهندسی عمومی به کار می‌رود. معمولاً کلیه ترازیاب‌هایی که در عملیات دقیق به کار می‌رود با پیچ حرکت ارتفاعی مجهز بوده و سیستم قرائت حباب تا حدود ثانیه می‌باشد. طرز عمل تنظیم تراز و ترازیاب به همان ترتیبی است که برای ترازیاب‌های ساده شرح داده‌شده است و در موقع تنظیم ترازیاب پس‌ازآنکه مقدار تصحیح محاسبه شد به‌وسیله پیچ حرکت قائم دوربین تراز را آن‌قدر در جهت مناسب حرکت می‌دهیم تا این مقدار در داخل دوربین روی شاخص قرائت شود سپس به کمک پیچ‌های تصحیح تراز را از بین نشانه‌های تنظیمی به دست می‌آوریم.

 ۳. آشنایی با ترازیاب روسبیل

به‌طورکلی در این نوع ترازیاب‌ها تراز به‌طور ثابتی به بدنه دوربین چسبیده و جسم یکپارچه‌ای را تشکیل داده است و دوربین می‌تواند حول محور هندسی خود که به‌طور محسوسی با محور دیدگانی آن منطبق است ۱۸۰ درجه دوران کند و در ضمن دوران تراز با آن حرکت می‌کند و بعدازاین دوران تراز نسبت به محور دیدگانی وضع قرینه‌ای به خود می‌گیرد. جالب است بدانید که تراز این نوع ترازیاب‌ها دارای لوله‌ای است به شکل بشکه بوده و طرز قرائت حباب به‌وسیله سیستم انطباق دو طرف حباب (تراز لوبیایی) انجام می‌گیرد. چون لوله شیشه‌ای تراز به شکل بشکه است ازاین‌رو تراز آن‌ها دارای دو گونه تقسیمات است که حباب در هر یک از دو حالت دوربین در مقابل یکی از آن‌ها قرار می‌گیرد؛ بنابراین دو خط هادی برای آن‌ها می‌توان تعریف کرد؛ که هرکدام مربوط به یک وضع دوربین هستند. به‌طورکلی لازم به ذکر است که این نوع تراز را وقتی تنظیم گویند که دو خط هادی کاملاً موازی باشند؛ و وقتی تراز تنظیم باشد پس از تنظیم ترازیاب (موازی نمودن خط هادی با محور دیدگانی دوربین) چنانکه خطای کوچکی در این تنظیم باقیمانده باشد چون در موقع عمل ترازیابی روی شاخص مدرج دو قرائت قبل و بعد از دوران دوربین حول محور دیدگانی انجام می‌شود بنابراین در متوسط این دو قرائت هیچ‌گونه خطایی وجود نخواهد داشت.

۴. آشنایی با ترازیاب اتوماتیک

همان‌طور که در بخش قبلی مطالعه نمودید، در ترازیاب‌هایی که شرح آن داده شد خط تراز به‌وسیله تراز استوانه‌ای ایجاد می‌شود و چون پس از تنظیم محور دیدگانی ترازیاب موازی با خط هادی تراز می‌گردد بنابراین زمانی که هادی ترازیاب خودکار افقی باشد یعنی حباب در مقابل نشانه تنظیمی قرار گیرد، محور دیدگانی ترازیاب نیز افقی خواهد بود و سیستم وظیفه خود را به بهترین نحو انجام خواهد داد.

۵. ترازیاب لیزری

به‌طورکلی ترازیاب لیزری، یک پرتو مرئی یا قابل‌تشخیص توسط سنسور روی میلهٔ تراز را می‌تاباند. مزیت این روش، آن است که یک نفر می‌تواند به‌تنهایی ترازیابی را انجام دهد؛ درحالی‌که در سایر روش‌ها باید یک نفر میله را نگه دارد و فرد دیگر، تراز روی دستگاه را بخواند. درواقع می‌توان سنسور را روی یک دستگاه متحرک نصب کرد تا شیب بندی به‌طور خودکار انجام شود.

آشنایی با دستگاه زاویه‌یاب یا تئودولیت و اجزای اصلی آن

تئودولیت ابزاری است که به‌منظور اندازه‌گیری زاویه در صفحه افقی و صفحه قائم بکار می‌رود و به انواع مختلف ساخته‌شده که زوایا را با دقت‌های متفاوتی اندازه‌گیری می‌کند. جالب است بدانید که این نوع از سیستم‌ها تمام حرکات باید نرم و بدون لقی باشد و در کنار آن مرکز تقسیمات دایره افقی باید بر محور قائم منطبق باشد. همچنین مرکز تقسیمات دایره قائم بر محور افقی تئودولیت قرار داشته باشد. در همین راستا نیز به‌منظور درک بهتر می‌توان اجزای اصلی تئودولیت را به شرح زیر دانست که به‌صورت:

۱. محور ثانویه:

دوربین که حول محور افقی گردش می‌کند و آن را محور ثانویه می‌نامند.

۲. آلیداد:

این بخش دارای قسمتی افقی و دوشاخه عمودی است و حامل محور افقی می‌باشد و می‌تواند حول محور قائم گردش کند.

۳. دایره مدرج یا لمب:

گردش آلیداد حول محور اصلی تئودولیت به‌وسیله نشانه‌ای در مقابل تقسیماتی روی دایره مدرج افقی که سطح آن بر محو اصلی عمود است نشان داده می‌شود و چرخش تلسکوپ حول محور ثانوی نیز به‌وسیله دایره مدرج قائم کنترل می‌شود.

۴. پایه تئودولیت:

به‌طورکلی لازم است بدانید که قسمت‌های مختلف تئودولیت روی پایه آن سوار شده و این پایه به‌وسیله سه پیچ که به نام پیچ‌های تنظیم نامیده می‌شوند افقی می‌گردد.

آشنایی بااهمیت و کاربردهای ترازیابی

به‌طورکلی زمانی که فردی تصمیم به راه‌اندازی پروژه‌ای برای احداث یک ساختمان در اماکن مختلف را دارد باید به نکاتی توجه کند. یکی از اصلی‌ترین این نکات در نظر داشتن ارتفاع سازه در حال تأسیس و مقایسه آن با ساختمان‌های اطراف آن به‌حساب می‌آید. بدین منظور باید محاسبات دقیقی صورت گیرد که از عدم بروز مشکلی برای ساختمان‌های دیگر اطمینان حاصل شود. درواقع نقطه ثابتی که در تعریف ترازیابی چیست بیان شد، به هر نقطه‌ای اطلاق می‌شود که در فضای اطراف سازه یافت خواهد شد. این قابلیت وجود دارد که حتی از زمین به‌عنوان نقطه ثابت بهره بگیریم. از ترازیابی در ساخت ساختمان‌ها به‌عنوان‌ یکی از ضروری‌ترین امور یاد می‌شود؛ بنابراین به یاد داشته باشید که هرگز این عمل را ساده نپندارید و تمام دقت و توجه خود را برای محاسبه دقیق اندازه‌گیری‌ها به کار ببندید.

کلام آخر

همان‌طور که همچون گذشته با وبلاگ سازه افزار همراه بودید، در این مطلب از مجموعه مقالات این سایت به انواع ترازیاب‌ها اشاره کردیم و متوجه شدیم که برای ساخت سازه‌های مختلف ساختمانی، نقشه‌برداران و مهندسان رشته عمران نیاز به انجام اندازه‌گیری‌هایی دارند که ترازیابی نام دارد. درواقع همان‌طور که چندین بار نیز اشاره کردیم ترازیابی در مواقعی به کار می‌رود که قصد داشته باشیم فاصله بین نقاط مختلف را نسبت به یک نقطه خاص و در حال سکون اندازه‌گیری کنیم؛ بنابراین در این مقاله به توضیح این موضوع که ترازیابی چیست و روش‌های انجام آن چگونه است پرداخته و در کنار این مطالب نیز در باب انواع دستگاه‌های ترازیاب اطلاعاتی را به حضور شما تقدیم کردیم که امیدواریم مفید واقع‌شده باشد.