Atemregler: Atemarbeit und PV Diagramme verstehen

Dieses Thema im Forum "News" wurde erstellt von rari2003, 6. März 2012.

  1. rari2003

    rari2003 Guest

    TECPIT.png Fast jeder Taucher, der sich für einen Atemregler interessiert, hat die PV-Diagramme (Pressure Volume) mit einander verglichen - aber kaum einer weiß welche Daten er da zu sehen bekommt, was sie bedeuten und wie es zu lesen ist.
    Eines ist uns sofort klar - das Diagramm soll uns sagen wie gut ein Atemregler ist. Aber gut in was? Welche Werte liegen hier zu Grunde?

    Die Antwort findet sich in einer Norm - heute ist es die DIN EN 250 (Autonome Leichttauchgeräte mit Druckluft).
    Grob umrissen ist es eine Beschreibung, was ein Atemregler ist und welche Bedingungen er erfüllen muss, so wie die Rahmenbedingungen für Tests. Ausserdem wird beschrieben was Komponenten für Leichttauchgeräte sind.

    In der Vergangenheit (DIN 58640 T2) wurde ein Atemregler unter anderem nach der Luftlieferleistung bewertet. So galt es zum Beispiel eine Luftlieferleistung von 300 l/min als Vorgabe zu erreichen.
    Was denkt Ihr hat das über den Regler ausgesagt?
    Ein moderner Atemregler liefert problemlos die geforderte Luftmenge - limitierend ist hier das Flaschenventil.
    Wie lange dauert es wenn man eine volle 10L Flasche (200 bar) voll öffnet ca. bis sie leer ist und wie viel Luft ist da drin?
    Nehmen wir einmal an es wird um die 5 Minuten dauern.
    Wie viel Luft ist in einer 10L 200bar Flasche?
    Und wenn es 5 Min. Dauert, bis eine Flasche leer ist bei dem Volumen - wie viel L / min Luftlierferleistung haben wir dann?
    Ich freu mich auf Eure Antworten.

    Seit Einführung der Euro Norm hat sich das allerdings geändert, so dass heute die Atemarbeit (J) in Joule pro Liter Atemluft (L) bei einem Atemregler der max. Wert 3 J/L angelegt wird.
    Dadurch lassen sich die verschiedenen Atemregler direkt miteinander vergleichen.

    Als Atemarbeit bezeichnet man die benötigte Energiemenge für einen ganzen Atemvorgang - also Ein- und Ausatmen.
    Zu berücksichtigen sind ausserdem die Obergrenzen für die Ein- und Ausatemdrücke die jeweils den max. Wert von 2,5 kPa oder auch 25mbar nicht überschreiten dürfen.

    Ein kleiner Ausflug in die Welt der Theorie und Normen - sehr trockener Stoff aber notwendig für das verstehen der PV Diagramme.

    Ein PV- Diagramm stellt die Atemarbeit dar:


    Pw-Diagramm_4.jpg

    Die Atemarbeit ist sehr schön zu sehen in dem schwarzen Diagramm. Der Orangefarbene Bereich stellt die Atemarbeit dar.
    subgear.png

    Was hier sofort auffällt - es ist mehr oder weniger ein geschlossenes Oval - deshalb spricht man von einem PV-Loop.

    Natürlicher Weise würden wir das Diagramm von links nach rechts lesen - es verhält sich aber genau anders herum. Man liest das Diagramm von rechts nach links, wobei die untere Kurve das Einatmen und die obere das Ausatmen darstellt.

    Man kann gut sehen das Einatmen einen Unterdruck darstellt. Klar - wir saugen die Luft an - es muss folglich einen Unterdruck erzeugen. Im folgenden PV-Loop gibt es eine Überraschung:

    scubaproPV.jpg

    Hier sehen wir eindeutig das dass Einatmen irgendwann in den positiven Bereich geht.
    Wie kann das sein?
    Hier handelt es sich um einen Atemregler der ab einem gewissen Punkt die Luft "Nachschiebt" wo durch sich das Schaubild ins positive verschiebt.
    Der Atemregler wird "spriziger" wie ein befreundeter Techniker dazu sagt.
    Je nach dem wir stark das passiert würden wir das wahrscheinlich als "beatmen" statt als "atmen" wahrnehmen.

    Wie lassen sich die Diagramme jetzt effektiv vergleichen?
    Rein von den Zahlenwerten ist die kleinste Fläche innerhalb der beiden Kurven die "bessere" Leistung.

    Warum sind die Kurven vergleichbar?
    Das bringt uns zurück auf die DIN EN 250 - welches die Rahmenbedingungen beschreibt unter denen die Messungen vorgenommen werden sollen.

    Kurz zusammengefasst bei der DIN EN 250:

    • Testtiefe: 50m
    • AMV (AtemMinuten Volumen): 62,5l
    • Testdauer: 5 min
    • für Kaltwassertest Temp.: 4° C (Süsswasser)

    Nach diesen Messvorgaben muss sich jeder Hersteller in der EU richten, daher können wir die Ergebnisse mit einander vergleichen und sie haben eine Aussagekraft.

    Nebenbei bemerkt: Das AMV von 62,5l wird erreicht durch 25 Atemzüge von je 2,5l pro Minute - wir würden sagen das ist Hyperventilieren, nur das es hier von einer Maschine erzeugt wird.

    Zu guter letzt noch eine Kurve wie sie besser nicht sein sollte:

    seemannsubPVbad.jpg

    Ganz deutlich wird hier der max. Einatemdruck von 2,5kPa bzw. 25mbar überschritten, ebenso beim Ausatemdruck. Dieser Atemregler würder sich sehr schwer Atmen lassen.




    Quelle für Diagramme: unterwasser, subgear, scubapro, beauchat
     

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