В 2025 году Русское географическое общество (РГО) отмечает 180-летний юбилей. Миссия РГО — всестороннее изучение и популяризация географии России, сохранение её природного и историко-культурного наследия, а также воспитание нового поколения исследователей и ответственных граждан страны.
В своей работе географы опираются на технические средства. В этой публикации рассказывается о четырёх из них (гигрографе, кипрегеле, солемере и теодолите). Каждый прибор представлен на выставке «Русское географическое общество и его роль в изучении природного наследия Южного Урала». Выставка начинает работу 16 января 2026 года на 4-м этаже восточной башни Государственного исторического музея Южного Урала.
Гигрограф — прибор, предназначенный для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха. Может быть выполнен в разных конструкциях, включая волосные, весовые, пленочные и электролитические.
Принцип работы
Чувствительными элементами гигрографа являются:
- пучок обезжиренных человеческих волос (этот материал сильно меняет свою длину при изменении влажности);
- органическая пленка (используется также для регистрации изменений влажности).
Запись осуществляется на бумажной ленте, которая наматывается на вращающийся барабан, управляемый часовым механизмом. Когда влажность повышается, длина волоса увеличивается. Это изменение передается на стрелку, которая перемещается по бланку.
Конструкция гигрографа. Основные элементы:
- пучок волос (крепится на специальном кронштейне с обеих сторон);
- передаточный механизм (связывает пучок волос с регистрирующим механизмом);
- стрелка с пером (отмечает изменения на бланке в зависимости от колебаний влажности);
- вращающийся барабан (полный оборот выполняется за 26 или 176 часов — в зависимости от модели).
Виды гигрографов
- Суточные: оборот барабана за 26 часов.
- Недельные: оборот барабана за 176 часов.
Технические характеристики
- Диапазон регистрации влажности: от 30 % до 100 %.
- Рабочий диапазон температуры: от -35 до 45°C.
Применение гигрографов
Гигрографы используются для автоматического, продолжительного и систематического наблюдения за влажностью окружающего воздуха. Примеры применения:
- на метеорологических станциях;
- в санитарной практике;
- при обследовании жилых помещений.
Эти приборы помогают отслеживать изменения влажности и обеспечивать комфортные условия для жизни и работы.
Кипрегель — геодезический прибор, который может быть механическим или оптическим. Предназначен для измерения вертикальных углов, расстояний, превышений и графического построения направлений и их нанесения на топографические планы. Кипрегель входит в состав мензульного комплекта — набора инструментов, необходимого для точной съёмки местности.
Основные компоненты кипрегеля
- Стойка (колонка): обеспечивает устойчивость прибора.
- Зрительная труба с дальномерными нитями, или визир: используется для визуального наблюдения за съёмочными точками.
- Вертикальный круг (лимб): позволяет измерять углы наклона.
- Цилиндрический уровень: применяется для нивелирования.
- Масштабная линейка: используется для отображения съёмочных точек на мензульном планшете.
При помощи кипрегеля можно визировать съёмочные точки, определять расстояния, рассчитывать превышения и наносить результаты на планшет.
История
- 1925–1933: прибор изготовлен в Москве на фабрике «Геодезия», созданной при объединении производственных предприятий Военно-технического управления штаба РККА «Геокартпром».
- 1990-е: выпуск кипрегелей практически прекратился.
- 2000-е: мензульные инструменты, включая кипрегель, стали интересны лишь музеям и коллекционерам.
На сегодняшний день мензульный комплект, включая кипрегель, почти не используется в топографической съёмке, так как эту работу выполняют в основном теодолиты и тахеометры.
Современное применение
Кипрегель больше не применяется в практической геодезии, но его историческая ценность делает его интересным объектом для изучения и коллекционирования. Эти инструменты помогают проследить развитие геодезических технологий на протяжении 20 века.
Солемер (или соленограф, TDS-метр) — прибор, предназначенный для измерения общего количества растворённых в воде твёрдых веществ, таких как соли, минералы и ионы. Помогает определить, насколько жёсткой или солёной является вода.
Применение солемеров
- Бытовые условия: контроль качества питьевой воды.
- Аквариумистика: поддержание оптимальных условий для водных обитателей.
- Системы обратного осмоса: оценка эффективности фильтрации.
- Пищевая и косметическая промышленность: обеспечение необходимого качества водных ресурсов.
История
- 1932: первый прибор для определения солёности морской воды по электропроводности был разработан В. В. Шулейкиным и использовался во время Таймырской гидрографической экспедиции.
- 1937: прибор применялся в арктической экспедиции на ледоколе «Садко».
- 1978: введены практические единицы солёности (psu), которые основываются на сравнении электропроводности морской воды с электропроводностью раствора хлорида калия.
Принцип работы солемера
Принцип работы солемера заключается в измерении электрической проводимости раствора:
- Электрическое поле: прибор создаёт электрическое поле между электродами в воде.
- Измерение проводимости: удельная электрическая проводимость прямо пропорциональна количеству растворённых солей.
- Перевод в TDS: результаты измерений выражаются в миллиграммах на литр (мг/л) или частицах на миллион (ppm).
Особенности работы
Процесс анализа включает в себя:
- использование электрохимического оборудования, включая ионоселективные электроды;
- передачу результатов в виде электрического сигнала на микропроцессор для обработки;
- отображение данных на дисплее солемера.
Современные солемеры
Современные солемеры обладают рядом усовершенствований:
- Встроенные микропроцессоры: гарантируют широкий диапазон измерений и высокую точность.
- Сохранение данных: результаты фиксируются в памяти и анализируются с учётом буферных растворов.
- Автоматическая фиксация: некоторые приборы могут автоматически фиксировать показания в толще воды.
- Компенсаторы температуры: обеспечивают точность измерений независимо от температуры анализируемой среды.
Современные солемеры состоят из двух основных частей: электрохимической, отвечающей за пробоотбор, и части для представления результатов измерения в удобном формате.
Теодолит — измерительный прибор, предназначенный для определения горизонтальных и вертикальных углов. Широко используется в топографической съёмке, геодезических и маркшейдерских работах, а также в строительстве.
Принцип работы
Теодолит измеряет углы по двум осям: горизонтальной и вертикальной. Оператор использует зрительную трубу для наведения на целевые точки, после чего прибор выводит угловые значения в зависимости от модели.
Виды теодолитов
- Оптические: работают с классической зрительной трубой, показания углов считываются вручную.
- Цифровые: оснащены электронными компонентами для автоматического считывания и отображения результатов на дисплее.
Основные элементы теодолита
- Визирная труба: включает объектив, окуляр, сетку нитей и фокусирующее устройство с кремальерой, используется для наведения на цели.
- Горизонтальный отсчётный круг: включает статичный лимб (угломерный круг с делениями от 0 до 360°) и подвижную алидаду (круг для считывания углов).
- Цилиндрический уровень: применяется для установки и корректировки горизонтальных отсчётных кругов.
- Оптический центрир (отвес): используется для настройки прибора перед измерениями.
- Штатив: обеспечивает правильное положение устройства на поверхности.
Некоторые модели имеют компенсатор, который поддерживает точность измерений при наклоне вертикального круга.
История
- 1552: термин «теодолит» впервые применён англичанином Томасом Диггсом при описании инструмента для измерения горизонтальных углов.
- 1576: Иошуа Габермель в Германии сконструировал «универсальный инструмент», действующий по принципу теодолита.
- 1730: английский механик Джон Сиссон создал первый теодолит с характерными чертами современных приборов.
- 1870-е: Эдвард Сэмюэл Ричи изобрёл версию теодолита на воде с маятниковым устройством для противодействия движению волн.
Применение теодолитов
- Геодезия: измерение углов при топографической съёмке и инженерных изысканиях.
- Строительство: контроль вертикальных и горизонтальных углов при возведении зданий.
- Землеустройство: разбивка земельных участков.
- Монтаж: точная установка конструкций и оборудования.
- Астрономия: измерение углов между небесными телами.
Теодолит остаётся важным инструментом в разнообразных научных и практических областях, обеспечивая высокую точность измерений.
