Войти
Типичный график, полученный при проверке дыхательной способности дайвера регулятор Характеристики дыхания регуляторов - это мера способности регулятора дыхательного газа соответствовать предъявляемым к нему требованиям при различных давлениях и температурах окружающей среды, а также при различных нагрузках от дыхания в диапазоне дыхательные газы, которые можно ожидать. Производительность - важный фактор при проектировании и выборе регуляторов дыхания для любого приложения. катионита, но особенно для подводного плавания, поскольку диапазон рабочих давлений и температур окружающей среды, а также разнообразие дыхательных газов в этом случае шире. регулятор для дайвинга - это устройство, которое снижает высокое давление в баллоне для дайвинга или шланге подачи воды на поверхность до того же давления, что и в окружающей среде дайвера. Желательно, чтобы дыхание от регулятора требовало небольших усилий даже при подаче большого количества дыхательного газа, поскольку это обычно является ограничивающим фактором при подводных нагрузках и может иметь решающее значение во время чрезвычайных ситуаций во время дайвинга. Также предпочтительно, чтобы газ подавался плавно, без каких-либо резких изменений сопротивления при вдохе или выдохе, и чтобы регулятор не блокировался и либо не подавал газ, либо не давал свободного потока. Хотя об этих факторах можно судить субъективно, удобно иметь стандарты, по которым можно объективно сравнивать множество различных типов и производителей регуляторов.
Были разработаны различные дыхательные аппараты, которые используются для оценки работы дыхательных аппаратов. Компания Ansti Test Systems разработала систему «под ключ», которая измеряет усилие вдоха и выдоха с помощью регулятора и создает графики, показывающие работу дыхания при заданном давлении глубины и минуте дыхания. объем для используемой газовой смеси. Публикация результатов работы регуляторов на испытательной машине ANSTI привела к повышению производительности.
Дыхательные характеристики регулятор необходим во всех случаях, когда регулятор потребления используется для подачи газа для дыхания. В некоторых из этих приложений достаточно простой регулятор будет работать адекватно. В других приложениях производительность регулятора может ограничивать производительность пользователя. Высокопроизводительный регулятор для данной комбинации газовой смеси и окружающего давления обеспечит низкую работу дыхания при высоком RMV.
Другим аспектом эффективности дыхания является работа регулятора расхода в холодной воде, где высокая скорость потока может вызвать охлаждение, достаточное для блокировки механизма льдом, что обычно вызывает сильный свободный поток с последующей потерей дыхательного газа., который можно остановить, только перекрыв вентиль баллона.
Здоровый человек в состоянии покоя при приземном атмосферном давлении затрачивает лишь небольшое количество доступных усилий на дыхание. Это может значительно измениться, поскольку плотность дыхательного газа увеличивается при повышении давления окружающей среды. Когда энергия, затрачиваемая на удаление углекислого газа, производит больше углекислого газа, чем удаляет, человек будет страдать от гиперкапнии в цикле положительной обратной связи, заканчивающемся потерей сознания и в конечном итоге смертью. На работу дыхания влияют частота дыхания, характер дыхания, плотность газа, физиологические факторы и характеристики гидродинамики дыхательного аппарата, а именно сопротивление трения потоку и перепады давления, необходимые для открытия клапанов и удержания их открытыми для потока.
Плотность вдыхаемого газа можно уменьшить, используя гелий в качестве основного компонента, с добавлением достаточного количества кислорода в соответствии с обстоятельствами и сохранения парциального давления, достаточного для поддержания сознания, но не настолько, чтобы вызывать проблемы кислородного отравления. На сопротивление трения потоку влияют форма и размер газовых каналов, а также давление, плотность, вязкость и скорость газа. Давление открытия клапана является фактором конструкции и настройки клапанных механизмов. Характеристики дыхания регуляторов предполагают заданную плотность газа и измеряют сопротивление потоку во время полного цикла дыхания с заданной объемной скоростью потока как перепад давления между мундштуком и внешней средой.
Работа дыхания (WOB) - это энергия, затрачиваемая на вдох и выдох a дышать газом. Обычно он выражается как работа на единицу объема, например, джоули / литр, или как скорость работы (мощность), например, джоули / мин или эквивалентные единицы, так как это не особенно полезно без ссылки на объем или время. Его можно рассчитать как давление в легких, умноженное на изменение объема легких, или как потребление кислорода, связанное с дыханием.
Общая работа дыхания при использовании дыхательного аппарата представляет собой сумму физиологическая работа дыхания и механическая работа дыхательного аппарата. В нормальном состоянии покоя физиологическая работа дыхания составляет около 5% от общего потребления кислорода организмом. Оно может значительно увеличиваться из-за болезни или ограничений потока газа, вызванных дыхательными аппаратами, атмосферным давлением или составом вдыхаемого газа.
США Процедуры испытаний в холодной воде, проводимые экспериментальным водолазным подразделением ВМФ (1994 г.), использовались в качестве неофициального стандарта для испытаний в холодной воде различными военными пользователями и основными производителями оборудования.
Европейский стандарт СЕ для открытой цепи EN 250 1993 г. установил более высокий уровень для испытаний с аквалангом в открытом цикле на характеристики дыхания, испытания в холодной воде, испытание на прочность, давление, механическую температуру, температуру хранения и испытания на вымывание CO 2. Стандарт также устанавливает требования к анализу видов отказов и последствий и другим вопросам, связанным с производством, обеспечением качества и документацией. Этот стандарт обратил внимание на проблемы, связанные с большим количеством существующего оборудования, и привел к значительным улучшениям в характеристиках регулятора открытого цикла.
Ранние испытания, проведенные ВМС США, положили начало имитационным испытаниям подводных дыхательных аппаратов в конце 1970-х годов.. Системы имитатора дыхания, созданные Стивеном Реймерсом, были куплены Министерством обороны Великобритании и некоторыми частными производителями оборудования, например, и помогли разработать европейские стандарты в начале 1990-х годов, но введение полной системы имитатора дыхания в Великобритании привело к возможно точное тестирование симулятора дыхания, которое является текущей практикой. Компьютеризированные системы имитатора дыхания ANSTI сделали возможным более быстрое, легкое и точное тестирование и предназначены для тестирования при всех реальных температурах воды.
Система включает точный контроль влажности и температуры выдоха, а также контроль температуры воды в окружающей среде от От 0 до 50 ° C (от 32 до 122 ° F), средства для анализа CO 2 «вдох за выдохом», контроль уставки ребризера замкнутого контура и испытание на износостойкость скруббера. Ни стандарт EN250, ни процедуры испытаний беспилотных аппаратов ВМС США не используют в качестве основы для испытаний какие-либо реальные сценарии погружения с человеком, включая испытания в холодной воде. Процедура ВМС США заключалась в испытании регуляторов в основном на глубине 190 футов (58 футов) в воде от 28 до 29 ° F (от −2 до −2 ° C) при очень высокой скорости дыхания 62,5 л / мин в течение минимум 30 минут, при давлении на входе в первую ступень 1500 фунтов на квадратный дюйм (100 бар), что приводит к средней температуре на входе второй ступени около 7 ° F (-14 ° C) по сравнению со средним значением -13 ° F (−25 ° C) при использовании 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар). Критерии испытаний холодной воды ВМС США и критерии испытаний EN250 ЕС основаны на том, соответствует ли регулятор минимальным требованиям к характеристикам дыхания и начинается ли свободный поток. Очень немногие регуляторы могут пройти это испытание, потому что все регуляторы образуют лед на второй стадии в экстремальных условиях испытания, хотя это не может привести к свободному течению регулятора или выходу за пределы критериев эффективности.
Испытание холодной водой согласно EN250: 2000 имеет регуляторы акваланга, испытанные в воде с температурой 4 ° C (39 ° F) или ниже. Регуляторы испытываются как в положении, направленном вперед, так и в положении вниз. Тест начинается при (50 msw) 165 FSW, и регулятор дышит со скоростью 62,5 л / мин в течение пяти минут. Чтобы пройти, регулятор должен оставаться в пределах работы дыхания и не должен свободно течь. Образование льда не считается до тех пор, пока лед не ухудшает характеристики дыхания, превышающие минимальные требования к характеристикам, и не имеет свободного потока.
В тесте CE используется подача воздуха, начиная с самого высокого давления регулятор рассчитан на дыхание в течение пяти минут со скоростью 62,5 л / мин, при температуре выдоха 28 ± 2 ° C (82,4 ± 3,6 ° F) и относительной влажности выдоха не менее 90%.
Имитатор дыхания ANSTI рассчитан на максимальное рабочее давление 100 мс. Он использует поршневой механизм для обеспечения точного и воспроизводимого смещения объема с помощью механизма привода синусоидальной волны. Он имеет регулируемые настройки дыхательного объема и частоты дыхания, которые могут обеспечить скорость вентиляции от 10 до 180 литров в минуту.
В Европейском Союзе стандарт EN250: 2000 Респираторное оборудование. Автономный водолазный аппарат на сжатом воздухе открытого цикла. Требования, испытания и маркировка определяют минимальные стандарты производительности для «автономных устройств для подводного плавания со сжатым воздухом с открытым контуром», а BS 8547: 2016 определяет требования к регуляторам нагрузки, которые должны использоваться на глубинах более 50 м. EN 13949: 2003 - Респираторное оборудование - Автономный водолазный аппарат с открытым контуром для использования со сжатым азотом и кислородом - Требования, испытания, маркировка определяет требования к регуляторам, которые должны использоваться с повышенным уровнем кислорода.
Стандарт содержит ограничения на давление вдоха и выдоха и общую работу дыхания. Он определяет следующее в условиях испытаний при скорости дыхания 62,5 литра (2,2 куб.фута) в минуту и давлении окружающей среды 6 бар (600 кПа):
Хотя регулятор, отвечающий указанным выше ограничениям, будет подавать достаточно воздуха, когда первая ступень питает одну вторую ступень, он не обязательно способен подавать достаточное количество воздуха во всех обстоятельствах, когда одна первая ступень питает две вторые ступени одновременно.
В Европе EN 250: 2014 - Респираторное оборудование - Автономный подводный аппарат со сжатым воздухом открытого цикла - Требования, испытания и маркировка определяет минимальные требования. для дыхательных характеристик регуляторов, а BS 8547: 2016 определяет требования nts для регуляторов спроса, которые будут использоваться на глубинах более 50 м. EN 13949: 2003 - Респираторное оборудование - Автономный водолазный аппарат с открытым контуром для использования со сжатым азотом и кислородом - Требования, испытания, маркировка. определяет требования к регуляторам, которые будут использоваться с повышенным уровнем кислорода.
EN 15333 - 1: 2008 COR 2009 - Респираторное оборудование - Водолазный аппарат с открытым контуром, подводящий сжатый газ - Часть 1: Аппарат по требованию. и EN 15333-2: 2009 - Респираторное оборудование - Пневматический подводный аппарат с подводом сжатого газа открытого цикла - Часть 2: Аппарат свободного потока.
I.S. EN 14143: 2013 - Респираторное оборудование - Автономный дыхательный аппарат для подводного плавания определяет минимальные требования для ребризеров.
В Вооруженных силах США стандартом для регуляторов подводного плавания с одним шлангом был MIl-R-24169B, теперь он отменен.
