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[装备讨论] 【两栖部落】Megalodon CCR全密闭循环呼吸系统初探秘

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发表于 2014-8-1 19:07:08 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 Calypso卡里普索 于 2014-8-1 19:07 编辑





Megalodon CCR全密闭循环呼吸系统初探秘(Daniel)


全密闭循环呼吸系统是技术潜水的一个分支,所谓的“技术潜水”通常我们以下列三点来区分于休闲潜水:

  所使用气源非一般空气:一般休闲潜水大多使用压缩空气,直接由空压机打入气瓶,而技术潜水常使用经过混合制成的气体,非一般压缩空气为气源,比如要下大深度时,降低氧气及氮气分压,且注入了氦气,形成氦氮氧三合一气体;又如操作阶段减压时,使用到50%高氧到100%纯氧为减压气源。

  封闭环境及遮蔽环境:最明显的是沉船潜水和洞穴潜水,无法直接上升至水面的潜水环境;另外,操作减压潜水时,虽然潜水者与水面间无任何实体障碍,却仍必须依减压程序阶段上升,潜水者至水面间有如多层无形的遮蔽,无法直接出水面。

  循环系统:与一般开放是水肺潜水系统不同,操作循环水肺装置潜水时,其所呼出之气体经过循环再利用。


Megalodon 全封闭式循环呼吸器空气稀释剂课程:

循环呼吸器从开始学时,便需选定品牌和类型,之后再转不是不行,但是循环呼吸器初次投资比较高,要转是很费时失事,希望大家留意。循环呼吸器在欧洲和美国等地已经很多人玩,可是在亚洲仍是起步阶段。


循环呼吸器主要分三种屡型:纯氧循环呼吸器O2 Rebreather、半封闭式循环呼吸器Semi-closed Circuit Rebreather和全封闭式循环呼吸器Fully Closed Circuit Rebreather,当中的特点和结构可参考这里 http://www.bishopmuseum.org/research/treks/palautz97/rb.html 。有些人会问是否需要学会了半封闭式循环呼吸器,才可学全封闭式循环呼吸器?答案是不用,其实这两种设备可以说是不同的构造,操作亦有所不同,它们各有各的好处和坏处,使用在不同的环境上。


简单来说,开放式水肺潜水就是从气瓶直接吸气,经过人体氧气新陈代谢(Oxygen Metabolism),然后直接排气到周边环境,当中我们只用了气体内约6%的氧气,其余约15%氧气(如使用空气来潜水),便连同呼吸时产生的二氧化碳,一齐排放。而全封闭式循环呼吸器就是一个呼吸循环回路系统(The LOOP),组件包括气体供应瓶、呼吸气囊、二氧化碳吸除桶、和自己肺部。气体不断在这回路单向循环流动,人体所用了的氧气,便从气体供应瓶补充,而二氧化碳吸除桶就是过滤走呼吸时产生的二氧化碳。道理就是这么简单,可是它使用在水下环境,受着不同因素和压力影响,要注意的事项就多了。


Meg CCR主要组件如下:

1.   基本上有两支气体供应瓶,右边那支是纯氧(Oxygen),左边那支是稀释剂(Diluent),稀释剂在入门级采用压缩空气,并且规定最大深度只能到40米,再高级别才会使用高氧(Nitrox)或氦气(Helium)。

2.   氧气补充主要有三种方法,手动、自动和电动阀门控制,这要看您选的装备型号如何设计。

3.   呼吸气囊的位置会影响吸气和呼气时的力度情度,Meg CCR设计在双肩上,使吸气和呼气时力度平均。左边是呼气气囊,右边是吸气气囊,整个回路是以逆时针方向流动。

4.   呼吸回路就像BCD一样,会因深度增加,受着环境压力而压扁,这时便需补充氧气或稀释剂,MegCCR 在设计上考虑到这点,在呼气气囊上设有ADV(AutomaticDiluent Valve稀释剂自动阀门),可辅助潜水员这方面工作。那么,您便会问升水时是否需排走多余的气体?答案是对的,在呼气气囊下方设有排气阀,或者利用您自己的鼻子,以一个一个气泡形式排出来,所以循环呼吸器不是完全没有气泡,而且它最怕是又上又落的环境,当然如果您玩得好,这些都不是问题。

5.   Meg CCR在呼气气囊再设有个稀释剂补充阀门,可让您手动补充稀释剂,或注入其他成分的稀释剂。而在吸气气囊上设有氧气补充阀门,作用便是连接氧气供应瓶,手动补充氧气。

6.   Meg CCR的DSV(Diver Supply Valve)就是潜水员用来呼吸咬嚼组件,它两边设有薄薄的止回阀门,让气体单向进入,由另一向排出;另外,它设有一支拉杆,当DSV离口时可把咬嚼关闭,以免让水进入到回路系统内。新款DSV已融合备用呼吸器(BailOut Reg),拉杆一转便变成备用呼吸系统,十分方便。

7.   至于二氧化碳吸除桶,顶部是电子控制组件,下面部份是二氧化碳吸除筒(CO2Scrubber)。二氧化碳吸除筒主分軸向型(Axial)和放射型(Radial),容量可以选择,当然越大越持久啦!吸除粉可用“Sofnolime”或“Sodasorb”,放进筒内时必须拍打至均衡,以免产生通道反应(Channelling),使气体未能过滤CO2前便通过;粉末大小亦可选择,考虑不同深度时,按回路内的气体密度需求,即越深水应用越大粒粉末。筒底设有4张抻湿布,抻除过多冷凝水。让整个系统保持在适当湿度,只要每晚把这抻湿布放在空调机下抻干,便可循环再用。

8.电子控制组件部份,设有三个氧气感应器(Oxygen Fuel Cell),每个按回路气体内的氧气成分,发放出正比数值的毫伏(mV),这数据会送到两块防水密封的主机板上,通过计算和采用“投票邏輯Voting Logic”(最接近两个数值的平均值)选择后,氧分压数值便会显示在主、副显示屏上;另外,在咬嚼上亦设有氧分压指示灯HUD(Heads UpDisplace),同时以灯号形式,显示出当时回路内的氧分压,使您无时无刻都可留意到氧分压数值;氧气感应器会受着湿度影响数值,所以Meg CCR会有张抻湿布放在这里,使氧气感应器保持适当湿度运作,只要同样每晚把这抻湿布放在空调机下抻干,便可循环再用。电源方面,是两组7.5V独立电磁(其实用5粒2A电磁连起来便可),分别安装在两个独立防水的电磁箱内,提供分开电源给两边主机板,所以是双重保险;有些品牌两组电源放在同一电磁箱内,万一入水,便所有显示屏等系统马上失灵,所以这点亦是Meg CCR的好处。电源开关设在电磁箱面,需先行开动才可把电子控制组件安装在二氧化碳吸除桶上,保障整个潜水途中,不能自行关闭系统,或重设任何数据。而最用电的氧气补充电动阀门(Solenoid Valve)亦安装在此处,让连接线路缩短,减少电压降的问题。另外,订购时可取消副显示屏,改为潜水电脑表接线,例如 Liquivision X-Link http://liquivision.com/xlink.php 或 ShearwaterPredatorhttp://www.shearwaterresearch.co ... redator-oled-procte,让您可通过电脑表实时监控整个潜水过程。


Meg CCR组装时需注意的事项:

1.   每次组装时,应跟随该品牌提供的潜水前检查清单(Pre-DiveCheck List),一步一步确定安装程序正确,当中会连电磁有否开动等亦需确定,理应不会遗漏任何事项,但必须注意整个组装过程应由自己处理,假手于人往往出现遗漏,引致意外发生。

2.   组装氧气感应器组件时,必须校对感应器数值,校对主要用两个数值,首先是用空气来校对,感应器应指示出8.5mV至13.5mV之内,新的感应器数值会从小递增,日子久了它会升到最高,然后慢慢回落,到低过7mV时,便要更换新的感应器,不过,为安全起见,建议回落到9mV时便应更换。第二个校对点是用纯氧来做,让那三个感应器确实纯氧电压数值;其他品牌校对方法会有所不同,甚至有些开机时便自动校对,准确性实在有点疑问。每个感应器存放期约3年,开封后最好放在空气待一天,使它完全苏醒才安装;更换新感应器时要注明更换日期,以作日后跟进。盖上组件面盖后,便需用口作正、负压测试,确保无漏气,以免出现气体旁路情况。

3.   安装气体供应瓶前,必须检查瓶内是否正确气体,及压力是否足够,以免用错气体引致意外。

4.   所有组件安装后,关闭排气阀,开始进行回路正、负压测试。负压测试是从DSV吸气,直至呼吸管压扁,然后关闭DSV,这时回路内的氧分压应减到0.17左右,但这过程维持必须少于30秒便需还原,以免过分受压破坏DSV内的止回阀。

5.   完成正、负压测试后,打开排气阀,把氧分压设定值设为0.7,然后开始呼吸,聆听电动阀门是正常操作,监视各个显示屏和HUD的信号,直至回路内氧分压达至0.7以上,电动阀门便停止运作。复核电源电压,确定是否足够整个潜水使用,如果少于5.4V便需更换电磁。整个组装过程可以参考这里:

http://www.rebreatherworld.com/m ... -up-break-down.html


Meg CCR操作上需注意的事项:

1.  水肺潜水,浮力可以用负重、BCD和自己个肺来控制,但是CCR就是无得用自己的肺来微调,因为吸入的气体,便是呼吸气囊内的气,体积基本上无改变,故此,浮力控制要求更高。先要调较呼吸气囊,再调BCD,最后用小小自己对蛙鞋帮助;对我这个潜水经验也不少的人来说,学它有如重新学ABC差不多,最初几个潜,搞到条腰骨都痛鬼死人。另外,尽量不要前倾向下或倒吊,下潜时可用足先式,从船落水时亦不能作后返式。

2.   人体潜水时一般来说每分钟使用1升氧气,当然如果运动量高时,便需要更多氧气补充,最严重例子达每分钟3升氧气。您会问深度增加,氧气使用量会否增加?答案是不会,人体氧气新陈代谢量是按运动量来改变,深度对它是无影响。以3升氧气供应瓶,打压至200bars来计算,可使用时间约600分钟,您都潜不倒10小时水啦!就算极严重情况下都有成200分钟,所以氧气供应应该不是问题。

3.   而二氧化碳排出量大约是每分钟0.8升,同样运动量高时,产生的量亦提升,所以二氧化碳吸除筒的效率,便限制了整个潜水可待的时间,一般是三至四小时左右,听说大筒可使用达8个小时,这就需要按供应商建议的使用时间了。CO2经过吸除筒时,会与水份和吸除粉末产生化学作用,最后变成盐份、水份和热力,所以用CCR潜水时会比较暖一点。吸除粉末完成化学作用后会变颜色,有些人为便宜只把变了颜色的粉末更换,但其实用过的粉末,效率已经减低,与新粉末昆和,整体效率就无从知晓啦!所以最好是一次过更换,确保使用效率和时间。落水前请先行呼吸3至5分钟,除了确定系统正常,亦从呼吸中的湿气,带动吸除粉末苏醒,使整个系统运作更理想。

4.   之前提到HUD安装在您面前,不断显示氧分压给您看,何解呢?原因很简单,因为整个CCR潜水过程,首要注意的就是氧分压PPO2,它代表了当时回路系统内的氧气成份,所以必须无时无刻监察着。一般从开始下水时会设定氧分压值为0.7,下潜到10米至20米内便调高到1.3,为何设PPO2在1.3?因为考虑到氧中毒问题(Oxygen Toxicity),PPO2在1.3的单次潜水可以维持180分钟,一般潜水两小时已经很累了,就算您不小心加多了O2,达到1.4时,要连续150分钟才有机会出现氧中毒,如果经常留意着PPO2,就算出现这问题,亦有时间去修订它。不过,理论归理论,每个人体资又不同,如果想再安全点,或延长水底时间,可以将这数值调低,不过亦需考虑减压问题。

5.   将PPO2设在0.7或1.3,道理就如用高氧潜水一样,延长免减压时间,加上当进行减压程序时,它的PPO2不变,比起高氧减压,一层层降低,确实有它的优势;另外,因氮气少了,氮醉情况又有所改善。例如用EAD32潜水,除了在30米至33米范围有点优势,30米以上CCR便较优,用EAD50又怎样?只有在16米至18米内才较佳。PPO2话虽设在1.3,但实制情况会有误差,所以按CNS管理来考虑便用1.35,而以减压管理来考虑便用1.25。

6.   除了PPO2以外,在水下应每两分钟检查气瓶压力,另外,亦应经常查核感应器电压、电磁电压、回路系统温度等等,确保有足够稀释剂和氧气,以及系统正常运作。

7.   CCR使用手册,要求无论何时潜水,必须带备备用气瓶(Bail Out),它跟减压瓶原理一样,需按最大深度,足够容量,让您使用它可以安全升至水面。转了Bail Out升水时,请留意CCR回路内的气体,会因上升而膨胀,需从排气阀排出。另外,当使用CCR或Bail Out时,怎样打SMB呢?答案是用BCD的充气阀,打的时候特别要小心,因为CCR对浮力改变非常敏感,以免拉了您上水。

8.   有三个“H”亦需了解,氧气过多“Hyperoxia”、氧气过低“Hypoxia”和二氧化碳过多“Hypercapnia”。“Hyperoxia”的成因,可以是电动阀门失灵,不断补充O2进回路;手动过多补充O2;2个O2感应器失灵,使错误PPO2数值等等。“Hypoxia”的成因,可以是电动阀门失灵,不能补充O2进回路;氧气用完;2个O2感应器失灵,使错误PPO2数值等等。“Hypercapnia”的成因,可以是吸除粉末用完;吸除粉末放进筒内时不均衡;运动量过多等等。在此一提,某品牌的气体进气洞设在筒底侧边,如果水淹过这洞,那真的如何呼吸?处理上述问题,可以是下列几种方法中,任何合适的处理组合。

a.   关闭气瓶阀。

b.   手动补充稀释剂。

c.   手动补充氧气。

d.   双臂按着两个呼吸气囊,手按ADV长达10秒,用稀释剂冲洗回路系统。

e.   如在6米水深以上,用氧气冲洗回路系统,核对水深和PPO2数值。

f.   放弃CCR系统,转为备用气瓶(Bail Out)。


很多人说玩CCR很危险,但是我玩过这台Meg CCR后,觉得它仿似“水底法拉利”,以前开普通汽车,当然比起开跑车会觉得安全点啦!而且跑车发生意外时,往往都会头条新闻报道,所以CCR更讲求个人的时间、金钱、技巧、知识、警觉性、纪律等等。当您游到那些琵琶虾、傻仔鱼等面前,它们竟无当您全在时,您就会感受到CCR的乐趣非常。




该贴已经同步到 Calypso卡里普索的微博

点评

欢迎技术控们看过来~  详情 回复 发表于 2014-8-1 19:10
2#
 楼主| 发表于 2014-8-1 19:10:28 | 只看该作者
欢迎技术控们看过来~
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3#
发表于 2014-12-17 14:39:51 | 只看该作者
好帖 值得学习
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4#
发表于 2014-12-19 12:21:28 | 只看该作者
有机会尝试

点评

一试难忘~  详情 回复 发表于 2014-12-20 12:47
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5#
 楼主| 发表于 2014-12-20 12:47:35 | 只看该作者
携手风景 发表于 2014-12-19 12:21
有机会尝试

一试难忘~
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