Kapitola 12. Hydrostatická nivelace

Princip určování převýšení hydrostatickou nivelací vychází z využití fyzikálních vlastností kapaliny umístěné ve dvou spojených nádobách tvořících hydrostatickou soupravu. Nádoby spojené hadicí se umísťují na body, jejichž převýšení chceme určit. Pro kapalinu v klidu v hydrostatické soupravě platí Bernoulliho rovnice rovnováhy:

kde

p1, p2 je tlak vzduchu na hladiny v nádobách,

ρ1, ρ2 je hustota kapalin,

h1, h2 jsou relativní výšky hladin kapaliny v jednotlivých nádobách,

g je tíhové zrychlení.

Zajistí-li se, aby p1 = p2 a ρ1 = ρ2, bude výška hladin kapaliny v obou nádobách tvořit společnou hladinovou plochu. K přesnému určení převýšení se měří hloubky hladin kapaliny

od vztažných (závěsných) bodů nádob (viz obr. 12.1).

Obrázek 12.1. Hadicový výškoměr

Hadicový výškoměr

Hledané převýšení se určí ze vzorce:

Hloubky hladin kapaliny se měří indikační jehlou opticky, mikrometricky (ručně či automaticky) či elektronicky (automaticky). Při přesných měřeních se ještě určuje konstanta soupravy, která se dá vyloučit postupem měření (měření se provede dvakrát, při druhém měření se na bodech vymění nádoby) nebo početně.

Hadicový výškoměr má hmotnost asi 30 kg. Čtení se uskutečňují s přesností 0,01 mm a po vyloučení systematických chyb je možné určit převýšení s reálnou přesností 0,05 až 0,1 mm. Nádoby se zavěšují na speciální klínové značky. Soupravu je možné také umístit na speciální konzoly upevněné na stativy. Indikační jehla se posouvá mikrometricky ve svislé rovině, dotyk hrotu s hladinou je signalizován světelně, popř. se zastaví automaticky. Pokud je posun indikační jehly realizován elektronicky, při dotyku hrotu jehly s hladinou se přeruší elektrický obvod a pohyb jehly se automaticky zastaví.

Hydrostatická nivelace se používá ke speciálním nivelačním pracím jako např. přesná měření deformací velkých staveb, přesná horizontace velkých obráběcích strojů, bloků jaderných elektráren, atd.