الأجهزة المساحية وجهاز الميزان

1.      الميزان البصري 

الميزان Level هو الجهاز المساحي الذي يستخدم لكي نحصل علي مستوي أفقي وهمي يوازي متوسط وهمي يكون موازي لمتوسط منسوب سطح البحر ، تتكون أجهزة الميزان بصفة عامة من مجموعتين الميزان البصري والميزان الاٍلكتروني أو الرقمي .

تشمل أجهزة الميزان البصري فئتين :

أ. ميزان كوك Cook's Level  ( وهو قديم غير مستخدم حالياً ) والذي كان منظاره مركب علي طوقين أو حلقتين ، بحيث يمكن فك المنظار وعكس اتجاهه ثم تركيبه علي قاعدته مرة أخري .

ب. ميزان دمبي Dumby's Level  وهو الأحدث والشائع حالياً حيث منظاره غير قابل للعكس .

يتكون جهاز الميزان البصري من : المنظار أو التليسكوب ويوجد علي أحد طرفيه العدسة العينية والعدسة الشيئية ، ويكون مثبت أعلاه أداة التوجيه نحو الهدف المراد ( الناشنكاه ) ، ومركب علي جانبه مسمار توضيح الرؤية المسمي مسمار التطبيق ، ويوجد علي التربراخ مسمار الحركة الأفقية البطيئة للميزان بالإضافة لميزان التسوية الدائري وثلاثة مسامير أخري لضبط أفقية الجهاز ، ويركب الميزان علي قاعدته التي توضع علي الحامل الثلاثي ( الخشبي أو الألومنيوم ) عند الرصد ، بعض أجهزة الميزان بها مرآه أعلي ميزان التسوية الدائري ، لكي يتمكن الراصد من التحقق من أفقية الميزان باٍستمرار .

أجهزة الميزان الحديثة يوجد بداخلها ميزان تسوية آخر يمكن رؤيته من داخل العدسة العينية لكي يتم الحصول علي أفقيه تامة للجهاز عند كل رصده ، كما أن يوجد في بعض الأجهزة أسفل التربراخ قرص ( منقلة أو دائرة أفقية ) مدرج لقياس الزوايا الأفقية ، وذلك بدقة الدرجة أو كسورها .

تعد الــقــامـــة Staff  أهم الأدوات المستخدمة مع الميزان لإجراء أعمال الميزانية ( قياس فرق الاٍرتفاع في الطبيعة ) ، القامة هي مسطرة مدرجة لأمتار وسنتيمترات يتراوح طولها بين 3 و 5 أمتار ، وأن كان الطول الشائع للقامة هو 4 أمتار .

تصنع القامة إما من الخشب أو من الألومنيوم ، وتوجد عدة أنواع من القامة فمنها :

  أ. القامة المطوية التي تتكون من أكثر من قطعة متصلين ببعضم ، ويمكن ويمكن طيهم وعند الاٍستعمال تفرد القامة علي إستقامة واحدة . 

      ب‌-  القامة التليسكوبية أو المتداخلة حيث تتكون من ثلاثة أو أربعة أجزاء متداخلة تنزلق داخل بعضها وتتميز بصغر طولها عند عدم الإستخدام ، وضمان عدم وجود ميل في أي جزء من أجزاء القامة 

      ت‌-  القامة المنزلقة وتتكون من جزأين منفصلين أحدهما ينزلق وراء الآخر في مجري صغير.

      ث-  القامة ذات القطعة الواحدة والتي في غالب الأمر لا يتجاوز طولها المترين حتي يسهل حملها .

يتم إستخدام قامتين أو أكثر مع كل ميزان لإتمام أعمال الميزانية أو التسوية وذلك لسرعة إتمام العمل المطلوب .

تشمل أدوات الميزان المساعدة أيضاً :

1.     ميزان تسوية صغير يتم تثبيته خلف أو جانب القامة لضمان رأسية القامة ذاتها وعدم ميلها أثناء الرصد .

2.     قاعدة حديدية توضع تحت القامة عند الرصد في الأراضي الرخوة أو الترابية أو الرملية .

3.     دفتر الميزانية لتسجيل القراءات أو الأرصاد في الطبيعة .

يوجد بالميزان حامل للشعيرات يمكن للراصد أن يأخذ 3 قراءات من علي القامة : الشعرة الوسطي هي التي تحدد قراءة القامة المستخدمة في حساب فرق المنسوب ، بينما الشعرتين العليا والسفلي ( يطلق عليهم اسم شعرات الاستاديا ) يتم إستخدامهم في حساب المسافة الأفقية بين القامتين .

 

2.     جهاز الميزان الرقمي

تطورت أجهزة الميزان لتظهر مجموعة أخري منها تسمي الميزان الرقمي أو الإلكتروني والذي يتميز بإمكانية تسجيل القراءات في ذاكرة الميزان ( بدلاً من استعمال دفتر الميزانية ) ، وأيضاً وجود لوحة مفاتيح علي الجهاز لتسجيل أي بيانات متعلقة بالمشروع ، بعض الأجهزة الإلكترونية تستخدم قامة من نوع خاص bar-code staff  ( ليست قامة مدرجة بالأرقام العادية ) ، بحيث أن الميزان يحدد تقاطع المستوي الأفقي مع هذه القامة بصورة إلكترونية ، ومنها يحس قيمة فرق الارتفاع بين الميزان والقامة ، وبالتالي يزيد سعر الميزان الرقمي عن الميزان العادي ، أيضاً توجد بعض أنواع الميزان الالكتروني تسمي أجهزة ذاتية الضبط self-levelling  ، حيث يوجد داخل الميزان جهاز موازنة compensator  يمكنه الحفاظ علي أفقية الميزان ( بعد ضبطه أول مرة ) ، فاٍذا مال الميزان قليلاً يقوم جهاز الموازنة بإعادته مرة أخري للوضع الأفقي السليم ، يستخدم الميزان ذاتي الضبط في المواقع الاٍنشائية التي تكثر بها حركة المعدات الثقيلة واهتزازات الأرض وذلك يؤثر علي أفقية الميزان كثيراً .

 

3.     جهاز الميزان الليزري

يعتمد ميزان الليزر علي مبدأ إطلاق أشعة ليزر في مستوي أفقي ، حتي تنعكس عند اصطدامها بقامة من نوع خاص ، فبالتالي يقوم جهاز مستقبل الليزر – الذي يتحرك علي القامة – بتحديد قراءة تدريج هذه النقطة اٍلكترونياً ، وفي ذاكره الجهاز يتم تسجيل القياسات آلياً ، أي أن العمل بميزان الليزر لا يتطلب أي توجيه بصري اٍلي القامة وبالتالي فإن الراصد يتواجد مع القامة وليس الميزان .

يشيع استخدام أجهزة ميزان الليزر في أعمال التشييد والبناء ، ولكن سعرها أغلي من أجهزة الميزان البصري .

 

4.     جهاز الميزان الدقيق

يستخدم جهاز الميزان الدقيق في الميزانية الدقيقة ، حيث أن الميزانية الدقيقة لها مواصفات خاصة في إستخدام الأجهزة ، وأسلوب العمل الحقلي وخطوات الحساب ، وهو ميزان لا يتختلف في شكله أو تصميمه عن الميزان البصري العادي ، إلا أنه يختلف عنه في النقاط الجوهرية الآتية :

       -         المنظار ذو قوة تكبير عالية ( لا تقل عن 40 ضعف ) ، كما يكون أيضا قطر العدسة الشيئية كبيرا جدا وكذلك البعد البؤري للعدسة ، وكل ذلك حتي تكون صورة القامة واضحة جدا حتي من مسافات بعيدة .

       -         أقل وحدة قياس لا تزيد عن 0.1 ملليمتر ودقة القياس لا تزيد عن 0.2 ملليمتر / كيلومتر .

       -         ويكون المنظار فيها قابل للحركة بدرجه معينة ، بحيث يتم تحريك المنظار لأعلي ولأسفل بدرجة بسيطة ( وذلك من خلال مسمار التطبيق ) لضمان أفقية الجهاز بدقة ، أي أن يسمح بإمالة خط النظر دون تغيير منسوب هذا الخط .

       -         كما أن الميزان الدقيق يكون مزوداً أيضاً بميكرومتر ذو لوح متوازي Micrometer with parallel plate  وهو جهاز يسمح بقراءة القامة بدقة 1 ملليمتر أو أقل .

       -         المنظار مزود بشعرات الاستاديا لإمكانية حساب المسافات التي تكون بين الميزان والقامة .

       -         ميزان التسوية يحتوي علي فقاعات مائية طولية ( وليست دائرية ) ومن نوع لا يتغير طولها بتغير درجة الحرارة ، وذلك يعني أنه ذات حساسية عالية .

       -         تكون معظم الموازين الدقيقة من النوع ذاتي الضبط self-levelling . 

أهمية جهاز الميزان في المشاريع القومية

     1.   إنشاء الخرائط الاٍلكترونية .

     2.     إنشاء الطرق والجسور والمباني والكباري .

     3.     تسوية وحصر الأراضي .

     4.     شق وتطهير الترع والمصارف .

     5.     ردم المستنقعات وحساب كميات الحفر والردم .

     6.     تقدير كميات الخامات المعدنية وغير المعدنية الظاهرة علي سطح الأرض .

     7.     قياس ارتفاع أو إنخفاض مناسيب النقط الموجودة علي سطح الأرض بالنسبه لسطح المقارنة . 

***********************

***********************