Wasserwaage - Spirit level

Eine Rohrwasserwaage

Ein Augen Wasserwaage Stier montiert in einem Kamerastativ

Fell All-Way-Präzisionsstufe

Eine Wasserwaage , Wasserwaage oder einfach eine Wasserwaage ist ein Instrument, das entwickelt wurde, um anzuzeigen, ob eine Oberfläche horizontal (Wasserwaage) oder vertikal ( lot ) ist. Verschiedene Arten von Wasserwaagen können von Tischlern , Steinmetzen , Maurern , anderen Bauarbeitern, Vermessern , Mühlenbauern und anderen Metallarbeitern sowie bei einigen fotografischen oder videografischen Arbeiten verwendet werden.

Konstruktion

Frühe Rohrwasserwaagen hatten an jedem Aussichtspunkt sehr leicht gebogene Glasfläschchen mit konstantem Innendurchmesser. Diese Durchstechflaschen sind unvollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt, normalerweise einem farbigen Spiritus oder Alkohol , so dass eine Blase im Röhrchen zurückbleibt. Sie haben eine leichte Aufwärtskrümmung, so dass die Blase natürlich in der Mitte, dem höchsten Punkt, ruht. Bei leichten Neigungen bewegt sich die Blase von der markierten Mittelposition weg. Wo eine Wasserwaage auch kopfüber oder auf der Seite verwendbar sein muss, wird das gebogene Rohr mit konstantem Durchmesser durch ein ungebogenes tonnenförmiges Rohr mit etwas größerem Durchmesser in der Mitte ersetzt.

Alkohole wie Ethanol werden oft anstelle von Wasser verwendet. Alkohole haben eine niedrige Viskosität und Oberflächenspannung , wodurch die Blase schnell durch das Röhrchen wandern und sich mit minimaler Störung durch die Glasoberfläche genau absetzen kann. Alkohole haben auch einen viel breiteren Flüssigkeitstemperaturbereich und werden die Durchstechflasche nicht zerbrechen, wie dies bei Wasser aufgrund von Eisausdehnung der Fall sein könnte. Ein Färbemittel wie Fluorescein , typischerweise gelb oder grün, kann hinzugefügt werden, um die Sichtbarkeit der Blase zu erhöhen.

Eine Variante der linearen Wasserwaage ist die Bullaugenwaage : ein kreisförmiges Gerät mit flachem Boden, bei dem die Flüssigkeit unter einer leicht konvexen Glasfläche mit einem Kreis in der Mitte liegt. Sie dient dazu, eine Fläche quer zu einer Ebene zu nivellieren, während die Rohrwaage dies nur in Richtung des Rohres tut.

Kalibrierung

Um die Genauigkeit einer Tischlerwaage zu überprüfen, ist keine perfekt horizontale Oberfläche erforderlich. Die Wasserwaage wird auf eine ebene und grob ebene Fläche gelegt und der Messwert auf dem Libelle notiert. Diese Ablesung zeigt an, inwieweit die Oberfläche parallel zur horizontalen Ebene ist, entsprechend der Ebene, die zu diesem Zeitpunkt von unbekannter Genauigkeit ist. Anschließend wird die Wasserwaage in der horizontalen Ebene um 180 Grad gedreht und eine weitere Ablesung notiert. Wenn die Wasserwaage genau ist, zeigt sie dieselbe Ausrichtung in Bezug auf die horizontale Ebene an. Ein Unterschied bedeutet, dass der Pegel ungenau ist.

Die Justierung der Wasserwaage erfolgt durch sukzessives Drehen der Libelle und Verschieben des Libelle innerhalb seines Gehäuses, um ungefähr die Hälfte der Abweichung auszugleichen, bis die Größe der Anzeige konstant bleibt, wenn die Libelle umgedreht wird.

Ein ähnliches Verfahren wird bei anspruchsvolleren Instrumenten wie der optischen Libelle eines Vermessers oder einem Theodoliten angewendet und ist bei jedem Aufstellen des Instruments selbstverständlich. Im letzteren Fall wird die Drehebene des Instruments zusammen mit der Wasserwaage nivelliert. Dies geschieht in zwei horizontal senkrechten Richtungen.

Empfindlichkeit

Die Empfindlichkeit ist eine wichtige Angabe für eine Wasserwaage, da die Genauigkeit des Geräts von der Empfindlichkeit abhängt. Die Empfindlichkeit einer Wasserwaage wird als die Änderung des Winkels oder der Steigung angegeben, die erforderlich ist, um die Blase um eine Einheitsentfernung zu bewegen. Wenn das Blasengehäuse abgestufte Teilungen hat, dann ist die Empfindlichkeit die Winkel- oder Steigungsänderung, die die Blase um eine dieser Teilungen bewegt. 2 mm (0.079 in) ist der übliche Abstand für Graduierungen; auf der Libelle eines Vermessers bewegt sich die Blase um 2 mm (0,079 in), wenn die Libelle um etwa 0,005 Grad geneigt wird. Bei einer Präzisions-Maschinen-Niveau mit 2 mm (0,079 Zoll) Unterteilungen ändert sich die Wasserwaage um 0,0005 Zoll (0,013 mm) einen Fuß vom Drehpunkt entfernt, wenn die Libelle um eine Unterteilung geneigt wird, was als 5 Zehntausendstel pro Fuß bezeichnet wird.

Es gibt verschiedene Arten von Wasserwaagen für unterschiedliche Anwendungen:

• Nivellierinstrument des Vermessungsingenieurs
• Zimmermannsniveau (entweder Holz, Aluminium oder Verbundwerkstoffe)
• Maurerniveau
• Torpedo-Level
• Post-Level
• Leitungsebene
• Präzisionsniveau des Ingenieurs
• Elektronische Libelle
• Neigungsmesser
• Rutsch- oder Schleuderanzeiger
• Bullauge

Eine Wasserwaage befindet sich normalerweise auf dem Kopf von Kombiquadraten .

Nivellierinstrument des Vermessungsingenieurs

Torpedo-Level

Zimmermanns-Volltreffer

„Neigungswaage“, „ Dumpy-Niveau“ oder „automatische Nivellierung“ sind Begriffe, die verwendet werden, um sich auf Arten von „Nivellierungsinstrumenten“ zu beziehen, wie sie in der Vermessung verwendet werden , um Höhenunterschiede über größere Entfernungen zu messen. Das Nivellierinstrument eines Vermessers hat eine Wasserwaage, die auf einem Teleskop (vielleicht 30-fach) mit Fadenkreuz montiert ist, das selbst auf einem Stativ montiert ist . Der Beobachter liest Höhenwerte von zwei graduierten vertikalen Stäben ab, einen „hinter“ und einen „vorne“, um den Höhenunterschied zwischen den Bodenpunkten zu erhalten, auf denen die Stäbe aufliegen. Ausgehend von einem Punkt mit bekannter Höhe und querfeldein (aufeinanderfolgende Punkte, die vielleicht 100 Meter voneinander entfernt sind) können Höhenunterschiede über lange Distanzen kumuliert gemessen und Höhen berechnet werden. Eine genaue Nivellierung soll den Höhenunterschied zwischen zwei Punkten im Abstand von einem Kilometer (0,62 Meilen) auf wenige Millimeter genau korrigieren.

Zimmermanns-Niveau

Die Wasserwaage eines traditionellen Zimmermanns sieht aus wie ein kurzes Holzbrett und hat oft einen breiten Körper, um Stabilität zu gewährleisten und die Oberfläche richtig zu vermessen. In der Mitte der Wasserwaage befindet sich ein kleines Fenster, in dem die Libelle und das Rohr montiert sind. Zwei Kerben (oder Ringe) geben an, wo die Blase sein sollte, wenn die Oberfläche eben ist. Oft ist ein Indikator für eine 45-Grad-Neigung enthalten.

Leitungsebene

Messen der Höhe mit einer Linienebene. Historische Archäologie am alten Stadtplatz Champoeg, Champoeg, Oregon (USA) 1973 (2149089991)

Eine Linienebene ist eine Ebene, die dazu bestimmt ist, an der Schnurlinie eines Baumeisters zu hängen. Der Körper der Wasserwaage enthält kleine Haken, mit denen sie an der Schnur befestigt und aufgehängt werden kann. Der Körper ist leicht, um die Schnur nicht zu belasten, er ist auch klein, da die Schnur tatsächlich zum Körper wird; Wenn die Wasserwaage in der Mitte der Schnur aufgehängt wird, verlängert jedes "Bein" der Schnurlinie die Ebene der Wasserwaage.

Präzisionsstufen des Ingenieurs

Die Präzisionswaage eines Ingenieurs ermöglicht das Nivellieren von Gegenständen mit größerer Genauigkeit als eine einfache Wasserwaage. Sie werden zum Nivellieren von Fundamenten oder Maschinenbetten verwendet, um sicherzustellen, dass die Maschine Werkstücke mit der in der Maschine vorgefertigten Genauigkeit ausgeben kann.

Geschichte

Die Geschichte der Wasserwaage wurde in einem Artikel aus dem Jahr 1887 in Scientific American kurz besprochen . Melchisédech Thévenot , ein französischer Wissenschaftler, erfand das Instrument einige Zeit vor dem 2. Februar 1661. Dieses Datum kann aus Thevenots Korrespondenz mit dem Wissenschaftler Christiaan Huygens festgestellt werden . Innerhalb eines Jahres nach diesem Datum verteilte der Erfinder Details seiner Erfindung an andere, darunter Robert Hooke in London und Vincenzo Viviani in Florenz . Es wird gelegentlich vor, dass diese „Blase Ebene“ , argumentiert nicht in weit verbreiteten Einsatz bis zum Beginn des 18. Jahrhunderts kamen die frühesten erhaltenen Beispiele aus dieser Zeit zu sein, aber Adrien Auzout hatte empfohlen , dass die Académie Royale des Sciences „Ebene des Thevenot nehmen type" auf seiner Expedition nach Madagaskar im Jahr 1666. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Niveaus lange vor der Jahrhundertwende in Frankreich und anderswo verwendet wurden.

Thevenot wird oft mit seinem Neffen, dem Reisenden Jean de Thevenot (1633–1667) verwechselt . Es gibt Hinweise darauf, dass sowohl Huygens als auch Hooke später Anspruch auf die Erfindung erhoben, wenn auch nur in ihren eigenen Ländern.

Die Fell All-Way-Präzisionswaage, eine der ersten erfolgreichen amerikanischen Bullaugenwaagen für Werkzeugmaschinen, wurde 1939 von William B. Fell aus Rockford, Illinois, erfunden. Das Gerät war einzigartig, da es auf einer Maschine platziert werden konnte Bett und zeigen gleichzeitig die Neigung auf den xy-Achsen an, sodass die Libelle nicht um 90 Grad gedreht werden muss. Das Niveau war so genau, dass es während des Zweiten Weltkriegs vom Export ausgeschlossen war . Das Gerät setzte einen neuen Standard von 0,0005 Zoll pro Fuß Auflösung (fünf zehntausend pro Fuß oder fünf Bogensekunden Neigung). Die Produktion des Niveaus wurde um 1970 eingestellt und in den 1980er Jahren von Thomas Butler Technology, ebenfalls aus Rockford, Illinois, wieder aufgenommen, aber Mitte der 1990er Jahre endgültig eingestellt. Es gibt jedoch noch Hunderte von Geräten.

Alternativen

Alternativen sind:

• Schilfpegel
• Laserlinien-Niveau
• Wasserstand

Heute sind Level-Tools in den meisten Smartphones über den Beschleunigungsmesser des Geräts verfügbar . Diese mobilen Apps verfügen über verschiedene Funktionen und einfache Designs. Auch neue Webstandards ermöglichen es Websites, sich an Geräten zu orientieren.

Digitale Wasserwaagen ersetzen immer häufiger herkömmliche Wasserwaagen, insbesondere im Tiefbau wie dem klassischen Hoch- und Stahlbau für Winkelausrichtung und Nivellieraufgaben vor Ort. Die Praktiker in der Industrie bezeichnen diese Nivellierwerkzeuge oft als "Konstruktionsebene", "Heavy-Duty-Niveau", "Neigungsmesser" oder "Winkelmesser". Diese modernen elektronischen Nivelliere sind in der Lage, präzise numerische Winkel innerhalb von 360° mit einer Genauigkeit von 0,1° bis 0,05° anzuzeigen, können aus der Ferne klar abgelesen werden und sind aufgrund der Massenakzeptanz preisgünstig. Sie bieten Funktionen, die herkömmliche Level nicht erfüllen können. Typischerweise ermöglichen diese Merkmale, dass im Bau befindliche Stahlträgerrahmen präzise ausgerichtet und in der erforderlichen Ausrichtung nivelliert werden können, was für die Gewährleistung der Stabilität, Festigkeit und Steifigkeit von Stahlkonstruktionen auf Baustellen unerlässlich ist. Digitale Nivelliere, eingebettet in die Winkel-MEMS-Technologie, verbessern effektiv die Produktivität und Qualität vieler moderner ziviler Bauwerke. Einige neuere Modelle verfügen über wasserdichte IP65- und Stoßfestigkeitsmerkmale für raue Arbeitsumgebungen.

Siehe auch

• Glossar der Nivellierungsbegriffe
• Horizontal und vertikal
• Neigungsmesser
• Senklot
• Theodolit
• Dreh- und Bankanzeige

Verweise

Externe Links