Конструкция приборов, улавливающих изменения давления

Хотя разные приборы дают вам разную информацию, многие из них функционируют по одним и тем же принципам. Например, и манометр, и глубиномер считывают давление. Только один определяет давление газа в баллоне, а другой - окружающее давление воды. В механической и электронной версии того и другого прибора используются одни и те же конструкторские решения.

Трубка Бурдона относится к наиболее распространенным механизмам определения изменения давления. Она представляет собой загнутую трубку, изготовленную, как правило, из меди, которая выпрямляется, если давление внутри нее становится выше давления окружающей среды. Конец этой трубки присоединяется при помощи стержней и рычагов к внецентровому зубчатому колесу, которое, в свою очередь, связано со стрелкой прибора. Таким образом, при повышении или понижении давления внутри трубки стрелка перемещается по круговой шкале. Именно так работает ваш механический манометр.

Вариантом конструкции трубки Бурдона является спиральная трубка, работающая на том же принципе. В этой модели трубка закручивается по спирали несколько раз. Стрелка прибора подсоединяется непосредственно к концу трубки. Вследствие спиралевидной конструкции трубки, она разворачивается лишь настолько, чтобы обеспечить свободное перемещение стрелки для точных показаний. Спиралевидная конструкция редко используется в манометрах, однако типична для механических аналоговых глубиномеров.

Используя трубку Бурдона, необходимо позаботиться о предотвращении коррозии и скапливания осадочных частиц. Это не касается трубок Бурдона, используемых в конструкции манометров. Данные трубки заполнены воздухом, а сам механизм размещен внутри водонепроницаемого корпуса, заполненного воздухом или жидким маслом.

Иное дело - механические глубиномеры. Первые модели, в которых вода попадала непосредственно внутрь трубки Бурдона, нередко выходили из строя, когда в трубке скапливались кристаллы соли или осадочные частицы. Решением этой проблемы было помещение спиральной трубки и окружающего ее механизма, внутрь заполненного жидким маслом корпуса. В этом случае внешнее давление передается на трубку через масло, заставляя ее закручиваться более плотно и перемещать стрелку прибора. Это устранило проблему загрязнения.

Сегодня механические манометры остаются весьма популярными (особенно среди техно-дайверов), а механические глубиномеры канули в прошлое. Их место заняли электронные глубиномеры, которые, как правило, выпускаются не в виде отдельного прибора, а являются либо частью электронного глубиномера/таймера, либо (что бывает гораздо чаще) входят в состав подводного компьютера.

В электронных приборах для определения давления используется устройство, известное как электронный датчик. Типичный датчик состоит из керамического элемента, электропроводность которого увеличивается прямо пропорционально увеличению давления. Измеряя электрический ток, электрическая схема в таком приборе может отслеживать изменение давления и, следовательно, глубину или количество газа в баллоне. Разработка электронных датчиков явилась одним из основных достижений, которое способствовало появлению подводных компьютеров.

Типы приборов.Подводные приборы отличаются огромным разнообразием. Они могут быть аналоговыми или цифровыми, одеваться на запястье или встраиваться в консоль, быть комбинированными или отдельными.

Аналоговые или цифровые. Во всех механических приборах используются аналоговые дисплеи, тогда как электронные приборы имеют цифровые дисплеи (представляют информацию в цифровом виде) или копируют аналоговые дисплеи механических приборов.

На сегодняшний день только два механических прибора остаются широко распространенными устройствами, применяемыми в дайвинге: аналоговый манометр и подводный компас. Все остальные приборы уже давно стали цифровыми, хотя в некоторых из них могут использоваться аналоговые дисплеи.

Электронные манометры, глубиномеры и таймеры (встроенные, как правило, в подводные компьютеры) предоставляют необходимую информацию в электронном виде с высокой точностью. Однако, в некоторых моделях также имеются аналоговые дисплеи. Это связано с тем, что человеческий мозг быстрее воспринимает полученную от них информацию. Хорошим примером этого может служить узкий столбец полосок на экранах некоторых моделей подводных компьютеров, высота которого увеличивается с уменьшением времени, оставшегося до бездекомпрессионного предела. Также компьютеры со встроенными электронными компасами имеют их аналоговый дисплей, поскольку удобнее считывать направление в градусах, которые отображаются числами.

Чипы с интегральными микросхемами позволяют электронным приборам легче рассчитывать и обеспечивать дайверов дополнительной информацией. Например, в тех случаях, когда механический манометр даст информацию только о том, сколько воздуха у вас осталось, цифровой манометр, встроенный в подводный компьютер, на основе ритма вашего дыхания и глубины может сообщить вам, на сколько хватит запаса воздуха и хватит ли этого запаса на оставшееся у вас бездекомпрессионное время.

Размещающиеся на запястье или встроенные в консоль приборы. Ранее во время любительских погружений все приборы, за исключением манометров, дайверы крепили на запястье. С появлением необходимости использовать все большее количество приборов, делать это стало непросто. Дайверы пробовали применять разные решения: крепили несколько приборов на один ремешок, размещали их на изготовленной вручную и надеваемой на запястье «приборной доске» или пытались использовать другие хитроумные приспособления. Но все это было неудобным, поэтому в начале 1970-х годов многие дайверы с воодушевлением восприняли появление первых консолей. Эти консоли объединяли несколько приборов и манометр, что освобождало запястье дайвера и ускоряло процесс облачения в снаряжение.

Однако сегодня многое изменилось. Хотя консоли и остаются популярным вариантом размещения приборов, наметилась тенденция постепенного отказа от них. Во-первых, благодаря успехам в развитии электроники, подводные компьютеры совмещают в себе все больше и больше функций, а размеры их становятся меньше. Это снова делает популярными приборы, размещаемые на запястье, поскольку вам больше не приходится одевать на руку с полдесятка громадных устройств. Используя бесшланговый манометр с передатчиком, сегодня вы можете надеть на руку компактный подводный компьютер, который будет выполнять гораздо больше функций, чем 30-ти сантиметровая консоль середины 1990-х. Основной причиной, по которой консоли уходят в прошлое, стало то, что многие дайверы больше в них не нуждаются.

Второй фактор, отрицательно влияющий на популярность консолей - их громоздкость. Этот недостаток невозможно исправить. Даже если консоль закреплена должным образом, она все равно имеет большую длину, чем простой манометр. Это создает потенциальную угрозу окружающей среде, если беспечный дайвер позволит консоли волочиться по дну, а в техническом дайвинге к этому добавляется еще существенная вероятность запутывания (по этой причине технические дайверы не используют консоли). Дайверы, которые не закрепляют свои консоли, получают полный набор этих сложностей.

Консоли продолжают использоваться, но, за исключением недорогих модификаций, современные модели более компактны, чем предыдущее поколение консолей (хотя и не так компактны, как отдельный манометр). Самым лучшим вариантом консоли является размещенные в небольшом корпусе воздушно интегрированный компьютер и компас.

Приборы, совмещающие несколько функций, или отдельные устройства. С развитием электроники в дайвинге появилась тенденция совмещать функции отдельных приборов в один подводный компьютер. Как отмечалось ранее, это дает возможность представления большего объема информации при меньших размерах самого устройства. Это также освобождает вас от необходимости надевать несколько приборов перед каждым погружением.

В то время как приборы, совмещающие несколько функций, отлично подходят для большинства дайверов- любителей, они обладают одним существенным недостатком для техно-дайверов и для некоторых дайверов-любителей, а именно: «помещение всех яиц в одну корзину». Если ваш подводный компьютер совмещает в себе функции глубиномера, таймера и манометра, то в случае его поломки вы теряете все эти приборы.

По этой причине техно-дайверы, а также некоторые дайверы-любители предпочитают брать несколько отдельных приборов. В этом случае выход из строя одного из приборов не означает потерю всех. Например, на момент написания этой книги, ни один суперсовременный мультигазовый компьютер для технического дайвинга не имел встроенного манометра. Кроме того, техно-дайверы всегда заботятся о том, чтобы у них было по крайне мере два пути получить информацию о глубине и времени и рассчитать необходимые условия для декомпрессии.