EP0073499B1 - Anzeigeeinrichtung für die Parameter eines Tauchganges - Google Patents

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EP0073499B1
EP0073499B1 EP82107904A EP82107904A EP0073499B1 EP 0073499 B1 EP0073499 B1 EP 0073499B1 EP 82107904 A EP82107904 A EP 82107904A EP 82107904 A EP82107904 A EP 82107904A EP 0073499 B1 EP0073499 B1 EP 0073499B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
time
depth
decompression
diving
dive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP82107904A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0073499A1 (de
Inventor
Jürgen Hermann
Roland Vogler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIVETRONIC AG
Original Assignee
DIVETRONIC AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4295162&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0073499(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by DIVETRONIC AG filed Critical DIVETRONIC AG
Priority to AT82107904T priority Critical patent/ATE23307T1/de
Publication of EP0073499A1 publication Critical patent/EP0073499A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0073499B1 publication Critical patent/EP0073499B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63CLAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/02Divers' equipment
    • B63C11/32Decompression arrangements; Exercise equipment

Definitions

  • the pressure device When diving with compressed air, the pressure device creates a pressure balance. This means that the air that the diver inhales is under the same pressure as the water surrounding it.
  • this is the dissolved nitrogen, since the excess of oxygen and carbon dioxide is significantly less. This is because a large part of the oxygen is consumed by the tissues and because of its high rate of diffusion, the carbon dioxide leaves the organism faster than other gases.
  • the nitrogen If the nitrogen accumulates in excess when the pressure drops too quickly, it can bubble out of its solution to form bubbles. This leads to decompression sicknesses that can be avoided if the nitrogen is allowed to release from the blood and tissues so slowly that there are no gas bubbles.
  • the disease-causing factor of gas bubble formation is that the nitrogen gas bubbles cause damage in the tissues, that they occur in the blood vessels and get stuck in their end branches, the capillaries. Here they prevent the blood and oxygen supply to the surrounding tissue.
  • the duration and depth of the decompression stops depends on the tissue saturation of the diver. Tissue saturation in turn is affected by various factors.
  • Zero time is the time that a diver can stay at a certain depth, so that he does not have to make any decompression stops when surfacing.
  • the pressure chamber laboratory at the University of Zurich recommends a minimum stop of 3 minutes at a depth of 3 m for each dive.
  • the decompression breaks depend on the duration and depth of the dive and must be spent at certain depths.
  • the decompression conditions can thus be read from the table by means of the maximum diving depth and the total diving time (time from the beginning of the diving to the beginning of the surfacing). However, if you compare different tables with each other, you will find that there are considerable differences in the compression conditions for the same total diving time and the same maximum diving depth.
  • decompression measuring instruments Since the decompression measuring instruments available today can only reproduce the saturation of human body tissue very imprecisely, this instrument must never be used solely for determining decompression. At the moment this must be determined based on other factors - such as depth and duration - using a decompression table before each dive. The "decometer" can therefore be carried at best for inspection. The reason for this is that decompression meters work according to Boyle-Mariotte's law and can only simulate the influence of nitrogen under increased pressure on the human body. Decompression meters can never work exactly because the gas diffusion through the sintered filter takes place equally quickly in both directions. In the human body (especially with short dives) there are never even conditions. A decompression meter is no guarantee of preventing a decompression accident.
  • the bottom timer is automatic Diving time measuring device. It is pressure controlled and therefore switches on automatically when a calibrated depth is reached. The bottom timer also switches off shortly before reaching the water surface. It is nothing more than a waterproof "stopwatch", which switches itself on and off by a simple mechanism - pressure-controlled. The bottom timer gives the diver the effective diving time. However, this diving time can also be read on a normal diving watch (adjustable by means of a collar).
  • Diving time and depth are essential, but not the only factors for determining decompression.
  • a dive computer could record all of the data precisely and evaluate it accordingly. It would be ideal if the dive computer simulated a diver, composed of a finite number of standard tissues - the degree of saturation of the individual tissues, as a function of the depth and the saturation factor of the tissue concerned, would be integrated over time. The decompression conditions could be determined by continuously comparing the critical degree of saturation with the degree of saturation of the individual tissues.
  • One of the dive computers mentioned above has also become known, for example, from FR-A-2 385 150.
  • the above-mentioned disadvantages also apply to this previously known diving computer, although one major deficiency is to be seen in the fact that only a part is displayed in this previously known device, namely the depth of the next decompression stop and its time, and the rate of ascent.
  • the prescribed total ascent time can extend over 1/2 hour, for example, and is therefore of particular interest, for example to avoid hypothermia. It is therefore not possible to achieve a sufficiently precise display of the decompression conditions even with this prior art, since in the case of a more complicated dive profile with several dive depth ranges and the associated base times, the memory also contains only the maximum depth and the total dive time.
  • the invention has for its object to enable a more accurate display of the decompression conditions based on the actual diving times and depths.
  • the air pressure - preferably measured with the aid of a measuring device - can also be taken into account with the aid of the converter device.
  • the switching device preferably has at least one FET switch, which is followed by an impedance converter for decoupling from the input of the downstream stage, in particular an analog-digital converter.
  • the converter device itself expediently consists of a computer, and memory (s) for basic times and / or decompression times and / or repetitive groups, which memories e.g. Can be table storage.
  • a differentiation stage is connected to the output of the pressure meter because, on the one hand, the ascent rate can be controlled by this stage; on the other hand, it is also possible that the switching device for switching from air to water pressure measurement comprises a step detection stage for the pressure, which is formed, for example, by the differentiation stage.
  • this switching device is a manually operated switch (the operation of which could be forgotten, however) or a switch which can be operated by a moisture sensor.
  • the jump detection level ensures safe switching and the same display.
  • the jump detection stage can also be solved differently than by a differentiation stage, for example with the aid of a threshold switch, with memory circuits and corresponding comparison stages or the like.
  • a range switchover for example by switching the gain or the bit range of an analog-digital converter upstream of the evaluation and logic stage, can be advantageous with the aid of a switching device.
  • the switching device can be formed by the same device that also switches the pressure gauge.
  • the actual air pressure is also to be included in the calculation, it is necessary to work with a display device with an arbitrarily, i.e. in particular manually operated, main switch, because the start of operation of the device cannot be detected automatically.
  • a second switching device for switching further parts of the device when diving into water is additionally provided with the pressure meter.
  • the switching device mentioned above can take on the role of this second switching device in order to save costs for additional components.
  • a shunt circuit be provided for the converter device and that this shunt circuit can be switched on by the detector circuit, with the abnormal function - e.g. even when the main switch is operated only under water, if the storage capacity or the like is exceeded. - by means of this shunt circuit, a warning signal and / or a drag value display for the maximum diving depth reached can be switched on.
  • an astable multivibrator circuit is provided for clocked activation of at least one display, e.g. 3 to 4 signals per second.
  • a further increase in the accuracy of the display can be achieved in that the circuit having the converter device also has a memory for the by repeated diving equivalent diving time resulting by means of the converter device, by any decompression taking into account the decompression parameters and taking account of the surface times resulting repetitive groups.
  • the respective previous dive can result in a residual saturation of the diver's tissue with nitrogen, provided this has not already become zero due to a correspondingly long surface stay.
  • a repetitive group zero which means that the diver can dive without any pre-load. If, on the other hand, the repetitive group is not equal to zero, it can be included in the calculation when diving again in accordance with the above proposal.
  • table memories are preferably provided for the repetitive group tables known per se, but table memories can also be provided for the basic times and the decompression times within the converter device. Such table memories simplify the construction effort. Furthermore, however, it is also expedient if the converter device has a memory circuit for the depths and times immersed in each case and, if appropriate, also for the resulting correction values.
  • a stop is made at 19 m during the ascent. According to the tables, this does not count as a decompression stop, but must be added at the dive time. Thus, only when diving according to fig. 1A makes full use of the decompression conditions, whereas in the case of FIG. 1B it would have to be decompressed for far too long at the expense of the security required for the dive according to FIG. 1A. Of course, most divers are also aware of this, who will then be tempted to arbitrarily shorten the decompression time found in the tables.
  • the complete surfacing tables of the pressure chamber laboratory at the University of Zurich * consist of five sets of tables of the same structure for sea levels 0 - 700 m (Tables 1 to 4), 701 - 1500 m (Tables 5 - 8), and 1501 to 2000 m , 2001 - 2500 m and 2501 - 3200 m exist and each contain a decompression table, a zero time table, a surface interval table and a time surcharge or repetitive table.
  • This conversion method is based on the fact that when changing the depth level to a greater depth, the previous dive is considered a completed dive, which is now followed by a next dive in the sense of a repetitive dive with zero surface interval time.
  • This conversion of the bottom time of a depth level into the equivalent bottom time of the next / greater depth level can be carried out with each change in depth level from a higher to a lower depth level and is referred to as a gradual descent.
  • the conversion itself is carried out using the two depth levels and the current bottom time in the time surcharge table.
  • 1A shows a dive with repetitive group zero as the basis for the decompression tables.
  • 1B shows a dive with repetitive group zero, in which the surfacing occurs in stages - but within the so-called zero time limit.
  • This no decompression limit (Table 2, or for 701 - 1500 m above sea level Table 6) specifies the limit values of a dive up to which decompression does not have to take place, i.e. up to which the diver can return to the surface at any time immediately (of course, observing the maximum ascent rate of 10 m / min).
  • each previous total dive time when passing through one depth level can be converted into the equivalent dive time of the next depth level with the help of table 4 (or for 701-1500 m above sea level table 8).
  • the current dive time at one point of the dive is equal to the equivalent dive time of the previous point plus the time that has actually passed since then. If, at this point in the dive, you go down a diving level - or as long as the diver is within the no decompression limits, this current diving time is converted into a new equivalent diving time by first subtracting any repetitive surcharge contained therein, the remaining current one Diving time is converted to the new - always rounded up - diving level and the repetitive surcharge corresponding to this new diving level is added again. As long as the diver is within the no-decompression limit, the conversion is made according to the time surcharge or repetitive table (tables 4 and 8), otherwise according to the decompression table (tables 1 and 5).
  • the dive according to FIG. 10 shows a gradual ascent, which however takes place outside the no-decompression limit. In this case, even after the decompression tables of the pressure chamber laboratory of the University of Zurich, no equivalency conversion may be carried out, and it must be decompressed as if the dive had taken place over the entire dive time at the maximum diving depth reached.
  • Table 1E shows a dive with repetitive group zero, in which the immersion takes place gradually but outside the no-decompression limit.
  • the conversion can be carried out in the same way as with gradual descent within the no-stop time.
  • FIGS. 1A, 1B and 1C end - as indicated in the figures - with the diver being in the repetitive group J.
  • a surface interval time e.g. It is 185 min at 0 - 700 m above sea level - as can be seen from table 3 in repetitive group B; the next smaller time listed in the table must be selected for this determination; Rounding up or down or interpolation are not permitted.
  • FIG. 1F A dive in which the diver dives again with repetitive group B after such a surface interval time is shown in FIG. 1F. After 7 min and 30 m depth, the repetitive group is subjected to the equivalent dive time for the first time and then carried along continuously. After the dive, which actually only lasts 26 minutes, the decompression has to take place as if it had taken 34 minutes.
  • the repetitive group C is taken into account at the diving time 9 min of the new dive with 16 min (from Table 4, at a depth of 20 m). Because the diver is still within the 18 m depth level at point c, he remains in the no decompression limit, although for the determination of the respective decompression conditions rounded up to 20 m and therefore the no decompression limit would have been exceeded with 30 min.
  • point d the no-stop limit for a depth of 18 m (50 min) has been reached; the diver is at this time in the 12 m depth level, i.e. on an equivalent diving time of 113 min at 12 m and has therefore not yet exceeded the no decompression limit at 12 m at 200 min.
  • FIG. 1H shows a dive which the diver begins after he has been preloaded with repetitive group E from the previous dive 1G and a surface interval of 110 min; the dive consists of a short descent followed by a repetitive dive with pendulum diving.
  • the conventional calculation method would result in the repetitive group F after the ascent beginning in point a and the decompression plan for 72 min at 20 m, i.e. a decompression stop of 18 min at 3 m.
  • the converter device according to the invention however, the - unchanged because repetitive table line A (10 min at 15 m) was not exceeded - repetitive group E is taken into account in the calculation of the current or equivalent diving time after exceeding the repetitive table line A by the time supplement of 34 min.
  • the conversion with the display device according to the invention results in an equivalent diving time which is less redundant in safety, so that it is worthwhile for the diver to convert if the equivalent diving time is shorter than the current diving time.
  • the respective dive time must also be determined when surfacing, but here the pressure chamber laboratory stipulates that all stops during the surfacing (outside the no-decompression limit) must be added to the dive time in their entire duration, including the ascent time from the maximum diving depth to the stop .
  • bottom time means the current, or at most converted (equivalent) base time, “deco” the prescribed decompression conditions.
  • Point a Gradual descent conversion 17 min / 9 m to 12 min / 12 m; Time saving 5 min.
  • Point o conversion 23min / 55m to 22min / 60m; Time saved 1 min.
  • Point p conversion 24min / 60m to 23min / 65m; Time gain 1min; Bottomtime 23min / 65m - Deco: 15m / 2min, 12m / 4min, 9m / 10min, 6m / 13min and 3m / 40min. Total diving time 75 min.
  • Point q Bottomtime 26min / 65m - Deco: 18m / 1min, 15m / 2min, 12m / 8min, 9m / 14min, 6m / 18min and 3m / 46min. Total diving time 95 min.
  • Point r bottom time 31min; Diving depth 65m; no decompression conditions can be determined for this - table values exhausted. "Out of range” LED lights up, decompression conditions and ascent time are deleted, maximum depth reached is output.
  • Point f Bottomtime 2min xxsec - Deco. For 5min / 70m - 9m / 2min 6m / 4min 3m / 5min total diving time 18min.
  • Point g Bottomtime 6min xxsec - Deco. For 10min / 70m -12m / 2min. 9m / 3min 6m / 4min 3m / 6min total diving time 22 min.
  • Point h Bottomtime 11 min xxsec - Deco. For 15min / 70m -12m / 2min 9m / 3min 6mm / 10min total diving time 42 min.
  • Point i Diving over the 70m depth level - LED, out of range lights up, ascent time and decompression conditions are deleted, the maximum diving depth reached is output.
  • Point d Entry into the surface without switching on the prescribed decompression stop. LED "out of range” lights up. Decompression conditions, ascent time and LED deco are deleted, the maximum depth reached is output.
  • Point a Switch on the dive computer under water - LED, out of range lights up, the maximum depth reached is displayed as a drag value display.
  • This new method gives a significant advantage, because it makes it possible to put together a dive both in the dive and in the dive to a certain extent from successive repetitive dives according to the tables, thereby creating the conditions for digitization.
  • the digitization of the dive was given so much attention because the values required to determine the decompression conditions, the bottom time and the maximum depth can be determined optimally.
  • the procedure is as follows. The associated decompression conditions are read in the decompression table with the bottom time and the maximum diving depth.
  • Decompression conditions are the decompression times of the individual decompression stages in the decompression table, which times the diver has to observe.
  • each dive is assigned a repetitive group at the beginning of the surface interval, which corresponds to the degree of saturation of nitrogen in the diver's tissue, in order to determine a corresponding surcharge for the decompression parameters.
  • the repetitive group is determined for the end of the surface interval.
  • the repetitive group is continuously updated in order to shorten the surface interval table required for this and ultimately save storage space for the display device according to the invention.
  • the result, ie the repetitive group resulting at the end of the surface interval, is the same.
  • the continuous determination of the repetitive group will be described later with the explanation of the program sequences.
  • the repetitive group is only taken into account at the beginning of the surfacing, because if you look at the table, the conversion of the base time would have to take into account the repetitive group.
  • the corresponding correction can easily be carried out independently.
  • the repetitive surcharge of the previous change in depth level is subtracted from the current base time before converting the current base time, then the conversion is carried out in the manner described above and finally the repetitive time addition of each next lower depth level added to the current base time.
  • the air pressure curve shown in FIG. 3 is approximated by means of a straight line 4 through the points (0/1) and (3300 / 0.67), where AL is the maximum change in air pressure at sea level and S is the scatter range of the air pressure fluctuations, which makes up about 5%. Also shown is the altimeter resolution A per 100 m, the maximum error F M of the altimeter, as well as the minimum error F Smin and the maximum error F Smin of the altitude measured via the air pressure, which in the area of the transition from one altitude level to the other can lead to the selection of the next table set.
  • a diver is at a mountain lake at 1300 m above sea level and uses the table set for the altitude level (700/1500) m above sea level for his dive.
  • the prevailing air pressure may have risen so much as a result of a sudden fall in the weather that it now corresponds to an equivalent height of less than 700 m above sea level.
  • the diver could use the table set of the altitude level 0-700 m above sea level if he used an altimeter instead of the map to select the table set.
  • a precision altimeter is not required to achieve greater accuracy in the selection of the table set than with the aid of a map.
  • the relative error of this altimeter only has to be smaller than the minimum relative error of the cartographic altitude in relation to the altitude equivalent to the air pressure.
  • the relative error of the altimeter therefore only needs to be less than 10%.
  • the display device according to the invention takes sufficient account of the air pressure and therefore, under the conditions of the example mentioned, correctly accesses the table set 0 - 700 m above sea level, which corresponds to the prevailing air pressure, even though the diver is at 1300 m above sea level.
  • the water pressure (P,) is the difference between absolute pressure (P a b s ) and air pressure (Ph). It therefore applies to the diving depth (DEPTH) in meters and the pressures (P a b s ). (Ph) in cash:
  • an absolute pressure sensor In order to determine the diving depth when diving at different heights above sea level, an absolute pressure sensor must be selected and the diving depth calculated according to (3).
  • the actual diving depth is determined according to (3), taking p into account, at an actual diving depth of 10 m, then the diving depth in fresh water is 10 m, and the diving depth in sea water is 10.25 m.
  • the relative error of the depth in the sea water with respect to the real depth is + 2.5%. This accuracy can be used, especially since the error is on the safe side and therefore the depth is never determined too low.
  • the relative error must not exceed 3.5% in order to be able to guarantee a sufficiently high accuracy of the height measurement and depth measurement.
  • FIG. 4 shows the graphical representation of a repetitive dive with a dive time T2 after a previous dive with a dive time T 1 and a decompression time D and after a surface interval Oi.
  • the diving time T 1 is 50 minutes and the decompression time D is 3 minutes due to this diving time and the depth (10 m), which results in a repetitive group f after surfacing and at the beginning of the surface interval.
  • the surface interval Oi is 100 min.
  • the excess gas content in the body of the diver decreases and there is a repetitive group C, which corresponds to a smaller amount of gas. This can be found in the surface interval table.
  • the diver who is now in repetitive group C, wants to dive to 30 m.
  • the time surcharge In the C line of the time surcharge table, he finds the time surcharge of 10 minutes in the 30 m column. This means that there is still as much gas in the diver's body as if he had been at 30 m for 10 minutes. For the To determine an appropriate decompression, the time surcharge must now be added to the new, real diving time. If the real dive rate is now 20 minutes, for example, he must select the decompression plan for 30 minutes at 30 m.
  • the times with which a certain repetitive group is reached are shorter. It is permitted to calculate the surface interval in height using a lower table set; the reverse, however, is not permitted.
  • the remaining 49 min surface interval time is taken into account in table set 701 - 1500 m above sea level and comes from group F at 12.55 p.m. Group D. According to his new diving depth, he now looks for the time allowance. The dive ends at 1.30 p.m. and he is now in Group G. At 3.10 p.m. he drops below the altitude limit of 700 m above sea level. In the table set 701 - -1500 m above sea level, it was in group C after a surface interval of 90 min (ie at 3 p.m.). The further surface interval after 3 p.m. is taken into account in the table set 0 - 700 m above sea level, since the surface interval table 701 - 1500 m above sea level is no longer valid if the limit is below 700 m above sea level.
  • Fig. 6 shows an embodiment by means of which this goal can be achieved.
  • the ambient pressure i.e. both air and water pressure
  • a further input variable is provided by a timer 7, which - as can be seen from the description below - can also be integrated into the converter device.
  • a voltage supply circuit 8 must also be provided, which is switched over an arbitrary, i.e. directly switchable or at most via a remote control, the main switch 9 which can be actuated can be switched on.
  • a starting value At for the expected surfacing time (including the decompression time), the decompression parameters D (ie depth levels and times for the decompression), the depth information Tm (such as the current depth and maximum depth) and the total diving time can be used as the output variables of such a converter device 5 Determine Tt. Furthermore, it is also useful if abnormal functions are displayed, i.e. faulty behavior of the diver and / or the display device itself. Thus, a display Va for exceeding the maximum ascent rate of the diver and at least one further display An can be provided, which supplies a battery monitoring signal in the event of insufficient energy supply and / or a signal when values occur that do not appear in the saved tables, for example because the diver has illegally exceeded the maximum depth of 70 m.
  • the display device must of course be accommodated in a pressure-proof housing, a leak sensor with a corresponding display can also be provided.
  • the display device must be captively attachable to the body of the diver, expediently on the arm, but in the event of a loss (for example when removing the device because the device interferes with work under water), it can include a motion detector which, in the absence of one, of the Divers caused movement after a short while Triggers an optical, acoustic and / or other targetable signal to facilitate retrieval.
  • the decompression parameters can no longer be exactly determined with pression parameters (output variables D).
  • a shunt to the actual converter device can be provided, by means of which shunt circuit the current diving depth and the diving time are displayed to the diver, but the decompression conditions and the ascending time are deleted, because the latter result from the abnormal behavior of the Divers can no longer be charged.
  • the maximum diving depth reached is also displayed so that he can determine a decompression plan for himself using the diving time and the maximum diving depth achieved after self-improvisation.
  • an embodiment of the display device according to the invention is expediently designed such that the diver only has to switch it on or off by means of the main switch 9 - before entering the water:
  • the device then works fully automatically and its operation is reduced to observing the display.
  • This ease of use will be appreciated by the diver, because the diver's ability to concentrate is anesthetized with increasing depth and his dizziness increases. In extreme cases, anesthesia can turn into a deep intoxication, which has been a fatal fate for many divers. It is therefore all the more important to have an easily readable and understandable display in which only those values are shown that the diver really needs.
  • a day time clock is also implemented in the display device, the readiness for operation of the display device must last - even for several days. Otherwise, a daily clock would not be worth it.
  • a time of day clock is taken into account, operation no longer remains when the device is switched off and on, because this clock can also be set and must independently offer the diver the ability to read the time of day.
  • the display is implemented with four 4-digit LCD numeric displays 13-16 and with three LED indicators 10-12.
  • LED display devices are more advantageous because of their low power consumption and good readability with diffuse and concentrated light
  • LED display devices should be selected for the most important displays because LCD displays are very difficult or impossible to read at maximum depth and especially in the dark .
  • control via an astable multivibrator with a clock ratio of 1: 1 would theoretically save 50 of the energy required for this, but a lower clock ratio of lighting and extinguishing times, e.g. 1: 2 or 1: 3, may be sufficient.
  • a changeover switch can be provided for this, by means of which the LED displays or only a selection thereof can optionally be switched from continuous to cyclic operation.
  • An adjustable resistor for changing the clock ratio may also be provided in the circuit of the astable multivibrator. Then it is appropriate Adjustment handle for this adjustment resistor combined with the handle for the switch mentioned into a single handle.
  • the LED 11 indicates that the counting of the decompression time has started. It lights up as soon as the lowest decompression depth - has been reached for a specific dive and goes out at the end of the decompression, regardless of whether it was completed in accordance with regulations or regulations. At most, improper behavior of the diver can be indicated by flashing signals from this light-emitting diode 11.
  • the light-emitting diode 12 indicates when the end of the table of the stored tables is exceeded for some reason or the display device comes out of its normal function for another reason. This LED 12 can then only be extinguished by briefly turning off the main switch 9 on the water surface.
  • LCDs 13 to 16 are also provided. They are used to display numbers and are designed as segment displays.
  • the converter device 5 In the main operating state "out of range", the converter device 5 (see FIG. 6) is bridged by a shunt (expediently provided within a single integrated circuit), so that the display device only performs the function of a depth gauge with drag indicator and a dive time timer .
  • the "Out of Range" display mode begins as soon as the display device can no longer work according to the stored table values and their processing instructions.
  • a switching device provided and expediently integrated in the display device serves for this purpose. If, for example, the light-emitting diode 11 should have lighted up when this main operating state occurs, it goes out during this operating state, just as the displays 15 and 16b are also deleted. Only the light emitting diode 12 lights up continuously to indicate the changed operating state, whereas the light emitting diode 10 continues to perform its normal function.
  • the third operating state "power-down” is an operating state in which the display device is to draw attention to a critical value when the battery voltage drops. In practice, this can be done in such a way that the LCD display (s) of the respective main operating state, e.g. every 0.5 seconds, flash as soon as the battery voltage has dropped below a value sufficient for the next two hours. As already explained, the control of the displays via an astable multivibrator saves electricity, which is important in this operating state.
  • the fourth operating state "software error” means the state in which an error occurs for technical reasons. This assumes that the programs for the display device are created accordingly, i.e. in practical cases, the programs are constructed in such a way that the display device itself can recognize an error in the timing of the programs and thereby switch the display to the software error operating state. From this point on, all functions of the display device are out of operation. All LCD displays are now deleted. Only in the first digit in the display field of the dive time an E appears to indicate the error. The LEDs are all extinguished.
  • the diver must be able to see the calculated data and any error messages on a display.
  • the diver must be able to turn the device on and off and reset the device to its initial state. If clock operation is provided, he must be able to enter the time and possibly be able to switch the display mode to display the time.
  • the device should be battery-operated, i.e. an operating voltage of approx. 5 - 8 V is available; Any voltage above or with a different sign must be generated from the battery voltage with the corresponding effort; In order to avoid discharging the battery too quickly, the circuit must be designed so that it consumes as little power as possible. The battery voltage must be checked and if it drops below a certain minimum this must be indicated; In order to avoid changing the battery in the water and pressure-proof housing, it is advisable to use a rechargeable battery.
  • the device should be installed in a pressure-resistant housing up to 100 m water depth, i.e. External connections, such as charging connection for the battery, switch axes, etc. represent a great mechanical effort and should be reduced to a minimum.
  • the heart of the converter device 5 is a microprocessor 27, which i.a. - If it is assigned a program - works as a computer and is therefore usually referred to as computer in the following.
  • a single chip computer 8748 from Intel is used. This contains Ik EPROM and 64 RAM locations (including working register and stack), i.e. Space for 64 variables. If you subtract the stack and the working register (1 bank) from this, there are about 45 variables left for free use. Ik is available for the tables and the program.
  • the ROM and RAM area can be expanded with additional modules.
  • the timer can also intervene directly in the running program via a "timer interrupt” interrupter (with each timer overflow).
  • the input T 1 or the computer clock (divided by 32 by means of a division stage 23) can be switched to the timer / counter as shown in FIG. 8.
  • a changeover switch can be symbolically connected to either one of two terminals 18, 19 or a stop terminal 20. The most important commands and their effects can also be seen from the block diagram in FIG. 8.
  • the timer / counter is switched as an interrupt timer. This means that the crystal frequency must be determined for the computer clock and a timer interrupt program (HTIME) must be written.
  • HTIME timer interrupt program
  • the cycle frequency of the computer is 15 times lower than the quartz frequency, i.e. 400 kHz.
  • the interrupt timer is increased by 1 every 32 machine cycles, i.e. every 80 1 1 S.
  • the auxiliary timer program should require as few registers as possible, since these can no longer be used by the main program.
  • At least one register must be reserved either as an auxiliary timer or as a pointer to the auxiliary timer.
  • a program should be aimed for that only needs one register for the auxiliary timer and for setting the interrupt timer.
  • the interrupt timer is allowed to run a few times and is initialized with a correction value each time before the jump to the main program (for the first run).
  • the power supply 8 (fig. 6) can be conventional in terms of its structure, it will not be dealt with in more detail and rather on the basis of fig. 9A and 9B the input of the third input value, namely that of the pressure gauge 6 and the rest of the circuit, are illustrated.
  • the selected pressure sensor still has the advantages of a pressure range of 0 to 10 bar and thus a measuring range of up to 90 m water depth and is located in a robust steel housing, whereby the external pressure acts on a steel membrane that is resistant to salt water.
  • the pressure gauge is connected directly to the 5V operating voltage (instead of 14 V). This reduces the output signal from the pressure sensor. This signal is too small for the analog / digital converter 22 and must therefore be amplified by approximately a factor of 12 so that it is between 0 and 4 V.
  • the amplifier 21 must then be designed in such a way that an operating voltage of only 5 V is sufficient, and that the amplifier 21 itself can follow a small input signal to zero ("normal" operational amplifiers usually only need up to about 2 V to the supply voltage approach).
  • a differential amplifier 21 was selected as the amplifier, which will be discussed later.
  • a buffer (latch) for addressing the memory 28 is also connected between the memory 28 and the converter 27.
  • Port P1 is used to control the display, with the following bit assignment:
  • the binary chip address is converted into the chip enable signals in a 1 out of 4 decoder 36. Since the data is only accepted by the LCD decoder driver with every positive edge of the chip enable signal, this signal must not be applied statically. For this reason, the 1 out of 4 decoder is clocked with the ALE signal. (The ALE signal appears once every computer cycle.)
  • Port P2 is used for page addressing of the memory for switching from analog / digital converter 22 to memory 28 and for controlling the LEDs (10-12).
  • the LEDs 10-12 are controlled via a jump detection and driver stage 35, which will be described later.
  • the address for a value in the external memory 28 is formed from the page address (port 2 bit 0-3) and an address on the data bus.
  • the address part that is transferred on the data bus must be recorded in a latch 29 (CMOS buffer).
  • a power-down detector (battery voltage threshold switch) TO is used to indicate that the battery will soon be exhausted.
  • Logical "0" at the input TO means that the computer 27 has a flashing display to inform the diver of the limitation of the remaining time.
  • the computer 27 thus also takes on the function of an astable multivibrator.
  • inputs T1 and 28 must be used to set the time of day and to switch the display mode.
  • the port P1, as well as bits 5 and 7 of the port P2 of the computer 27 are fed to a display circuit shown schematically in FIG. 9B, which contains the three light-emitting diodes and the four liquid crystal displays, the latter of which is preceded by a decoding and driver stage 30 to 33 .
  • FIG. 9B contains the three light-emitting diodes and the four liquid crystal displays, the latter of which is preceded by a decoding and driver stage 30 to 33 .
  • the structure of these decoding and driver stages 30 to 33 can be seen in FIG. 10, which will be briefly described below.
  • the ICM7211 type AM from Intersil was selected as the decoder and driver stage 30-33 (LCD decoder driver).
  • This module contains an oscillator, as well as all the necessary decoding and driver stages to control a 4-digit display.
  • a frequency-determining capacitor is required as an external component.
  • the AM type is microprocessor compatible and has a code that allows a digit to be deleted. It is therefore possible to suppress leading zeros in the display.
  • the binary code is shown in column B of FIG. 11 and the hexadecimal code in column HD.
  • FIGS. 10 and 11 only serve to explain the very schematic FIG. 9B, a comparison should now be made between the detail 39 of FIG. 9A and two alternative designs according to FIGS. 12 and 13.
  • the amplification of the impedance converter 40 can be switched over in the manner as shown in FIG. 12, and the reference voltage source 24 'is simplified.
  • the switches which are expediently designed as FET switches, are shown as normal switches S for the sake of clarity.
  • the reason for favoring FET switches is as follows: In order not to use too much energy, the cross current through the voltage divider should be kept as small as possible.
  • the voltage divider In order not to load the voltage divider with the input of the analog / digital converter 22, the voltage divider is connected to the analog / digital converter 22 via an impedance converter 40.
  • a switchable reference voltage source 39 was therefore chosen according to FIG. 9A because it is the solution in which the on-resistance of the switch has no influence on the accuracy of the reference switchover, and a CMOS switch can be used.
  • This fact takes into account the fact that the FET switch of the switching stage 34 is located in the input branch of the impedance converter 40, in which practically no current flows, which is why no voltage drop across the on-resistance is to be expected.
  • the switching stage 34 contains two switches S1, S2, which are alternately open or closed.
  • an advantage for the alternatives according to FIGS. 12 and 13 could be seen in the fact that only a single switch S is required for the switchover.
  • the maximum ascent speed of 10 m / min is to be monitored and an exceedance thereof is to be indicated.
  • This monitoring can be done either digitally or analog. In both cases, the "depth signal" must be differentiated.
  • the DISPLY program section operates the display and then changes to a wait loop, which must never finish, since the auxiliary timer must restart the main program beforehand. If the wait loop is nevertheless completed (after approx. 1.5 seconds), the program runs in the software error.
  • a subroutine collection (LIB) is required so that all programs can work properly. These subroutines are called individually by the various programs.
  • the 3k table values require approximately 4k memory, which means: one height level requires 3 pages or 3/4 k. So if you use 4k ROM, 1 page (256 bytes) is left for other data or programs.
  • the computer 27 (FIG. 9A) has an internal Ik memory. In view of the large number of data to be processed and the scope of the program required for this, its capacity is by no means sufficient for program storage.
  • the 4k EPROMs are wired so that they can be used as program and data storage. Since the entire main program, including all subroutines, requires more than 2k of memory, the tables to be saved have a little more than 2k. It can accommodate 3 tables. Because the normal scuba diver generally does not dive at altitudes of more than 2000 m above sea level, only the 3 tables of altitudes 0 - 700 m, 701 - 1500 m, 1501 - 2000 m are saved.
  • the memory allocation looks like FIG. 17, the first half of the program in the internal memory 17a of the computer 27 (FIG. 9A), the second half of the program in 17b, the subroutines in 17c and the tables in 17d to 17f Memory 28 are housed.
  • pages 7 to 9 in the right part of FIG. 15 e.g. shown that the first half of the decompression table, the second half of the decompression table and the surface interval table, and the page 9 (17i) finally contain the zero time table and the repetitive table. Saving the tables seems tedious, but it is at least cheaper with regard to the components used than if you only wanted to calculate the display values with the help of saving only legal relationships (as far as this is possible at all).
  • the table must therefore be equipped with time and depth level identifiers in such a way that the identifiers can be found easily and compared with the input values.
  • the data arrangement shown in FIG. 15A was selected, in the STID a depth level identifier, ZID a time level identifier, RG the repetitive group, ZEND a line end marker, STEND one Depth level end mark and TABEND means a table end mark.
  • the second input variable is either the repetitive group, which, when correctly selected, specifies the number of the line in which the time allowance can be found; or the time it takes to compare the value in the table with the line whose position corresponds to the repetitive group.
  • a data arrangement was chosen that contains no identifiers, but only line end marks.
  • the position of a value in the repetitive group is known if the row and the column in which the value is located are known.
  • the column corresponds to the position of the value within a row.
  • the header of the repetitive table (the line with the depth levels) is saved as a pointer line before the actual data, separated by a TABEND mark.
  • the position of the desired value in the line can now be determined by comparing the input value "depth" with the values in the pointer line. It is not necessary to identify the row because the repetitive group has been selected so that it matches the position of the rows in the table.
  • the selected data arrangement of the repetitive tables can be seen with regard to the pointer line in FIG. 15C and with regard to the table values in FIG. 15D.
  • the data in the repetitive table are saved linearly, starting with the header.
  • the program part for reading the repetitive table namely determining the position of a value within a line, can be implemented by comparing the depth of the input with the pointer line.
  • the POS variable now contains the position of the value within the line.
  • variable POS is not "counted up", but determined from the difference of the pointer value at the beginning and at the end of this program part.
  • the repetitive group can be determined by reading the value in the correct POS in each line and comparing it with the arrival time.
  • the next lower depth level can be determined in the pointer line without using the other table values. You simply determine the position in the line and read the next value, but in the pointer line itself.
  • the position within the line is essentially determined in the subroutine XREPTB, which is used by the 3 subroutines above.
  • the zero time table is saved and read in the same way as the repetitive table. Thus a pointer line and (in contrast to the repetitive table) only one data line are saved.
  • an offset must be determined which corresponds to the page of the first table for this area. Another offset must be added to this offset, which corresponds to the position of the table in the table set. The sum of these two offsets is to be applied as a page address to the bottom 4 bits of port 2. If the page is determined in this way, the table must also be selected, since sometimes 2 tables are accommodated in one page. Therefore, if the table is not at the beginning of the page, you have to "leaf through" the values in the page to the first TABEND mark in order to set the pointer to the beginning of the second table.
  • the subroutine FNEXTT was written, which searches a memory area for the TABEND mark and sets the pointer to the value behind this mark.
  • the program documentation is structured in such a way that it describes the flowchart verbally and congruently. Using the flowchart and the program documentation, any desired position in the assembler code can be found quickly and easily.
  • the program starts with the restart program RSTART after the main switch 9 is switched on (cf. FIG. 6).
  • the HTIME auxiliary timer program is executed every 0.02 sec, which generates the 0.5 sec cycle with which it cyclically restarts the main program every 0.5 sec, starting with the Printer Component PSNORC program section
  • the pressure change of 0.02 bar corresponds to an air column of 200 m. Although no one can get 200 m of air column without jet drive in one second, the diver reaches a pressure change rate of 0.02 bar / s when changing from air to water. A mere 20 cm water column is enough to generate the pressure of 0.02 bar - and every diver is within one Immerse yourself 20 cm deep when entering the water.
  • This 20 cm water column results on the one hand from the resolution of the pressure gauge 6 and on the other hand from the fact that the pressure change must be at least 2 digital quanta. If the display device is mistakenly only recognized by a test that determines whether the first measured pressure is greater than 1.2 bar. This is important because in such a case the air pressure could not be determined in advance.
  • the reason for choosing the 1.2 bar limit is that the air pressure at sea level cannot exceed 1.06 bar. If you are excluded from the case that the diver is diving in a lake, the height of which is below that of the sea level, the test to 1.2 bar can easily be made.
  • the program sequence of the program part PSNORC can be seen in detail from FIG. 17.
  • this subroutine recognizes end-of-zeros and sets the (F) -Hex instead of the leading BCD zero so that the code for the blank required in FIG. 11 is taken into account. It would be an advantage in itself if the library was not saved as a coherent program block, but rather the individual subroutines were inserted into the main program in such a way that as many pages as possible were used, i.e. that there are few "holes" in the program memory and few page jumps are necessary. Nevertheless, this is not recommended for the program structure described, because the entire program requires approx.
  • the sequence of the program part SURFAC can be seen in FIG. 18.
  • 46 mean a test whether the diver snorkels; 47 a test whether the diver leaves the water, 48 a test whether the diver has switched to diving; 49 a test of whether the diver is in a surface interval; and 50 a test of whether the retroactive group has become zero.
  • DIVEUP In order to be able to control the surfacing at a minimum speed of 8m / min, the diver must be "observed” over a longer period of time. This "Observing” consists in checking whether the diver is in the "ascending cone".
  • the surfacing cone is the area that the diver travels over a period of 30 seconds, surfacing at least 4 m in the direction of the vertical and not diving below the depth level at which the surfacing started. A new ascending cone is set every 30 seconds, provided the diver has not yet left the ascending cone and continues to emerge.
  • This structure of the code word makes it very easy to send the individual display values to the display. You can now count up a display counter (DISPCO) from zero to 15 and send out the digit in question in the BCD code to the display.
  • DISPCO display counter

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigeeinrichtung für die Parameter eines Tauchganges, wie z.B. aktuelle Tiefe, maximal getauchte Tiefe, bisherige Tauchzeit o. dgl., welche Anzeigeeinrichtung über
    • a) wenigstens einen Speicher für die Dekompressionsparameter bei einer Reihe von Tauchtiefen und -zeiten, und
    • b) eine Auswerte- und Verknüpfungsstufe für die gemessenen Werte des Tiefen- und des Zeitmessers mit den im Speicher gespeicherten Werten angesteuert ist.
  • Beim Tauchen mit komprimierter Luft wird durch das Tauchgerät (Lungenautomat) ein Druckgleichgewicht erzeugt. Das heisst, die Luft, die der Taucher einatmet, steht unter dem gleichen Druck, wie das ihn umgebende Wasser.
  • Mit zunehmender Wassertiefe atmet der Taucher Luft unter höherem Druck ein, was bewirkt, dass sich im Körper des Tauchers mehr Luft löst. Die verschiedenen Gase, aus denen sich die luft zusammensetz, reichern die verschiedenen Gewebe des menschlichen Körpers nach bestimmten Sättigungsfaktoren verschieden stark an.
  • Beim Auftauchen geschieht das Entgegengesetzte, die Gewebe entsättigen sich.
  • Nimmt nun der Umgebensdruck infolge zu schnellen Auftauchens zu rapide ab, so kann die im Blut und den Geweben gelöste Luft nicht genügend schnell abgeatmet werden.
  • Im besonderen ist das der gelöste Stickstoff, da der Ueberschuss an Sauerstoff und Kohlendioxid wesentlich geringer ist. Das kommt daher, weil der Sauerstoff zu einem grossen Teil von den Geweben verbraucht wird und das Kohlendioxyd wegen seiner grossen Diffusionsgeschwindigkeit den Organismus schneller verlässt als andere Gase.
  • Wenn der Stickstoff bei zu schneller Druckabnahme im Ueberschuss anfällt, kann er blasenbildend aus seiner Lösung ausperlen. Das führt zu Dekompressionskrankheiten, die vermieden werden können, wenn dem Stickstoff erlaubt wird, sich so langsam aus dem Blut und den Geweben zu entbinden, dass es nicht zur Gasblasenbildung kommt.
  • Der krankmachende Faktor der Gasblasenbildung besteht darin dass die Stickstoffgasblasen in den Geweben Schädigungen hervorrufen, dass sie in den Blutgefässen auftreten und in deren Endverzweigungen, den Kapillaren, steckenbleiben. Hier verhindern sie die Blut- und Sauerstoffversorgung des umgebenden Gewebes.
  • Wenn dieser Zustand der Verstopfung eines Blutgefässes (Embolie) anhält, so können die betroffenen Gebiete nicht mehr ernährt werden und gehen zugrunde.
  • Um Dekompressionskrankheiten zu vermeiden, darf der Taucher nicht schneller als mit 10 m/min auftauchen, und muss nach Ueberschreiten der sog. Nullzeit beim Auftauchen Pausen (Dekompressionshalte) einlegen.
  • Die Dauer und Tiefe der Dekompressionshalte hängt von der Gewebesättigung des Tauchers ab. Die Gewebesättigung ihrerseits wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst.
  • Ohne Begründung und ohne Anspruch auf Vollständigkeit, seien hier einige der wichtigsten Punkte aufgeführt.
    • - Maximale Tauchtiefe
    • - Tauchzeit
    • - Verlauf des Tauchganges
    • - Luftdruck an der Wasseroberfläche (Höhe des Tauchortes über dem Meer)
    • - Dauer des Aufenthaltes vor dem Tauchgang am Tauchort
    • - Vorausgegangene Tauchgänge innerhalb 12 Std.
    • - Körperliche Anstrengung unter Wasser
    • - Individuelle Gewebezusammensetzung des Tauchers (fettleibig oder athletischer Körperbau)
    • - Zusammensetzung des Atemgases.
  • Solange der Taucher ohne die Gefahr einer Dekompressionskrankheit jederzeit an die Oberfläche zurückkehren kann, befindet er sich am Nullzeittauchen.
  • Unter der Nullzeit versteht man die Zeit, die ein Taucher auf einer bestimmten Tiefe bleiben kann, so dass er beim Auftauchen keine Dekompressionshalte einlegen muss.
  • Aus Sicherheitsgründen empfiehlt das Druckkammerlabor der Universität Zürich trotzdem für jeden Tauchgang einen Mindest-Stop von 3 min auf 3 m Tiefe einzuhalten.
  • Jeder Taucher muss die Auftauchbedingungen kennen, um ohne Dekompressionsunfall auftauchen zu können.
  • Es sind dies die Auftauchgeschwindigkeit und die Dekompressionspausen, welche der Taucher während des Aufstiegs einzuhalten hat.
  • Die Dekompressionspausen sind von der Dauer und der Tauchtiefe des Tauchganges abhängig und müssen auf bestimmten Tiefen verbracht werden.
  • Heutzutage bestimmt der Taucher die Auftauchbedingungen von Hand, mit der Taucheruhr, dem Tiefenmesser und der Tauchtabelle. Die Bestimmung der Dekompressionspausen in der Tauchtabelle ist recht einfach, aber ebenso ungenau in Bezug auf die optimale Dekompression, weil eine einfache Tabellenhandhabung nur mit dem Verlust einer exakten Tauchgangerfassung erkauft werden kann.
  • Um die optimale Dekompression für jeglichen Tauchgang zu erhalten, müssen der Tauchgang exakt erfasst und die dementsprechenden Dekompressionsbedingungen berechnet werden.
  • Diese Arbeit kann ein Taucher natürlich unmöglich selbst durchführen, weil er dazu eine grosse Anzahl von Daten festhalten und durch komplizierte Umrechnungen auswerten müsste. Deshalb verwenden Sport- und Berufstaucher heute Tabellen, aus denen sie die Dekompressionsbedingungen herauslesen. Solche anerkannte Tabellen sind z.B. die der
    • - Group d'Etudes et de Recherches Sous-marine (Frankreich)
    • - Royal Navy (England)
    • - U.S. Navy (USA)
    • - Druckkammerlabor der Universität Zürich.
  • Diese Tabellen beruhen auf Versuchen mit Menschen und auf Berechnungen, bei denen eine endliche Anzahl von Geweben mit unterschiedlichen Sättigungsfaktoren auf einem Grossrechner simuliert wurden.
  • Die Anforderungen des Tauchers an die Tabelle sind:
    • . Einfache Handhabung
    • . Dekompressionsbedingungen für jeglichen Tauchgang mit gerade notwendiger Sicherheit
  • Diese beiden Anforderungen stehen in einem Zielkonflikt, weil eine einfache Tabellenhandhabung wenig Tabelleneingangswerte fordert, aber wenige Eingangswerte eine exakte Erfassung des Tauchganges verunmöglichen. Somit ist es ausgeschlossen, die gerade notwendigen De-kompressionsbedingungen für jeglichen Tauchgang zu bestimmen.
  • Es basieren deshalb alle Tabellen auf dem Kompromiss, dass die wenigen Tabelleneingangswerte zu Lasten der maximalen De-kompressionszeit gehen und der Taucher nur im Extremfall an die gerade notwendige Dekompression herankommt. In allen anderen fällen dekomprimitiert der Taucher viel zu lange.
  • Das heisst, die meisten heute erhältlichen Tabellen sind für einen geradlinigen Abstieg (ca. 30m / min), einen Aufenthalt in einer bestimmten Tiefe und für einen direkten Aufstieg berechnet.
  • Damit können die Dekompressionsbedingungen mittels der maximalen Tauchtiefe und der Gesamttauchzeit (Zeit vom Beginn des Abtauchens bis zum Beginn des Auftauchcns) aus der Tabelle herausgelesen werden. Vergleicht man aber verschiedene Tabellen miteinander, so stellt man fest, dass für die gleiche Gesamttauchzeit und gleiche maximale Tauchtiefe beträchtliche Unterschiede bezüglich der Kompressionsbedingungen auftreten.
  • Dies kommt daher:
    • - weil die meisten Tabellen für Tauchen auf Meereshöhe ausgelegt sind und das Tauchen in Bergseen nur sehr umständlich, von wetterbedingten Luftdruckschwankungen ganz abgeschen, berücksichtigt wird;
    • - weil Tauchgänge, die einem Tauchgang vorausgingen, bei vielen Tabellen gar nicht, bei anderen nur sehr umständlich berücksichtigt werden können;
    • - - weil die Dekompressionsbedingungen von der Dauer des Aufenthaltes am Tauchplatz und der Höhe des Tauchplatzes über dem Meer abhängen, und dies nicht in allen Tabellen berücksichtigt ist;
    • - weil nur sehr wenige Tabellen einen Höhenbereich berücksichtigen, für den die Dekompressionsbedingungen gültig sind;
    • - weil den verschiedenen Tabellenwerken ein mehr oder weniger grosser Sicherheitsfaktor beaufschlagt wurde.
  • Die Tabellen 1 bis 4 für 0 - 700 m über Meer, sowie 5 bis 8 für 701 - -1500 m über Meer finden sich am Ende der Beschreibung. Die Hauptunterschiede der Tabellen des Druckkammerlabors der Universität Zürich gegenüber allen anderen Tabellen sind:
    • 1. Die Tabellen des Druckkammerlabors sind einzigartig in der Berücksichtigung eines Arbeitsfaktors, d.h. diese Tabellen sind so ausgelegt, dass ein Taucher, der unter Wasser eine körperliche Arbeit verrichtet, ohne Gefahr eines Dekompressionsunfalles nach ihnen dekomprimieren kann.
    • 2. Die Tabellen des Druckkammerlabors gehören zu den wenigen Ausnahmen, die nicht für eine fiktive Höhe über Meer, sondern für einen Höhenbereich über Meer ausgelegt sind.
  • Da die Tabellen einerseits umständlich sind, andererseits eine grosse Anzahl von Messdaten voraussetzen, wurden für den Taucher die verschiedensten Geräte und Hilfsmittel entwickelt. Ausser unterschiedlichen Arten von Tiefenmessern und Taucheruhren handelt es sich dabei beispielsweise um ein Dekompressionsmeeer, welches Gerät die Gassättigung des Körpers dadurch nachahmt, dass Gas aus einem flexiblen Beutel durch ein Stück Sinterkeramik in einen starrwandigen Raum gedrückt wird. Ein daran angeschlossenes Manometer zeigt den Druck in diesem Raum an. Je länger und je tiefer damit getaucht wird, desto höher steigt der Druck hinter dem Sinterkörper. Das Manometer gibt dem Taucher somit angenähert Auskunft über die fortschreitende Sättigung seines Körpergewebes.
  • Da die heute erhältlichen Dekompressions-Messinstrumente die Sättigung des menschlichen Körpergewebes nur sehr ungenau wiedergeben können, darf dieses Instrument nie allein zur Bestimmung der Dekompression benützt werden. Diese muss zur Zeit unbedingt anhand weiterer Faktoren - wie Tauchtiefe und Tauchdauer - mittels einer Dekompressionstabelle vor jedem Tauchgang ermittelt werden. Das "Dekometer" kann daher bestenfalls zur Kontrolle mitgeführt werden. Der Grund hiefür liegt darin, dass Dekompressionsmeter nach dem Gesetz von Boyle-Mariotte arbeiten und den Einfluss des Stickstoffs unter erhöhtem Druck auf den menschlichen Körper nur simulieren können. Dekompressionsmeter können darum nie genau arbeiten, weil die Gasdiffusion durch den Sinterfilter in beiden Richtungen gleich schnell erfolgt. Im menschlichen Körper liegen aber (vor allem bei Kurztauchgängen) nie gleichmässige Verhältnisse vor. Ein Dekompressionsmeter ist kein Garant für die Verhinderung eines Dekompressionsunfalles.
  • Ein anderes gebräuchliches Messgerät ist der sog. Bottom-Timer. Der Bottom-Timer ist ein automatisches Tauchzeit-Messgerät. Er ist druckgesteuert und schaltet sich somit selbständig beim Erreichen einer geeichten Tiefe ein. Ebenso schaltet sich der Bottom-Timer kurz vor Erreichen der Wasseroberfläche wieder aus. Es handelt sich dabei um nichts anderes als eine wasserdichte "Stoppuhr", welche sich selber durch einen einfachen Mechanismus - druckgesteuert - ein- und ausschaltet. Der Bottom-Timer vermittelt dem Taucher die effektive Tauchzeit. Diese Tauchzeit kann jedoch auch auf einer normalen Taucheruhr (mittels Stellring einstellbar) abgelesen werden.
  • Tauchzeit und Tauchtiefe sind zwar wesentliche, nicht aber die einzigen Faktoren zur Ermittlung der Dekompression.
  • Dagegen könnte ein Tauchcomputer alle Daten genau erfassen und entsprechend auswerten. Ideal wäre es, wenn der Tauchcomputer einen Taucher, zusammengesetzt aus einer endlichen Anzahl Standardgeweben, simuliert- Dabei würde der Sättigungsgrad der einzelnen Gewebe, als funktion der Tiefe und des Sättigungsfaktors des betreffenden Gewebes, über die Zeit aufintegriert. Durch kontinuierliches Vergleichen des kritischen Sättigungsgrades mit dem gerade erreichten Sättigungsgrad der einzelnen Gewebe könnten die Dekompressionsbedingungen bestimmt werden.
  • Nun ist bereits ein Vorschlag für ein ideales Dekompressionsmeter in Analogtechnik mit Hilfe von RC-Gliedern zur Simulierung der Sättigungsgrade der einzelnen Gewebe vorgeschlagen worden. Dabei ergeben sich aber einerseits insoferne Probleme, als sich der Sättigungsgrad nicht in die äquivalenten Dekompressionsbedingungen umrechnen lässt, anderseits liesse sich der Vorgang des Sättigens und Entsättigens der Gewebe nur bedingt durch RC-Glieder realisieren, weil die verschiedenen Gewebe Stickstoff-Halbwertszeiten von 5 - 635 min aufweisen. Das verlangt nach enorm grossen Zeitkonstanten der RC-Glieder (bis zu 635 min), was zu grössten Problemen bezüglich Dimensionierung der RC-Glieder führt. Ueberdies wäre die vorgeschlagene Analogverarbeitung für die Praxis viel zu ungenau. Deshalb ist es auch nie zu einer Verwirklichung dieses Vorschlages gekommen.
  • Zwar sind bereits verschiedene Tauchcomputer im Handel erhältlich, doch ergab sich dadurch deshalb kaum ein fortschritt, weil bisherige Tauchcomputer nichts weiter als eine Digitalisierung aller bisher bekannten Instrumente (wie Tiefenmesser, Bottom-Timer, Dekompressionsmeter) zustande brachten. Vor allem hängt allen bekannten Geräten der Nachteil an, dass sie als Parameter zur Ermittlung der Dekompressionsbedingungen nur die maximal erreichte Tauchtiefe und die Gesamttauchzeit berücksichtigen. Dies bedeutet, dass nach der Anzeige dieser Geräte ein Taucher die gleichen Dekompressionsbedingungen einhalten muss, egal ob er die meiste Zeit in geringen Tiefen, vielleicht sogar in einer Nullzeittiefe, verbracht hat und nur kurz die maximale Tauchtiefe erreichte, oder ob er die gesamte Tauchzeit in der maximalen Tiefe verbrachte.
  • Die Folge dieser ungenauen Anzeige ist, dass Taucher auf Grund der tatsächlichen Zeiten und Tiefen von den angezeigten Dekompressionsbedingungen Abstriche vornehmen, die sie selbst wieder nur abschätzen und so in Gefahr geraten.
  • Einer der vorstehend erwähnten Tauchcomputer ist beispielsweise auch aus der FR-A-2 385 150 bekanntgeworden. Auch bei diesem vorbekannten Tauchcomputer gelten im wesentlichen die vorstehend erläuterten Nachteile, wobei als ein wesentlicher Mangel anzusehen ist, dass bei diesem vorbekannten Gerät nur ein Teil angezeigt, nämlich die Tiefe des gerade nächsten Dekompressionshaltes und seine Zeit, sowie die Auftauchgeschwindigkeit. Damit fehlt aber jeder Gesamtüberblick, denn einerseits lässt sich für den Taucher seine eigene Geschwindigkeit nur schwer feststellen, so dass ihm diese Anzeige wenig bringt. Andererseits kann sich die vorgeschriebene Gesamtauftauchzeit beispielsweise über 1/2 Stunde erstrecken, und ist deshalb von besonderem Interesse, etwa um Unterkühlungen zu vermeiden. Somit lässt sich auch bei diesem vorbekannten Stand der Technik keine hinreichend genaue Anzeige der Dekompressionsbedingungen erzielen, da nämlich die auch Tabellen enthaltenden Speicher im Falle eines komplizierteren Tauchprofiles mit mehreren Tauchtiefenbereichen und dazu gehörigen Grundzeiten nur von der Maximaltiefe und der Gesamttauchzeit ausgehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine genauere Anzeige der Dekompressionsbedingungen auf Grund der tatsächlichen Tauchzeiten und -tiefen zu ermöglichen. Dies gelingt erfindungsgemäss dadurch, dass in jedem Zeitpunkt des Tauchganges die in Abhängigkeit von den durchtauchten Tiefee und Zeiten erforderliche Gesamtauftauchzeit inklusive der vorgeschriebenen Dekompressionshalte anzeigbar ist und/oder eine Wandlereinrichtung für die jeweils aktuelle Grundzeit Verweil zeit in der jeweiligen Tauchtiefenstufe beim Eintritt in eine neue Tauchtiefenstufe, in die dieser neuen Tauchtiefenstufe äquivalente Grundzeit vorgesehen ist, die jener Zeit entspricht während welcher der Tancher sich der mazimalen Tiefe seines Tauchprofils befunden hätte.
  • Um die Genauigkeit der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung noch weiter zu erhöhen, ist gemäss einer Weiterbildung vorgesehen, dass mit Hilfe der Wandlereinrichtung auch der - vorzugsweise jeweils mit Hilfe eines Messgerätes gemessene - Luftdruck berücksichtigbar ist.
  • Dadurch kann auch der tatsächlich am Tauchort vorhandene Luftdruck berücksichtigt werden, der nicht nur von der Meereshöhe, sondern auch von den Wetterumständen abhängt. Bisher war es lediglich möglich, je nach Meereshöhe verschiedene, sehr breit abgestufte Tabellen zu verwenden, wobei die sehr stark beeinflussenden Wetterbedingungen überhaupt keine Berücksichtigung fanden.
  • Es wäre nun denkbar, für die Messung des Wasserdruckes einerseits, für die Messung des Luftdruckes anderseits zwei verschiedene Druckmesser zu verwenden, doch ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein einziger vorzugsweise eine piezoresistive Messzelle aufweisender Druckmesser sowohl für den Luft- wie für den Wasserdruck mit der die Wandlereinrichtung enthaltenden Schaltung verbunden ist. Dadurch können nicht nur Kosten für einen weiteren Druckmesser eingespart werden, sondern es bleibt auch die Handlichkeit des Gerätes erhalten, was gerade für die Mitnahme unter Wasser wichtig ist.
  • Verwendet man aber einen einzigen Druckmesser für die Druckmessung ober oder unter Wasser, wo die Druckverhältnisse sehr unterschiedlich sind, so müsste entweder ein relativ teurer Druckmesser mit einem weiten Messbereich verwendet werden, oder es ist zweckmässig vorgesehen, dass der Messbereich des Druckmessers jeweils für Luft- bzw. für Wasserdruckmessung mit Hilfe einer Schalteinrichtung umschaltbar ist.
  • Die Schalteinrichtung weist vorzugsweise zumindest einen FET-Schalter auf, dem zur Entkoppelung gegenüber dem Eingang der nachgeschalteten Stufe, insbesondere eines Analog-Digital-Wandlers, ein Impedanzwandler nachgeschaltet ist.
  • Die Wandlereinrichtung selbst besteht zweckmässig aus einem Rechner, sowie Speicher(n) für Grundzeiten und/oder Dekompressionszeiten und/oder Repetitivgruppen, welche Speicher z.B. Tabellenspeicher sein können.
  • An den Ausgang des Druckmessers ist insbesondere eine Differenzierungsstufe angeschlossen, weil einerseits durch diese Stufe die Auftauchgeschwindigkeit kontrolliert werden kann; anderseits ist es aber auch möglich, dass die Schalteinrichtung zum Umschalten von Luft- auf Wasserdruckmessung eine Sprungerkennungsstufe für den Druck umfasst, die beispielsweise von der Differenzierstufe gebildet ist.
  • Andere mögliche Ausbildungen dieser Schalteinrichtung sind ein manuell zu betätigender Schalter (dessen Betätigung allerdings vergessen werden könnte) oder ein von einem Feuchtigkeitsfühler betätigbarer Schalter. Während aber gerade die letztere Ausführung zu Fehlschaltungen beim vorbereitenden Duschen oder beim Auftauchen infolge von Restfeuchtigkeit Anlass geben könnte, ist durch die Sprungerkennungsstufe ein sicheres Schalten und eine ebensolche Anzeige gewährleistet. Dabei kann die Sprungerkennungsstufe auch anders als durch eine Differenzierstufe, beispielsweise mit Hilfe eines Schwellwertschalters, mit Speicherschaltungen und entsprechenden Vergleichsstufen od. dgl. gelöst sein.
  • Aber auch aus anderen Gründen, z.B. für eine Auswerte- und Verknüpfungsstufe begrenzten Arbeitsbereiches, kann eine Bereichsumschaltung, beispielsweise durch Umschalten der Verstärkung oder des Bit-Bereiches eines der Auswerte- und Verknüpfungsstufe vorgeschalteten Analog-Digital-Wandlers, mit Hilfe einer Schalteinrichtung vorteilhaft sein. Dadurch ist es möglich, billigere Bauteile, wie eine Auswerte- und Verknüpfungsstufe geringerer Kapazität, zu verwenden. Die Schalteinrichtung kann hiebei von derselben Einrichtung gebildet sein, die auch die Umschaltung des Druckmessers vornimmt.
  • Zwar sind die oben beispielshalber aufgezählten Umschaltmöglichkeiten durchaus gangbar, doch sind sie in manchen fällen zu aufwendig. Deshalb wird in der Praxis einer Lösung der Vorzug gegeben, bei der eine durch die Schalteinrichtung umschaltbare Referenzspannungsquelle vorgesehen ist, der zweckmässig ein Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet ist.
  • Wenn ausser dem Wasserdruck auch der tatsächliche Luftdruck in die Berechnung eingehen soll, so ist es notwendig, mit einer Anzeigeeinrichtung mit einem willkürlich, also insbesondere manuell, zu betätigenden Hauptschalter zu arbeiten, weil der Betriebsbeginn der Einrichtung automatisch ja nicht erfassbar ist. In diesem Falle ist es zweckmässig, wenn ausser diesem Hauptschalter, insbesondere für die Einschaltung des Druckmessers, zusätzlich mit dem Druckmesser eine zweite Schalteinrichtung zum Schalten weiterer Teile der Einrichtung beim Tauchen in Wasser vorgesehen ist. Auch hier wiederum kann die oben erwähnte Schalteinrichtung die Rolle dieser zweiten Schalteinrichtung übernehmen, um Kosten für zusätzliche Bauteile einzusparen.
  • Einerseits ist jede Automatik Fehlermöglichkeiten unterworfen, anderseits können mit einem vernünftigen Aufwand auch nicht alle Fehlverhaltensmöglichkeiten eines Tauchers erfasst werden. In solchen Fällen kann es dann zu Fehlanzeigen des Anzeigegerätes kommen. Dies brächte aber eine zusätzliche Gefahr für den Taucher mit sich. Ausgehend von einer Anzeigeeinrichtung mit mindestens einer Detektorschaltung für eine Abnormfunktion, wie für Fehlverhalten des Tauchers, wird daher vorgeschlagen, dass eine Nebenschlußschaltung für die Wandlereinrichtung vorgesehen ist, und dass diese Nebenschlußschaltung durch die Detektorschaltung einschaltbar ist, wobei bei Auftreten der Abnormfunktion - z.B. auch bei Betätigung des Hauptschalters erst unter Wasser, bei Ueberschreiten der Speicherkapazität od. dgl. - durch diese Nebenschlußschaltung ein Warnsignal und/oder eine Schleppwertanzeige für die maximal erreichte Tauchtiefe einschaltbar ist (sind). Dadurch wird gesichert, dass bei Ueberschreiten der Kapazität oder einem sonstigen Ausfall der normalen funktion wenigstens jene Anzeige erfolgt, wie sie bei bekannten Geräten erhältlich ist. In diesem Falle ist es besonders von Vorteil, wenn bei einer Anzeigeeinrichtung mit wenigstens einer Segmentanzeige dieselbe zur Anzeige verschiedener Anzeigeangaben wechselweise umschaltbar ist, beispielsweise auf die aktuelle Dekompressionstiefe vor Auftreten der Abnormfunktion und auf die maximale Tauchtiefe danach. Dies bringt einerseits eine Ersparnis an Bauteilen mit sich, anderseits erspart es dem Taucher die Ueberladung der Einrichtung, was die Arbeit unter Wasser nur behindern und überdies die Anzeige unübersichtlicher machen kann, und allenfalls sogar zu gefährlichen Irrtümern Anlass gibt.
  • Zur Reduktion des Stromverbrauches der in aller Regel batteriebetriebenen Anzeigeeinrichtung ist es zweckmässig, wenn eine astabile Multivibratorschaltung zur getakteten Ansteuerung wenigstens einer Anzeige vorgesehen ist, mit z.B. 3 bis 4 Signalen pro Sekunde.
  • Eine weitere Steigerung der Genauigkeit der Anzeige lässt sich dadurch erzielen, dass die die Wandlereinrichtung aufweisende Schaltung auch einen Speicher für die durch mehrmaliges Tauchen mit mittels der Wandlereinrichtung sich ergebender äquivalenter Tauchzeit, durch allfälliges Dekomprimieren unter Berücksichtigung der Dekompressionsparameter und unter Berücksichtigung der Oberflächenzeiten sich ergebenden Repetitivgruppen aufweist. Bei wiederholtem Tauchen und einem dazwischenliegenden Verbleib an der Oberfläche kann sich nämlich durch den jeweiligen vorherigen Tauchgang noch eine Restsättigung des Gewebes des Tauchers mit Stickstoff ergeben, soferne diese nicht durch einen entsprechend langen Oberflächenaufenthalt bereits Null geworden ist. In diesem Falle spricht man von einer "Repetitivgruppe Null", was bedeutet, dass der Taucher ohne jede Vorbelastung tauchen kann. Ist dagegen die Repetitivgruppe ungleich Null, so kann sie entsprechend dem obigen Vorschlage beim neuerlichen Tauchen gleich in die Rechnung eingehen. Hiezu werden vorzugsweise Tabellenspeicher für die an sich bekannten Repetitivgruppen-Tabellen vorgesehen, doch können auch Tabellenspeicher für die Grundzeiten und die Dekompressionszeiten innerhalb der Wandlereinrichtung vorgesehen sein. Solche Tabellenspeicher vereinfachen den baulichen Aufwand. Ferner ist es aber auch zweckmässig, wenn die Wandlereinrichtung eine Speicherschaltung für die jeweils durchtauchten Tiefen und Zeiten, sowie gegebenenfalls auch für die sich ergebenden Korrekturwerte aufweist.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen die Diagramme verschiedener Tauchgänge;
    • an Hand der Fig. 3 sei die Bedeutung des Luftdruckes erläutert;
    • die Fig. 4 und 5 zeigen die Diagramme verschiedener Repetitivtauchgänge;
    • Fig. 6 ist ein großschematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung, von dem
    • Fig. 7 die damit erhältlichen Anzeigen veranschaulicht;
    • Fig. 8 stellt hiezu eine Einzelheit des Zeitgebers dar;
    • die Fig. 9A, 9B zeigen die Schaltung der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung, wovon
    • Fig. 10 Einzelheiten der Anzeigeansteuerung aus Fig. 9B veranschaulicht;
    • Fig. 11 zeigt den dabei verwendeten Code.
    • Die Fig. 12 und 13 stellen Alternativen zu einer Schaltungseinzelheit der Fig. 9A dar;
    • an Hand der Fig. 14 seien die Hauptprogrammteile für die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung erläutert,
    • Fig. 15 ist ein Speicherbelegungsplan, zu dem die
    • Fig. 15A bis 15D die Datenanordnungen darstellen;
    • Fig. 16 zeigt die Programm-Struktur, wozu
    • die Fig. 17 und 18 Einzelheiten der Programmabläufe veranschaulichen.
  • Die Fig. 1A bis 1H zeigen verschiedenartige Tauchgänge. Nach den bisher üblichen Tabellen sind trotz Verschiedenheit für alle Tauchgänge Dekompressionsbedingungen einzuhalten, die nur von der maximal erreichten Tiefe und der Gesamtdauer abhängen. Selbst dann, wenn bei einem Tauchgang etwa nur 38 m erreicht würden, wäre auf 40 m aufzurunden, weil die Tabellen nur von 5 zu 5 Metern abgestuft sind. Ausschliesslich bei einem Tauchgang nach Fig. 1A würde der Dekompressionsplan der Tabellen voll ausgenützt, d.h. nur bei sehr schnellem Abstieg in die Maximaltiefe und dortigem Verbleib bis zum Auftauchen.
  • Beim Beispiel nach Fig. 1B wird während des Aufstieges bei 19 m ein Halt eingelegt. Nach den Tabellen gilt dies nicht als Dekompressionshalt, sondern muss zur Tauchzeit zugezählt werden. Somit werden nur beim Tauchgang nach fig. 1A die Dekompressionsbedingungen voll genützt, wogegen im Falle der Fig. 1B auf Kosten der für den Tauchgang nach Fig. 1A notwendigen Sicherheit viel zu lange dekomprimiert werden müsste. Dies ist natürlich auch den meisten Tauchern bewusst, die dann verleitet werden, die in den Tabellen aufgefundene Dekompressionszeit willkürlich abzukürzen.
  • Hiezu sei erwähnt, dass die vollständigen Auftauchtabellen des Druckkammerlabors der Universität Zürich*) aus fünf gleichartig aufgebauten Tabellensätzen für die Meereshöhen 0 - 700 m (Tabellen 1 bis 4), 701 - 1500 m (Tabellen 5 - 8), sowie 1501 bis 2000 m, 2001 - 2500 m und 2501 - 3200 m bestehen und jeweils eine Dekompressionstabelle, eine Nullzeittabelle, eine Oberflächenintervall-Tabelle und eine Zeitzuschlag- oder Repetitivtabelle beinhalten.
  • *) Schweizerische medizinische Wochenschrift 103,Nr.10 (1973)
  • Da die Tabellen nur von 5 zu 5 Meter abgestuft sind, sei nachstehend einiges über die Bestimmung der "Bottomtime" oder Grundzeit, zunächst für die Phase des Abtauchens erläutert. Dabei sei angenommen, dass dem jeweiligen Tauchgang kein anderer innerhalb der letzten 12 Stunden vorangegangen sei. Entsprechend der Abstufung der Tabellen sei hiebei unter "Tiefenstufe" der Bereich von einem Tabellenwert für die Tiefe bis zum nächst grösseren Tabellenwert (wobei die oberste bzw. erste Tiefenstufe bei Null m beginnt), unter "Repetitivtauchgang" ein Wiederhotungstauchgang innerhalb von 12 Stunden, unter "Oberflächenintervallzeit" die Zeit an der Oberfläche zwischen zwei Tauchgängen und unter "aktueller Bottomtime" jene Grundzeit verstanden, die bis zur Umrechnung gültig ist. Solange der Taucher sich in der ersten (obersten) Tiefenstufe befindet, ist die Bottomtime gleich der Gesamttauchzeit, d.h. derjenigen Zeit, die seit Beginn des Abtauchens verstrichen ist.
  • Taucht der Taucher von der ersten Tiefenstufe in die zweite, so besteht die Möglichkeit, die bisherige Bottomtime in eine, der zweiten Tiefenstufe entsprechende, äquivalente Tauchzeit (Bottomtime) umzurechnen. Das ist natürlich nur dann sinnvoll, wenn durch diese Umrechnung ein Zeitgewinn an Bottomtime entsteht.
  • Diesem Umrechnungs-Verfahren liegt zugrunde, dass bei einem Tiefenstufenwechsel in eine grössere Tiefe das vorangegangene Tauchen als ein abgeschlossener Tauchgang betrachtet wird, dem jetzt ein nächster, im Sinne eines Repetitivtauchganges mit Oberflächenintervallzeit Null, folgt.
  • Dieses Umrechnen der Bottomtime einer Tiefenstufe in die äquivalente Bottomtime der nächst/grösseren Tiefenstufe kann bei jedem Tiefenstufenwechsel von einer höheren in eine tiefere Tiefenstufe durchgeführt werden und wird als stufenweises Abtauchen bezeichnet.
  • Das Umrechnen selbst wird mittels der beiden Tiefenstufen und der aktuellen Bottomtime in der Zeitzuschlagstabelle durchgeführt.
  • Beispiele 1A bis 1 H siehe Tabelle 9 und 10 am Ende der Beschreibung, sowie Fig. 1A bis 1H.- Tauchgänge im Bereich von 0 - 700 m über Meer
  • Fig. 1A zeigt einen Tauchgang mit Repetitivgruppe Null wie er den Dekompressionstabellen zugrunde gelegt ist. Beim Auftauchen im Punkt e sind nach einer Gesamttauchzeit von 34 min und einer maximal erreichten Tiefe von 33 m gemäss der Tabelle 1 je ein Dekompressionshalt von 5 min bei 6 m und ein solcher von 17 min bei 3 m einzulegen.
  • Fig. 1B zeigt einen Tauchgang mit Repetitivgruppe Null, bei dem das Auftauchen stufenweise - jedoch innerhalb der sogenannten Nullzeitgrenze - erfolgt. Diese Nullzeitgrenze (Tabelle 2, bzw. für 701 - 1500 m über Meer Tabelle 6) gibt diejenigen Grenzwerte eines Tauchganges an, bis zu denen eine Dekompression nicht erfolgen muss, d.h. bis zu denen der Taucher jederzeit sofort (selbstverständlich unter Einhaltung der maximalen Auftauchgeschwindigkeit von 10 m/min) an die Oberfläche zurückkehren kann. Nun kann in diesem Bereich jede bisherige Gesamttauchzeit beim Durchschreiten einer Tiefenstufe in die äquivalente Tauchzeit der nächsten Tiefenstufe mit Hilfe der Tabelle 4 (bzw. für 701 -1500 m über Meer Tabelle 8) umgerechnet werden.
  • Die aktuelle Tauchzeit in einem Punkt des Tauchganges ist gleich der äquivalenten Tauchzeit des vorherigen Punktes zuzüglich der seither tatsächlich verstrichenen Zeit. Soferne in diesem Punkt des Tauchganges eine Tauchtiefenstufe abwärts - oder, solange sich der Taucher innerhalb der Nullzeitgrenzen befindet, auch aufwärts - durchschritten wird, wird diese aktuelle Tauchzeit in eine neue äquivalente Tauchzeit umgerechnet, indem zunächst ein allenfalls darin enthaltener Repetitivzuschlag abgezogen, die verbleibende aktuelle Tauchzeit auf die neue - immer nach oben aufgerundete - Tauchtiefenstufe umgerechnet und der dieser neuen Tauchtiefenstufe entsprechende Repetitivzuschlag wieder hinzugezählt wird. Die Umrechnung erfolgt, solange sich der Taucher innerhalb der Nullzeitgrenze befindet, nach der Zeitzuschlag- bzw. Repetitivtabelle (Tabellen 4, bzw. 8), ansonsten nach der Dekompressionstabelle (Tabellen 1, bzw. 5).
  • Soferne sich durch mehrmaliges Pendeltauchen Rundungsfehler einschleichen, werden diese durch Vergleich mit der Umrechnung auf die Endtiefenstufe behoben, wenn sich daraus eine kürzere äquivalente Tauchzeit ergibt.
  • Beim Beispiel der Fig. 1 B findet man für den Punkt b (15 min, 33 m) in der Tabelle 4, aufgerundet auf den Tabellenwert 17 min bei 35 m, den für die neue Tiefenstufe 19 m (aufgerundet auf 20 m) äquivalenten Zeitwert von 34 min. Die äquivalente Tauchzeit ist daher nunmehr 34 min bei 20 m. Damit ist die Nullzeitgrenze (siehe Tabelle 2) überschritten und der vorgeschriebene Dekompressionshalt gemäss Tabelle 1 beträgt schliesslich 7 min bei 3 m.
  • Der Tauchgang nach Fig. 10 zeigt ein stufenweises Auftauchen, das jedoch bereits ausserhalb der Nullzeitgrenze erfolgt. In diesem Fall darf auch nach den Dekompressionstabellen des Druckkammerlabors der Universität Zürich keine Aequivalenzumrechnung erfolgen, und es ist so zu dekompremieren, als ob der Tauchgang die gesamte Tauchzeit auf der maximal erreichten Tauchtiefe erfolgt wäre.
  • Die Fig. 10 zeigt einen Tauchgang, wiederum mit Repetitivgruppe Null, bei dem das AbtauGhen stufenweise, jedoch innerhalb der Nullzeit erfolgt. Wie aus Tabelle 5 ersichtlich, kann bei jedem Durchschreiten einer Tauchtiefenstufe die Umrechnung in eine äquivalente Tauchzeit erfolgen, die einen Zeitgewinn von zuletzt insgesamt 10 min Tauchzeit gegenüber herkömmlicher Berechnung bringt, was einen Dekompressionszeitgewinn von sogar 13 min ergibt. Theoretisch wäre nach den Tabellen des Druckkammerlabors der Universität Zürich die Berechnung des stufenweisen Abtauchens erlaubt, doch hat sich dies in der Praxis als viel zu kompliziert herausgestellt, als dass von dieser Möglichkeit jemals Gebrauch gemacht worden wäre. Erst die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung hat hier die Möglichkeit geschaffen, diese nach den Tabellen möglichen Zeitgewinne auch zu realisieren.
  • Die Tabelle 1E schliesslich zeigt einen Tauchgang mit Repetitivgruppe Null, bei dem das Abtaucheri' stufenweise, jedoch ausserhalb der Nullzeitgrenze erfolgt. Die Umrechnung kann in gleicher Weise wie beim stufenweisen Abtauchen innerhalb der Nullzeit erfolgen. ,
  • Die Tauchgänge der Figuren 1A, 1 B und 1C enden - wie in den Figuren angegeben - damit, dass der Taucher sich in der Repetitivgruppe J befindet. Nach einer Oberflächenintervallzeit von z.B. 185 min auf 0 - 700 m über Meer ist er - wie aus Tabelle 3 ersichtlich in der Repetitivgruppe B; für diese Festlegung ist jeweils die nächst kleinere in der Tabelle aufgeführte Zeit zu wählen; Auf- oder Abrunden, bzw. Interpolation sind nicht gestattet.
  • Ein Tauchgang, bei dem der Taucher nach einer solchen Oberflächenintervallzeit mit Repetitivgruppe B neuerlich abtaucht, ist in Fig. 1 F gezeigt. Dabei wird nach 7 min und 30 m Tiefe die Repetitivgruppe erstmals der äquivalenten Tauchzeit beaufschlagt und anschliessend kontinuierlich mitgeführt. Die Dekompression hat nach dem eigentlich nur 26 min dauernden Tauchgang so zu erfolgen, als ob er 34 min gedauert hätte.
  • Aus dem Tauchgang 1 B (Repetitivgruppe J) und einem nachfolgenden Oberflächenintervall von 150 min befindet sich der Taucher in Repetitivgruppe C. Gemäss Fig 1G erfolgt ein kurzzeitiger Abstieg auf 19 m und darauffolgender Repetitivtauchgang mit stufenweisem Auftauchen. Die herkömmliche Berechnungsmethode ergäbe nach dem in Punkt a beginnenden Aufstieg die Repetitivgruppe D und im Punkt e einen Dekompressionsplan für 75 min bei 20 m Tiefe mit insgesamt 18 min Dekompressionshalt bei 3 m. Nunmehr bleibt nach sehr kurzen Tauchgängen die Repetitivgruppe unverändert, und zwar immer dann, wenn die Zeile der Repetitivgruppe A in der Zeitzuschlag- bzw. Repetitivtabelle nicht überschritten wird. Diese zeigt für 20 m eine Zeit von 8 min, während der Tauchgang gemäss Fig. IG nur 4 min (die Aufstiegszeit nicht gerechnet) gedauert hat. In Punkt b wird die Repetitivgruppe C zu der Tauchzeit 9 min des neuen Tauchganges mit 16 min (aus Tabelle 4, bei 20 m Tiefe) berücksichtigt. Weil sich der Taucher bei Punkt c noch innerhalb der 18 m Tiefenstufe aufhält, bleibt er in der Nullzeitgrenze, obwohl für die Festlegung der jeweiligen Dekompressionsbedingungen auf 20 m aufgerundet und daher mit 30 min die Nullzeitgrenze überschritten wäre. Dasselbe gilt für den Punkt d: die Nullzeitgrenze für 18 m Tiefenstufe (50 min) ist erreicht; der Taucher befindet sich zu diesem Zeitpunkt jedoch in der 12 m Tiefenstufe, also auf einer äquivalenten Tauchzeit von 113 min bei 12 m und hat somit die Nullzeitgrenze bei 12 m mit 200 min noch nicht überschritten. Der nach dem kurzen Ab- und wieder Aufstieg der fig. 1 G erfolgende Repetitivtauchgang verläuft nach der unter der Zeitabszisse niedergelegten, zweiten Minutenskala.
  • In der Fig. 1H schliesslich wird ein Tauchgang gezeigt, den der Taucher beginnt, nachdem er aus dem vorangegangenen Tauchgang 1G und einem Oberflächenintervall von 110 min mit der Repetitivgruppe E vorbelastet ist; der Tauchgang besteht aus einem kurzzeitigen Abstieg und darauffolgenden Repetitivtauchgang mit Pendeltauchen. Die herkömmliche Berechnungsmethode ergäbe nach dem in Punkt a beginnenden Aufstieg die Repetitivgruppe F und in Punkt g den Dekompressionsplan für 72 min auf 20 m, d.h. einen Dekompressionshalt von 18 min bei 3 m. Mit der erfindungsgemässen Wandlereinrichtung wird jedoch die - unveränderte, weil Repetitivtabellenzeile A (10 min bei 15 m) nicht überschritten wurde - Repetitivgruppe E in der Berechnung der aktuellen, bzw. äquivalenten Tauchzeit nach Ueberschreiten der Repetitivtabellenzeile A durch den Zeitzuschlag von 34 min berücksichtigt. Ein Abtauchen in die Tiefenstufe von 18 m in Punkt d ergibt letztlich eine äquivalente Tauchzeit von 37 min auf 20 m, während das Auf- und wiede Abtauchen in den Punkten e und f zwei verschiedene Berechnungsmethoden zulässt. Nach der ersten wird zunächst auf die Tiefenstufe 12 m umgerechnet, was eine äquivalente Tauchzeit von 97 min bei 12 m für den Punkt f ergäbe. Nach der zweiten, der Korrekturmethode, kann die Umrechnung in Punkt e auf die Tiefenstufe 15 m erfolgen, was bewirkt, dass der gesamte Tauchgang bis zum Punkt f nur mit 87 min bei 15 m zu Buche schlägt, wodurch der Taucher im Punkt g mit nur 5 min bei 3 m dekomprimieren kann, während er nach der erstgenannten Methode 10 min, nach der herkömmlichen Methode sogar 23 min gebraucht hätte.
  • Durch die Umrechnung mit der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung ergibt sich eine mit weniger überflüssiger Sicherheit behaftete äquivalente Tauchzeit, so dass es sich für den Taucher lohnt, dann umzurechnen, wenn die äquivalente kürzer als die aktuelle Tauchzeit ist. Auch beim Auftauchen muss die jeweilige Tauchzeit bestimmt werden, doch schreibt hier das Druckkammerlabor vor, dass alle Halte während des Auftauchens (ausserhalb der Nullzeitgrenze) in ihrer ganzen Dauer, inklusive der Aufstiegszeit von der maximal erreichten Tauchtiefe bis zum Halt, zur Tauchzeit hinzugezählt werden müssen.
  • In den folgenden Beispielen (siehe Fig. 2A bis 2G) bedeutet "Bottomtime" die jeweils aktuelle, bzw. allenfalls umgerechnete (äquivalente) Grundzeit, "Deco" die vorgeschriebenen Dekompressionsbedingungen.
  • 2 A) Tauchgang mit Repetitivgruppe G nach vorangegangenem Tauchgang 1D und nachfolgendem Oberflächenintervall im Bereich von 0 - 700 m über Meer von 25 min; Repetitivtauchgang mit stufenweisem Abtauchen. Herkömmliche Berechnungsmethode ergibt im Punkt f und der Repetitivgruppe G den Dekompressionsplan für 82 min / 85 m: 10 min bei 6 m und 38 min bei 3 m.
  • Punkt a: Stufenweises Abtauchen Umrechnung 17 min / 9 m auf 12 min / 12 m ; Zeitgewinn 5 min.
  • Punkt b: Repetitivgruppe G wird in der Bottomtimeberechnung nach Ueberschreiten der Repetitivtabellen- Zeile A (12 min / 12 m) berücksichtigt. Bottomtime = 13 min + Repetitivzuschlag 85 min = 98 min.
  • Punkt c: Stufenweises Abtauchen unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe G.
    • Bottomtime 108 min/12m
    • - 85 min Repetitivzeitzuschlag (G)
    • 23 min/12m
    • Umrechnung auf 15 m Tiefenstufe 22 min/15 m
    • Repetitivzuschlag + 63 min/15 m
    • 85 min/15 m
    • Nullzeitgrenze überschritten (75 min / 15 m)
    • Bottomtime 85 min / 15 m - Deco: 3m/5min
    • Punkt d: Stufenweises Abtauchen unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe G
    • Bottomtime 87min/15m
    • - 63min Repetitivzeitzuschlag (G)
    • 24min/15m
    • Umrechnung auf 20 m Tiefenstufe 20min/20m
    • Repetitivzuschlag + 44min
    • 64min/20m
    • Bottomtime 64 min / 20 m - Deco: 3m/18min
    • Punkt e: Stufenweises Abtauchen unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe G
    • Bottomtime 71 min/20m
    • -44min Repetitivzeitzuschlag (G)
    • 27min/20m
    • Umrechnung auf 25 m Tiefenstufe 26min/25m
    • Repetitivzeitzuschlag + 34min
    • 60min/25m
    • Bottomtime 61 min / 25 m - Deco: 6m/3min und 3m/30min
  • 2 B) Tauchgang auf 701 - 1500 m über Meer (siehe Tabellen 5 bis 8!) nach vorangegangenem Tauchgang 1 E und
    • - einem nachfolgenden Oberflächenintervall von 110 min auf 0 - 700 m über Meer - es folgt Repetitivgruppe D aus H,
    • - einem darauf folgenden Oberflächenintervall von 80 min auf 701 - 1500 m über Meer - es folgt Repetitivgruppe A aus D.
  • Als Vergleich dazu entstünde bei einem Oberflächenintervall von 190 min auf 0 - 700 m über Meer Repetitivgruppe B.
    • Herkömmliche Berechnungsmethode ergibt im Punkt f und der Repetitivgruppe A den Dekompressionsplan für 54 min / 20 m - Deco: 4 m / 5 min
    • 2m/19min
    • Punkt a: Repetitivgruppe A wird in der Bottomtimeberechnung nach Ueberschreiten der Repetitivtabellen- Zeile A (12m/13min) berücksichtigt. Bottomtime = 14 min + Repetitivzeitzuschlag
    • + 13 min = 27 min
  • Punkt b: Stufenweises Abtauchen unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe A.
    • Bottomtime 47min/12m
    • - 13min Repetitivzeitzuschlag (A)
    • 34min/12m
    • Umrechnung auf 15 m Tiefenstufe 30min/15m
    • Repetitivzeitzuschlag + 11 min
    • 41min/15m
    • Nullzeitgrenze überschritten (30min/15m)
    • Bottomtime 41 min/15m - Deco: 2m/8min
    • Punkt c: Stufenweises Abtauchen unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe A.
    • Bottomtime 47min/15m
    • - 11 min Repetitivzeitzuschlag (A)
    • 36min/15m
    • Umrechnung auf 20 m Tiefenstufe 26min/20m
    • Repetitivzeitzuschlag + 8min
    • 34min/20m
    • Bottomtime 34min/20m -Deco:4m/3min und 2m/9min
    • 2 C) Extrem-Tauchgang ohne Vorbelastung, Repetitivgruppe Null, auf 0 - 700 m über Meer. Tieftauchgang, der die Tabellenwerte erschöpft - "out of range".
  • Punkt a - h: Stufenweises Abtauchen innerhalb der Nullzeit mit maximalem Zeitgewinn von 11 min.
    • a: Umrechnung 16min/ 9m auf 12min/12 m; Zeitgewinn 4 min
    • b: " 12min/12m auf 10min/15 m; " 2 min
    • c: " 11min/15m auf 12min/20 m; " 0 min
    • d: " 11min/20m auf 9min/25 m; "" 2 min
    • e: " 9min/25m auf 8min/30 m; " 1 min
    • f: " 8min/30m auf 6min/35 m; " 2 min
    • g: " 6min/35m auf 6min/40 m; " 0 min
    • h: " 6min/40m auf 5min/45 m; " 0 min
    • Nullzeitgrenze überschritten (Omin/45m)
    • Bottomtime 5min/45m - Deco: 3m/4min
  • Durch zu langsames Abtauchen von Punkt a nach h wäre es durchaus möglich, dass der maximale Zeitgewinn von 11 min nicht erreicht wird, wenn eine Bottomtime von 7 min bzw. 9 min auf 45 m vorliegt, die sich im Dekompressionsplan niederschlägt.
    • Punkt i: Bottomtime 11 min/45m - Deco: 6m/2min und 3m/6min
    • Punkt k: Bottomtime 16min/45m - Deco: 6m/3min und 3m/11min
    • Punkt 1: Umrechnung 18min/45m auf 16min/50m; Zeitgewinn 2 min; Bottomtime 16min/50m - Deco: 6m/5min und 3m/17min. Gesamttauchzeit 27min.
    • Punkt m: Umrechnung 18min/50m auf 17min/55m;
    • Zeitgewinn 1min. Bottomtime 17min/55m Deco: 12m/1min, 9m/4min, 6m/8min und 3m/24min. Gesamttauchzeit 42 min.
  • Punkt n: Bottomtime 21min/55m - Deco: 12m/2min, 9m/7min, 6m/10min und 3m/32min. Gesamttauchzeit 56 min.
  • Punkt o: Umrechnung 23min/55m auf 22min/60m; Zeitgewinn 1 min. Bottomtime 22min/60m-Deco: 15m/2min, 12m/2min, 9m/10min, 6m/10min und 3m/35min. Gesamttauchzeit 64min.
  • Punkt p: Umrechnung 24min/60m auf 23min/65m; Zeitgewinn 1min; Bottomtime 23min/65m - Deco: 15m/2min, 12m/4min, 9m/10 min, 6m/13min und 3m/40min. Gesamttauchzeit 75 min.
  • Punkt q: Bottomtime 26min/65m - Deco: 18m/1min, 15m/2min, 12m/8min, 9m/14min, 6m/18min und 3m/46min. Gesamttauchzeit 95 min.
  • Punkt r: Bottomtime 31min; Tauchtiefe 65m; hierfür können keine Dekompressionsbedingungen ermittelt werden - Tabellenwerte erschöpft. "Out of range" LED leuchtet auf, Dekompressionsbedingungen und Auftauchzeit werden gelöscht, maximal erreichte Tiefe wird ausgegeben.
  • 2 D) Extrem Tauchgang ohne Vorbelastung Repetitivgruppe Null auf 0 - 700 m über Meer. Tieftauchgang über 70 m, Tabellenwerte erschöpft: "out of range".
  • Punkt a - f: Ab Punkt a erfolgt ein kontinuierliches Erhöhen der Dekompressionsbedingungen bei jedem Durchtauchen der Tiefenstufen bis Punkt f.
    • a: Bottomtime 1 min xxsec - Deco. für 10min/45m - 3m/4min
    • b: Bottomtime 1 min xxsec - Deco. für 10min/50m - 3m/5min
    • c: Bottomtime 1min xxsec - Deco. für 10min/55m - 9m/1 min 6m/2min
    • d: Bottomtime 1 min xxsec - Deco. für 10min/60m - 9m/1 min 6m/3min 3m/5min
    • e: Bottomtime 1 min xxsec - Deco. für 10min/65m -12m/lmin 9m/2min 6m/3min 3m/6min
  • Punkt f: Bottomtime 2min xxsec - Deco.für5min/70m - 9m/2min 6m/4min 3m/5min Gesamttauchzeit 18min.
  • Punkt g: Bottomtime 6min xxsec - Deco.für 10min/70m -12m/2min. 9m/3min 6m/4min 3m/6min Gesamttauchzeit 22 min.
  • Punkt h: Bottomtime 11 min xxsec - Deco.für 15min/70m -12m/2min 9m/3min 6mm/10min Gesamttauchzeit 42 min.
  • Punkt i: Uebertauchen der 70m Tiefenstufe - LED, out of range leuchtet auf, Auftauchzeit und Dekompressionsbedingungen werden gelöscht, die maximal erreichte Tauchtiefe wird ausgegeben.
  • 2 E) Tauchgang mit Repetitivgruppe Null auf Bergseehöhe 701 - 1500 m über Meer (siehe Tabellen 5 bis 8!). Realistischer Pendeltauchgang.
    • Punkt a: Stufenweises Abtauchen Umrechnung 15min/10m auf 13min/12m; Zeitgewinn 2min
    • Punkt b: Stufenweises Abtauchen Umrechnung 13min/12m auf 11min/15m; Zeitgewinn 1min
    • Punkt c: Stufenweises Abtauchen Umrechnung 11 min/15m auf 8min/20m; Zeitgewinn 3min
    • Punkt d: Stufenweises Abtauchen Nullzeitgrenze der 20 m Tiefenstufe (15min/20m) überschritten Umrechnung 15min/20m auf 23min/15m
    • Punkt e: Stufenweises Abtauchen mit Korrekturrechnung Umrechnung 25min/15m 21 min/20m
    Korrekturrechnung
  • Bottomtime = Bottomtime der Tiefenstufe 20 m im Punkt d zuzüglich die seit dem Punkt d verstrichene Zeit. Bottomtime = 15min + 2min = 17min/20m Nullzeitgrenze (15min/20m) überschritten Bottomtime 17min/20m - Deco.für 20min/20m - 2m/4min
    • Punkt f: Bottomtime 21min xxsec - Deco.für 25min/20m - 2m/6min
    • Punkt g: Stufenweises Abtauchen Umrechnung 25min/20m auf 20min/25m Bottomtime 20min/25m - Deco.für 25min/25m - 4m/4min 2m/8min
    • Punkt h: Beginn des Aufstiegs mit 10m/min Bottomtime 25min xxsec
    • Punkt i: Verlassen des Auftauchkegels, die Bottomtime wird um die im Auftauchkegel verbrachte Zeit, erhöht. Bottomtime 26min xxsec - Deco.für 30min/25m - 7m/3min 4m/4min 2m/9min
    • 2 F) Tauchgang nach vorangegangenem Tauchgang 2E und einem nachfolgenden Oberflächenintervall von 70min auf 701 - 1500 m über Meer - es folgt Repetitivgruppe D aus G - und einem darauf folgenden Oberflächenintervall von 80min auf 0 - 700 m über Meer - es folgt Repetitivgruppe B aus D.
  • Als Vergleich dazu entstünde bei einem Oberflächenintervall von 150 min auf 701 - 1500 m über Meer die Repetitivgruppe A.
    • Herkömmliche Berechnungsmethode ergibt im Punkt h den Dekompressionsplan für 44min/40m von 12m/ 2min 9m/ 7min 6m/20min 3m/40min,
    • wobei das Verlassen der Dekompressionsphase noch nicht berücksichtigt wurde.
  • Punkt a: Repetitivgruppe A wird nach überschreiten der Repetitivtabellen-Zeile A (40m/4min) in der Bottomtimeberechnung berücksichtigt. Bottomtime = 5 + Repetitivzeitzuschlag 4min - 9min
    • Punkt b. Nullzeitgrenze (10min/40m) überschritten Umrechnung 10min/40m auf 10min/35m
    • Punkt c: Nullzeitgrenze (15min/35m) überschritten Umrechnung 15min auf 22min/30m Bottomtime 22min/30m - neco.für 25min/30m - 3m/5min
    • Punkt d: Stufenweises Abtauchen mit Korrekturrechnung Umrechnung 32min/30m
    • - 6min Repetitivzeitzuschlag A
    • 26min/30m
    • Umrechnung auf 22min/35m
    • Repetitivzeitzuschlag + 4min
    • 26min/35m
    • Bottomtime 26min/35m
    Korrekturrechnung
  • Bottomtime = Bottomtime im Punkt c auf 35m zuzüglich der Zeit, die seit c verstrichen ist.
    • Bottomtime = 15min + 10min = 25min/35m
    • Bottomtime 25min/35m - Deco.für 25min/35m - 3m/ 9min
    • Punkt e: Bottomtime 26min xxsec - Deco.für 30min/35m - 3m/12min
    • Punkt f: Bottomtime 31min xxsec - Deco.für 35min/35m - 6m/ 5min 3m/17min
    • Punkt g: Bottomtime 36min xxsec - Deco.für 40min/35m - 6m/ 7min 3m/20min
    • Punkt h: Beginn des Aufstiegs zur Dekompression mit 10 m / min
    • Punkt i: Abtauchen während der Dekompressionsphase mehr als 3 m unter die tiefste Dekompressionsstufe (7m).
  • Die gesamte bis anhin dekomprimierte Zeit wird der Bottomtime beaufschlagt.
    • D.h: Bottomtime = 40min + 5min Dekompressionszeit= 45min
    • Bottomtime 45min/35m - Deco.für 50min/35m - 9m/ 3min 6m/1 Omin 3m/35min
    • Punkt k: Abermals Beginn der Dekompression, jetzt aber für 50min/35m.
    • 2 G) Extremtauchgang ohne Vorbelastung, Repetitivgruppe Null auf 0 - 700 m über Meer.
    • 1. Tauchgang mit Notaufstieg
    • 2. Tauchgang, wobei der Tauchcomputer erst unter Wasser eingeschaltet wird.
    • 1. Punkt a: Nullzeitgrenze (Omin/45m) überschritten Bottomtime 2min xxsec - Deco.für 10min/45m - 3m/4min Punkt b: Notaufstieg-Beginn
  • Punkt c: Eintritt in die Dekompressionsstufe, LED - DECO leuchtet auf.
  • Punkt d: Eintritt in die Oberfläche ohne den vorgeschriebenen Dekompressionsstop einzuschalten. LED-"out of range"leuchtet auf. Dekompressionsbedingungen, Auftauchzeit und LED - Deco werden gelöscht, die maximal erreichte Tauchtiefe wird ausgegeben.
  • 2. Punkt a: Einschalten des Tauchcomputers unter Wasser - LED, out of range leuchtet auf, maximal erreichte Tauchtiefe wird als Schleppwertanzeige ausgegeben.
  • Wesentlich ist jedenfalls, dass jeder Taucher, der bezüglich der Tauchzeit und der maximalen Tauchtiefe oberhalb der Nullzeitkurve bleibt, sich im Bereiche des Nullzeittauchens befindet und daher beim Auftauchen keine Dekompressionshalte einlegen muss (wenn auch eine Pause von 3 min in 3 m Tiefe beim Auftauchen empfohlen wird). Solange sich aber der Taucher innerhalb der Nullzeit befindet, darf das oben an Hand des Abtauchens beschriebene Verfahren zur Ermittlung der äquivalenten Grundzeit auch auf das Auftauchen übertragen werden, weil ja der Taucher sowieso jederzeit ohne Dekompression wieder auftauchen kann.
  • Unter diesen Voraussetzungen kann man auch beim Auftauchen (im Sinne eines Repetitivtauchganges) für den nachfolgenden Tauchgang aus der Zeitzuschlagtabelle einen Zeitzuschlag vorsehen. Nun ergibt sich aber das Problem, dass bei allgemeiner Anwendung dieses Verfahrens für alle Tiefenstufen und bei Umrechnung der aktuellen Grundzeit beim Ueberschreiten einer Tiefenstufe nach oben in die Grundzeit der höheren Tiefenstufe sich beträchtliche Rundungsfehler einschleppen, die sich besonders stark auswirken, wenn der Taucher erst einige Tiefenstufen aufwärts schwimmt und anschliessend wieder auf die maximale Tiefenstufe abtaucht. Die Lösung dieses Problems besteht vorteilhafterweise darin, dass nur dann das vorangegangene Tauchen in einer grösseren Tiefe auf die Tiefenstufe der aktuellen Tauchtiefe umgerechnet wird, wenn die aktuelle Grundzeit gerade so gross geworden ist, wie die Nullzeit der maximalen Tauchtiefe. Im Zeitpunkt der Umrechnung der Grundzeit auf die aktuelle Tauchtiefe muss nur eine Korrekturzeit festgehalten und die bisherige Grundzeit als Korrektur-Grundzeit verwendet werden. Diese beiden Korrekturwerte sind aber nur erforderlich, falls der Taucher innerhalb kurzer Zeit wieder auf die maximale Tauchtiefenstufe zurückkehrt.
  • Dann muss nämlich verglichen werden, ob die Summe aus der Korrektur-Bottomtime und der im Zeitpunkt des Zurückkehrens gestoppten Korrektur-Grundzeit kleiner ist, als die bis zu diesem Zeitpunkt verstrichene aktuelle Bottomtime. Wenn ja, muss die aktuelle Bottomtime korrigiert werden, indem sie gleich der Summe aus Korrektur-Bottomtime und Korrekturzeit gesetzt wird. Andernfalls hat sich die Umrechnung gelohnt.
  • Durch dieses neuartige Verfahren erhält man einen wesentlichen Vorteil, denn es ist so möglich, einen Tauchgang sowohl im Ab- als auch im Auftauchen gewissermassen aus einander folgenden Repetitivtauchgängen entsprechend den Tabellen zusammensetzen und dadurch die Voraussetzung für eine Digitalisierung zu schaffen.
  • Der Digitalisierung des Tauchganges wurde deshalb soviel Beachtung geschenkt, weil die zur Bestimmung der Dekompressionsbedingungen benötigten Werte, die Bottomtime und die maximale Tauchtiefe, dadurch optimal ermittelt werden können. Dabei geht man wie folgt vor. Mit der Bottomtime und der maximalen Tauchtiefe werden in der Dekompressionstabelle die zugehörigen Dekompressionsbedingungen gelesen.
  • Unter Dekompressionsbedingungen versteht man die Dekompressionszeiten der einzelnen Dekompressionsstufen der Dekompressionstabelle, welche Zeiten vom Taucher einzuhalten sind.
  • Etwas anders sind die bestehenden Vorschriften für den Fall,- dass einem Tauchgang innerhalb von 12 Stunden ein anderer Tauchgang vorangegangen ist. Wie schon an Hand der obigen Umrechnungsbeispiele erläutert wurde, wird jedem Tauchgang zu Beginn des Oberflächenintervalles eine Repetitivgruppe zugeordnet, die dem Sättigungsgrad an Stickstoff im Gewebe des Tauchers entspricht, um für die Dekompressionsparameter einen entsprechenden Zuschlag zu ermitteln. Herkömmlicherweise wird bei Beginn des Repetitivtauchganges die Repetitivgruppe für das Ende des Oberflächenintervalles bestimmt.
  • Es ist aber vorteilhaft, wenn während des Oberflächenintervalles im Gegensatz zu dieser herkömmlichen Methode die Repetitivgruppe kontinuierlich nachgeführt wird, um so die dazu benötigte Oberflächenintervall- Tabelle zu kürzen und letztlich damit für die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung Speicherplätze zu sparen. Das Resultat, d.h. die am Ende des Oberflächenintervalles sich ergebende Repetitivgruppe, ist dasselbe. Das kontinuierliche Bestimmen der Repetitivgruppe wird später an Hand der Erläuterung der Programmabläufe beschrieben.
  • Ueblicherweise wird die Repetitivgruppe erst bei Beginn des Auftauchens berücksichtigt, weil bei Einsichtnahme in die Tabelle die Umrechnung der Grundzeit jeweils unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe erfolgen müsste. Wird aber, wie dies erfindungsgemäss geschieht, eine entsprechende Wandlereinrichtung vorgesehen, so kann die entsprechende Korrektur leicht selbständig vorgenommen werden.
  • Daher ist zweckmässig, wenn die Repetitivgruppe am Ende des Oberflächenintervalls bei jedem Tiefenstufenwechsel während des Abtauchens durch einen Repetitivzeitzuschlag berücksichtigt wird. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dem Taucher zu jeder Zeit die minimale Aufstiegszeit inklusive der Dekompressionszeit anzugeben. Bei dem herkömmlichen Verfahren erhöhen sich bei Beginn des Auftauchens schlagartig die Dekompressionszeiten, d.h. die Korrektur wäre bedeutend komplizierter, weil bei der Grundzeitbestimmung (gemäss den obigen Erläuterungen) sowieso bereits Korrekturen vorzunehmen sind und ein zusätzlicher Korrekturwert nur zusätzliche Komplikationen schafft.
  • Soll also die Grundzeit beim Abtauchen unter Berücksichtigung der Repetitivgruppe umgerechnet werden, so wird vor der Umrechnung der aktuellen in die äquivalente Grundzeit der Repetitivzuschlag des vorangegangenen Tiefenstufenwechsels von der aktuellen Grundzeit subtrahiert, anschliessend die Umrechnung in der oben beschriebenen Weise durchgeführt und schliesslich der Repetitivzeitzuschlag der jeweils nächsttieferen Tiefenstufe zur aktuellen Grundzeit hinzugezählt. Damit wird der vorangegangene Tauchgang und seine dadurch bewirkte Vorbelastung des Gewebes bei jedem Tiefenstufenwechsel in eine grössere Tiefe den Werten des Tauchganges überlagert. Diese Werte können gemäss der obigen Beschreibung bereits in digitalisierter Form vorliegen.
  • An Hand der Fig. 3 sei inzwischen noch erläutert, welche Probleme in Zusammenhang mit der Berücksichtigung des Luftdruckes auftreten. Setzt man in den verschiedenen Höhen gleiche Temperatur voraus, so nimmt der Luftdruck mit zunehmender Höhe nach einer Exponentialfunktion ab. Bei genauer Luftdruckberechnung muss berücksichtigt werden, dass die Temperatur mit der Höhe abnimmt. Um ein möglichst genaues Bild über den Luftdruck bis in 4000 m Höhe zu erhalten, berechnet man denselben nach der internationalen Höhenformel, die eine Jahresmittel-Temperatur auf der Meereshöhe von 15° C und den Luftdruck im Jahresmittel in Meereshöhe von Po = 101,325 kPa berücksichtigt. Sie ist bis in eine Höhe von 11.000 m gültig und lautet
    Figure imgb0001
  • Um ein möglichst realistisches Bild der Luftdruckkurve zu erhalten, müssen die wetterbedingten Luftdruckschwankungen berücksichtigt werden, welche als Folge von Wetterstürzen auftreten und auf Meereshöhe bis zu + 50 mbar ausmachen können. Das sind 5 % relativer Fehler, der der Luftdruckkurve als Streubereich überlagert wird.
  • Die in Fig. 3 gezeigte Luftdruckkurve ist mittels einer Geraden 4 durch die Punkte (0/1) und (3300/0.67) approximiert, wobei A L die maximale Luftdruckänderung auf Meereshöhe und S der Streubereich der Luftdruckschwankungen ist, der etwa 5 % ausmacht. Eingezeichnet ist ferner die Höhenmesser-Auflösung A pro 100 m, der maximale fehler FM des Höhenmessers, sowie der minimale Fehler FSmin und der maximale Fehler FSmin der über den Luftdruck gemessenen Höhe, der im Bereich des Uebergangs von einer Höhenstufe in die andere zur Auswahl des nächstrn Tabellensatzes führen kann.
  • Daraus geht hervor, dass der 5%ige relative Fehler des Luftdruckes einen bedeutend grösseren relativen Fehler bezüglich der Höhe nach sich zieht.
  • Bei der Betrachtung der einzelnen Höhenstufen-Grenzen (700/701, 1500/1501, etc.) steigt der relative Fehler im Maximum bis auf + 72 % (-500 m auf 700 m) an, und bleibt im Minimum über 10 % (+350 m auf 3200 m). Diese enorm grossen Abweichungen der kartographischen Höhe über Meer von der luftdruckmässig betrachteten Höhe über Meer sind in den Tabellen-Sätzen des Druckkammerlabors der Universität Zürich mit Sicherheitsfaktoren berücksichtigt, so dass der Taucher nicht gefährdet wird.
  • Beispiel
  • Ein Taucher befindet sich nach der Landkarte an einem Bergsee auf 1300 m über Meer und verwendet für seinen Tauchgang den Tabellensatz für die Höhenstufe (700/1500) m über Meer. Der vorherrschende Luftdruck kann in Folge eines Wettersturzes jedoch so stark angestiegen sein, dass er jetzt einer äquivalenten Höhe von weniger als 700 m über Meer entspricht. Jetzt könnte der Taucher den Tabellensatz der Höhenstufe 0-700 m über Meer verwenden, wenn er zur Auswahl des Tabellensatzes einen Höhenmesser anstelle der Landkarte verwenden würde.
  • Um eine grössere Genauigkeit für die Auswahl des Tabellensatzes zu erzielen als mit Hilfe einer Landkarte, bedarf es keines Präzisions-Höhenmessers. Der relative Fehler dieses Höhenmessers muss nur kleiner sein, als der minimale relative Fehler der kartographischen Höhe, bezogen auf die dem Luftdruck äquivalente Höhe. Damit braucht der relative Fehler des Höhenmessers nur kleiner als 10 % zu sein. Die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung berücksichtigt den Luftdruck in ausreichender Weise und greift daher richtigerweise unter den Bedingungen des genannten Beispiels auf den Tabellensatz 0 - 700 m über Meer, der dem herrschenden Luftdruck entspricht, obwohl sich der Taucher auf 1300 m über Meer befindet.
  • Andererseits gilt für den Druck (Pw) der Wassersäule:
    Figure imgb0002
  • Annahme (Pw) = bar und pH20 = 103 kg/ m3 so gilt:
  • (2) Tauchtiefe in Meter = 10.
  • Weil die Wassertiefe nicht unabhängig vom vorherrschenden Luftdruck (Ph) bestimmt werden kann, muss dieser berücksichtigt werden. Der Wasserdruck (P,) ist die Differenz aus absolutem Druck (Pabs) und Luftdruck (Ph). Es gilt daher für die Tauchtiefe (DEPTH) in Meter und die Drücke (Pabs). (Ph) in bar:
  • (3) DEPTH = 10. (Pabs - Ph)
  • Um die Tauchtiefe bei Tauchgängen auf verschiedenen Höhen über Meer zu bestimmen, muss ein Absolut-Druckaufnehmer gewählt und die Tauchtiefe nach (3) berechnet werden.
  • Das spezifische Gewicht von Meerwasser ist ca.p= 1025 g/cm3 dasjenige von Süsswasser ca.p = 1,0 g/cm3.
  • Weil die Tauchtiefe sowohl im Meerwasser als auch im Süsswasser bestimmt werden muss, folgt eine kurze Fehleranalyse.
  • Wird bei einer wirklichen Tauchtiefe von 10 m die Tauchtiefe nach (3), unter Berücksichtigung von p, bestimmt, dann ergibt sich als Tauchtiefe im Süsswasser 10m, als Tauchtiefe im Meerwasser 10,25 m. Der relative Fehler der Tauchtiefe im Meerwasser bezüglich der wirklichen Tauchtiefe ist also + 2.5 %. Mit dieser Genauigkeit ist auszukommen, zumal der Fehler auf der sicheren Seite liegt und dadurch nie eine zu geringe Tiefe ermittelt wird.
  • Damit ergeben sich die spezifischen Anforderungen an ein Druckmeßsystem, wie es gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der später beschriebenen Anzeigeeinrichtung verwendet wird, nämlich an einen Absolutwert - Druckaufnehmer von 0 - 10 bar, damit der Höhenbereich 0 - 4000 m über Meer und der Wassertiefenbereich 0 - 80 m erfasst werden können.
  • Um eine genügend grosse Genauigkeit der Höhenmessung und Tauchtiefenmessung gewährleisten zu können, darf der relative Fehler 3.5 % nicht überschreiten.
  • Die Empfindlichkeit
  • Figure imgb0003
  • muss so gross sein, dass eine Druckänderung von 0,01 bar = 100 m Luftsäule = 10 cm Wassersäule eine Spannungsänderung ergibt, die nach der Verstärkung und der A/D - Wandlung digital mindestens einem Digit der niedrigsten Wertigkeit entspricht; als Binär-Wert dargestellt (E)2 ≽ (1)2
  • Es wurde bereits erwähnt, dass Wiederholungstauchgänge innerhalb von 12 Stunden bei der Bestimmung der Dekompressionsparameter mit zu berücksichtigen sind. Hierauf soll nachstehend etwas genauer eingegangen werden. Es wurde auch schon gesagt, dass die verschiedenen Repetitivgruppen mit Buchstaben bezeichnet werden und zu einem Zeitzuschlag nach der Zeitzuschlagtabelle führen.
  • Fig. 4 zeigt die graphische Darstellung eines Repetitivtauchganges mit einer Tauchzeit T2 nach einem vorangehenden Tauchgang mit einer Tauchzeit T1 und einer Dekompressionszeit D sowie nach einem Oberflächenintervall Oi. Beispielsweise beträgt die Tauchzeit T1 50 min und die Dekompressionszeit D auf Grund dieser Tauchzeit und der Tiefe (10m) 3 min, womit sich nach dem Auftauchen und mit Beginn des Oberflächenintervalles eine Repetitivgruppe f ergibt. Das Oberflächenintervall Oi beträgt gemäss Fig. 4 100min. Dabei nimmt der überschüssige Gasgehalt im Körper des Tauchers ab und es kommt zu einer Repetitivgruppe C, die einer geringeren Gasmenge entspricht. Dies lässt sich der Oberflächenintervall-Tabelle entnehmen. Der Taucher, welcher sich nun in der Repetitivgruppe C befindet, will auf 30 m abtauchen. In der C-Zeile der Zeitzuschlagstabelle findet er in der 30 m Kolonne den Zeitzuschlag 10 min. Dieser bedeutet, dass sich im Körper des Tauchers noch soviel Gas befindet, wie wenn er bereits 10 min auf 30 m gewesen wäre. Für die Ermittlung einer angemessenen Dekompression muss nun also der Zeitzuschlag zur neuen, realen Tauchzeit hinzugezählt werden. Beträgt die reale Tauchzcit nun z.B. 20 min, so muss er den Dekompressionsplan für 30 min auf 30 m wählen.
  • Nun ist ein Repetitivtauchgang nach Fig. 4 bei gleichbleibender Meereshöhe bestimmt der häufigste fall. Was aber geschieht, wenn der Taucher das Gewässer und die Meereshöhe wechselt, sei an Hand der fig. 5 besprochen.
  • In grösserer Höhe sind die Zeiten, mit denen eine bestimmte Repetitivgruppe erreicht wird, kürzer. Es ist erlaubt, in der Höhe das Oberflächenintervall mit einem tieferen Tabellensatz zu berechnen; das Umgekehrte jedoch ist nicht statthaft.
  • Beispiel nach Fig. 5
  • 1. Tauchgang 450 m über Meer, 40 min in 30 m; nach dem vorgeschriebenen Dekomprimieren unter Wasser ist der Taucher um 11.01 Uhr aus dem Wasser und befindet sich nun in Gruppe J. Mit einem Helikopter wird er nun zu einem Bergsee auf 1400 m über Meer geflogen. Um 12 Uhr hat er die Höhengrenze 700 m über Meer überstiegen. Zu diesem Zeitpunkt ist er in der Gruppe G, was ihm eine Flughöhe bis 2000 m über Meer erlaubt. Um 12.55 Uhr ist er bereit zum neuen Tauchgang. Nach der Oberflächenintervall-Tabelle 0 - 700 m über Meer befand er sich ab 12.06 Uhr in der Gruppe F. Die restlichen 49 min Oberflächenintervall-Zeit berücksichtigt er im Tabellensatz 701 - 1500 m über Meer und kommt um 12.55 Uhr von der Gruppe F in die Gruppe D. Entsprechend seiner neuen Tauchtiefe sucht er sich nun den Zeitzuschlag heraus. Um 13.30 Uhr ist der Tauchgang beendet, und er befindet sich nun in der Gruppe G. Um 15.10 Uhr unterschreitet er die Höhengrenze 700 m über Meer. Im Tabellensatz 701 - -1500 m über Meer befand er sich nach 90 min Oberflächen intervall (d.h. um 15.00 Uhr) in der Gruppe C. Das weitere Oberflächenintervall nach 15.00 Uhr wird im Tabellensatz 0 - 700 m über Meer berücksichtigt, da die Oberflächenintervall-Tabelle 701 - 1500 m über Meer keine Gültigkeit mehr hat, wenn die Grenze 700 m über Meer unterschritten wurde.
  • Aufbau der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung:
    • Die obigen Ausführungen zeigen, dass die Handhabung der Tabellen verhältnismässig umständlich ist und es daher unmöglich ist, damit dem Taucher zu jedem Zeitpunkt eines Tauchganges diejenigen Informationen zu geben, die er eigentlich nötig hätte. Die bisher bekannten Tauchcomputer haben das Ablesen der Tabellen lediglich automatisiert, ohne dabei eine Umrechnung der aktuellen in die äquivalente Grundzeit, eine Einbezichung des tatsächlichen Luftdruckes (der gemäss Fig. 3 erheblichen Schwankungen ausgesetzt sein kann) bzw. der Repetitivzeitzuschläge, oder eine laufende Anzeige der jeweils erforderlichen Auftauchzeit zu ermöglichen. Insgesamt waren also die von ihnen erhältlichen Angaben mit grossen Ungenauigkeiten behaftet. Hier Abhilfe zu schaffen und dem Taucher eine möglichst genaue Information, insbesondere über die Dekompressionsparameter, zu vermitteln, ist Ziel der Erfindung.
  • Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, mit dessen Hilfe dieses Ziel verwirklicht werden kann. Dabei werden einer Wandlereinrichtung 5 der Umgebungsdruck (d.h. sowohl Luftwie auch Wasserdruck) von zumindest einem Druckmesser 6 als Eingangsgrösse zugeführt. Eine weitere Eingangsgrösse liefert ein Zeitgeber (Timer) 7, der - wie aus der späteren Beschreibung ersichtlich wird - auch in die Wandlereinrichtung integriert seen kann. Schliesslich muss auch noch eine Spannungsversorgungsschaltung 8 vorgesehen sein, die über einen willkürlich, d.h. unmittelbar manuell oder allenfalls über eine Fernsteuerung, betätigbaren Hauptschalter 9 einschaltbar ist.
  • Innerhalb der Wandlereinrichtung 5 wird nicht nur Beginn und Ende eines Tauchganges samt seinem Verlauf aufgenommen, sondern vorzugsweise auch die Vorgeschichte, um so die Repetitivzeitzuschläge berücksichtigen zu können. Hiezu ist es natürlich erforderlich, dass die Wandlereinrichtung 5 selbst und/oder an sie angeschlossene Speichereinrichtungen das zugehörige Tabellenmaterial gespeichert erhalten. Zweckmässig erfolgt die Verarbeitung der Signale in digitalisierter Form, weshalb es zumindest für den Analogsignale liefernden Druckmesser 6 notwendig sein wird, einen Analog/Digitalwandler innerhalb der Wandlereinrichtung 5 vorzusehen.
  • Als Ausgangsgrössen einer solchen Wandlereinrichtung 5 lassen sich ein Richtwert At für die zu erwartende Auftauchzeit (inklusive der Dekompressionszeit), die Dekompressionsparameter D (d.h. Tiefenstufen und Zeiten für die Dekompression), die Tiefenangaben Tm (wie aktuelle Tiefe und maximale Tiefe), sowie die Gesamttauchzeit Tt ermitteln. Ferner ist es aber auch zweckmässig, wenn Abnormfunktionen angezeigt werden, d.h. fehlerhaftes Verhalten des Tauchers und/oder des Anzeigegerätes selbst. So kann eine Anzeige Va für das Ueberschreiten der maximalen Auftauchgeschwindigkeit des Tauchcrs und wenigstens eine weitere Anzeige An vorgesehen sein, die ein Batterieüberwachungssignal bei unzureichender Energiezufuhr und/oder ein Signal dann liefert, wenn Werte auftreten, die in den abgespeicherten Tabellen nicht vorkommen, etwa weil der Taucher in unzulässiger Weise die maximale Tiefenstufe von 70 m nach unten zu überschritten hat.
  • Obwohl die Anzeigeeinrichtung selbstverständlich in einem drucksichercn Gehäuse untergebracht werden muss, kann des weiteren ein Leckfühler mit einer entsprechenden Anzeige vorgesehen sein. Ferner muss zwar die Anzeigeeinrichtung am Körper des Tauchers, zweckmässig am Arm, unverlierbar befestigbar sein, doch kann er für den Fall eines Verlustes (etwa beim Abnehmen, weil das Gerät bei der Arbeit unter Wasser stört) einen Bewegungsdetektor beinhalten, der bei Fehlen einer vom Taucher verursachten Bewegung nach kurzer Zeit ein optisches, akustisches und/oder sonstwie anpeilbares Signal zur Erleichterung des Wiederauffindens auslöst.
  • Bei Ansprechen der Anzeige An zur Anzeige der Tatsache, dass das Tabellenende erreicht ist, können die Dekomionsparameter (Ausgangsgrössen D) nicht mehr exakt pressionsparameter (Ausgangsgrössen D) nicht mehr exakt ermittelt werden. Es wird später noch erläutert werden, dass für diesen Fall ein Nebenschluss zur eigentlichen Wandlereinrichtung vorgesehen sein kann, durch welche Nebenschluss-schaltung dem Taucher die aktuelle Tauchtiefe und die Tauchzeit angezeigt bleibt, jedoch die Dekompressionsbedingungen und die Auftauchzeit gelöscht werden, weil dieselben infolge Abnormverhalten des Tauchers nicht mehr berechnet werden können. Beispielsweise wird bei einem Notaufstieg ohne Einhaltung des vorgeschriebenen Dekompressionshaltes, um den Taucher nicht völlig ohne Information zu lassen, ihm zusätzlich die maximal erreichte Tauchtiefe angezeigt, damit er mittels der Tauchzeit und der maximal erreichten Tauchtiefe nach Eigenimprovisation einen Dekompressionsplan für sich bestimmen kann.
  • Insgesamt ist also eine Ausführung der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung zweckmässig so konzipiert, dass der Taucher sie bloss mittels des Hauptschalters 9 - vor seinem Eintritt ins Wasser: - ein- bzw. auszuschalten hat. Danach arbeitet die Einrichtung vollautomatisch und ihre Bedienung reduziert sich auf das Beobachten der Anzeige. Diese Einfachheit der Handhabung wird der Taucher wohl zu schätzen wissen, weil das Konzentrationsvermögen, des Tauchers mit zunehmender Tauchtiefe narkotisiert wird und seine Benommenheit zunimmt. Im Extremfall kann die Narkotisierung in einen Tiefenrausch ausarten, der schon manchem Taucher zum tödlichen Verhängnis wurde. Umso wichtiger ist daher eine gut lesbare und verständliche Anzeige, in der nur diejenigen Werte angezeigt werden, die der Taucher wirklich benötigt.
  • Da jeder Taucher in voller Montur oft zahlreiche Geräte mitzunehmen hat, ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung zusätzlich die Funktion anderer Geräte mitübernimmt. So kann damit leicht der herkömmliche Tiefenmesser und die Taucheruhr ersetzt werden. Ebenso hat sie die Funktion des Höhenmessers mit einer Auflösung von wenigstens 100 m zu übernehmen. ferner soll die Einrichtung programmtechnisch folgendes erfassen, um die Auftauchbedingungen berechnen zu können, ob der Taucher:
    • - sich an Land oder im Wasser befindet;
    • - an der Wasseroberfläche schwimmt;
    • - am Abtauchen ist;
    • -vorschriftsgemäss auftaucht,
    • - schneller als mit 10m/min auftaucht,
    • - zu langsam auftaucht;
    • - ohne oder mit Vorbelastung aus vorangegangenen Tauchgängen taucht;
    • - die abzuarbeitende Tabelle in ihren Werten überschreitet;
    • - die Nullzeitgrenze überschritten hat;
    • - dekomprimieren muss;
    • - die Dekompression begonnen hat;
    • - die Dekompression vorschriftsgemäss beendet hat;
    • - die Dekompression nicht vorschriftsgemäss beendet;
    • - die Anzeigeeinrichtung - vor dem Einstieg ins Wasser eingeschaltet hat.
  • Wenn in der Anzeigeeinrichtung zusätzlich noch eine Tageszeituhr realisiert ist, so muss die Betriebsbereitschaft der Anzeigeeinrichtung - auch mehrere Tage andauern. Andernfalls würde sich eine Tageszeituhr nicht lohnen. Des weiteren kommt hinzu, dass bei der Berücksichtigung einer Tageszeituhr die Bedienung nicht mehr beim Aus- und Einschalten des Gerätes bleibt, weil diese Uhr auch gesetzt werden kann und unabhängig die Möglichkeit bieten muss, dass der Taucher die Tageszeit lesen kann.
  • Fig. 7 zeigt das Anzeigefeld einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemässen Anzeigeeinrichtung. Wie bereits geschildert, muss die Anzeige in unterschiedlichen Betriebszuständen verschiedene Anzeigen liefern. Die wichtigsten Betriebszustände sind "Decocompute" (Normalfall) und "Out of Range". Diesen Hauptbetriebszuständen sind weitere Betriebszustände unterlagert:
    • 1. Maximale Aufstiegsgeschwindigkeit überschritten ("Ascent-Rate")
    • 2. Countdown für die Dekompressionshalte ("Decompression-Countdown", nur dem "Decocompute" unterlagert)
    • 3. Power-Down
    • 4. Software-Error
  • In einer praktischen Ausführung ist die Anzeige mit vier 4-stelligen LCD-Ziffernanzeigen 13-16 und mit drei LED-Anzeiger 10-12 realisiert.
  • LCD-Anzeigen sind zwar wegen ihres geringen Stromverbrauches und der guten Lesbarkeit bei diffusem und gebündeltem Lichteinfall vorteilhafter, doch sind für die wichtigsten Anzeigen LED-Anzeigeeinrichtungen zu wählen, weil in maximaler Tiefe und insbesondere bei Dunkelheit LCD-Anzeigen sehr schwer oder nicht mehr ablesbar sind. Um bei den LED-Anzeigen Strom zu sparen, können diese gegebenenfalls getaktet betrieben werden. Beispielsweise würde die Ansteuerung über einen astabilen Multivibrator mit einem Taktverhältnis von 1: 1 theoretisch bereits 50 der hiefür benötigten Energie einsparen, doch mag unter Umständen ein geringeres Taktverhältnis von Leucht- und Löschzeit, z.B. 1: 2 oder 1: 3, ausreichend sein. Gewünschtenfalls kann hiefür ein Umschalter vorgesehen sein, durch den die LED-Anzeigen oder nur eine Auswahl davon wahlweise von Dauerauf Taktbetrieb umschaitbar sind. Auch mag im Stromkreis des astabilen Multivibrators ein einstellbarer Widerstand zur Veränderung des Taktverhältnisses vorgesehen sein. Zweckmässig ist dann die Einstellhandhabe für diesen Einstellwiderstand mit der Handhabe für den genannten Umschalter zu einer einzigen Handhabe vereinigt.
  • Bei der Ausführung nach Fig. 7 sind drei LED-Anzeigen 10, 11, 12 vorgesehen, mit denen folgendes angezeigt wird:
    • Die Leuchtdiode 10 leuchtet jeweils auf, sobald die maximal zulässige Auftauchgeschwindigkeit von 10m/min überschritten wird.
  • Mit Hilfe der Leuchtdiode 11 wird angezeigt, dass die Zählung der Dekompressionszeit begonnen hat. Sie leuchtet auf, sobald die jeweils tiefste Dekompressionstiefenstufe - für einen bestimmten Tauchgang erreicht wurde und erlischt mit dem Ende der Dekompression, gleichgültig, ob diese vorschriftsmässig oder unvorschriftsmässig beendet wurde. Allenfalls kann ein unvorschriftsmässiges Verhalten des Tauchers durch Blinksignale dieser Leuchtdiode 11 angezeigt werden.
  • Die Leuchtdiode 12 zeigt an, wenn das Tabellenende der gespeicherten Tabellen aus irgend einem Grunde überschritten wird bzw. die Anzeigeeinrichtung aus einem anderen Grund aus ihrer normalen Funktion kommt. Diese Leuchtdiode 12 kann dann nur mehr dadurch gelöscht werden, dass der Hauptschalter 9 an der Wasseroberfläche kurzfristig ausgeschaltet wird.
  • Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass ausser den LED-Anzeigen 10, 11 und 12 auch noch, insbesondere jeweils vierstellige, Flüssigkristallanzeigen (LCD's) 13 bis 16 vorgesehen sind. Sie dienen zur Anzeige von Zahlen und sind als Segmentanzeigen ausgebildet.
  • Es wurde bereits ausgeführt, dass die Hauptbetriebszustände mit den Namen "Decocompute" und "Out of Range" bezeichnet werden, in welch letzterem Fall die Leuchtdiode 12 aufleuchtet. Dadurch wird angezeigt, dass die Funktion wenigstens der Anzeige 16a mit Hilfe einer Umschalteinrichtung verändert wurde, d.h. dass die Flüssigkristallanzeige 16 durch Umschalten an einen anderen Signalgeber angeschlossen wurde, welche Möglichkeit in Fig. 7 dadurch ersichtlich gemacht wurde, dass das linke Feld der Anzeige 16 die Beschriftungen DEDEK und DEMAXD trägt. Auf diese Weise wird eine Anzeige eingespart, was sowohl einen kostenmässigen wie auch einen platzmässigen Vorteil bedeutet.
  • Unter "Decocompute" versteht man den Zustand der Anzeigeeinrichtung,solange sie nach den abgespeicherten Tabellenwerten und deren Abarbeitungsvorschrift arbeiten kann und darf, d.h.
    • - wenn der Taucher die Anzeigeeinrichtung ausserhalb des Wassers (bevor der Taucher sich ins Wasser begibt) eingeschaltet hat;
    • - wenn der Taucher nicht eher an die Oberfläche zurückkehrt, als bis er nach den angezeigten Dekompressionsbedingungen zu Ende dekomprimiert hat;
    • - solange der Tauchgang die abgespeicherten Tabellen in ihren Maximalwerten nicht überschreitet; und
    • - solange die Anzeigeeinrichtung nicht in einen Software-Error läuft.
  • Während des Betriebszustandes "Decocompute" sind folgende Werte anzuzeigen:
    • - Die Gesamttauchzeit, welche vom Beginn des Abtauchens bis zum Erreichen des Oberflächenbereichs verstreicht, in Minuten: DIVET in Feld 13.
    • - Die jeweils aktuelle Tauchtiefe auf halbe Meter genau: DEPTH in Feld 14.
    • - Die Auftauchzeit (inkl. der jeweils vorgeschriebenen Dekompressionszeit) in Minuten: UPDIVT (in Feld 15), die der Taucher in jedem Zeitpunkt des Tauchens zu erwarten hat, wenn er mit der maximal zulässigen Auftauchgeschwindigkeit auftaucht.
    • -Die jeweils aktuelle Dekompressionstiefenstufe, das ist während des Tauchens die jeweils tiefste Dekompressionstiefe, und während des Dekomprimierens diejenige Tiefe, auf der gerade zu dekomprimieren ist, auf ganze Meter genau: DEDEK in Feld 16a.
    • - Die aktuelle Dekompressionszeit in Minuten: DEKOT in Feld 16b. Das ist die jeweils vorgeschriebene Dekompressionszeit auf der Dekompressionstiefenstufe DEDEK.
  • Diese Anzeigen sind aus Fig. 7 ersichtlich, wobei gleichzeitig die Leuchtdiode 12 gelöscht bleibt und die beiden Leuchtdioden 11 und 10 nur aufleuchten, wenn die entsprechenden Ereignisse eintreten.
  • Im Hauptbetriebszustand "Out of Range" wird die Wandlereinrichtung 5 (vgl. Fig. 6) durch einen Nebenschluss überbrückt (zweckmässig innerhalb eines einzigen integrierten Kreises vorgesehen), so dass die Anzeigeeinrichtung nur noch die Funktion eines Tiefenmessers mit Schleppwertzeiger und eines Tauchzeit-Timers ausführt. Der Anzeigebetrieb "Out of Range" tritt ein, sobald die Anzeigeeinrichtung nicht mehr nach den abgespeicherten Tabellenwerten und deren Abarbeitungsvorschriften arbeiten kann.
  • Im Betriebszustand "Out of Range" werden die Dekompressionszeiten, die Dekompressionstiefen und die Auftauchzeit nicht mehr ermittelt und die bis dahin angezeigten Werte UPDIVT, DEDEK und DEKOT gelöscht. Anstelle DEDEK wird nun im Feld 16 a die vorher ohne Anzeige gespeicherte, maximal erreichte Tauchtiefe: DEMAXD des bis dahin ausgeführten Tauchganges angezeigt.
  • Wie erwähnt, dient dazu eine in der Anzeigeeinrichtung vorgesehene und zweckmässig mitintegrierte Umschaltein richtung. Falls etwa bei Eintritt dieses Hauptbetriebszustandes die Leuchtdiode 11 aufgeleuchtet haben sollte, verlöscht sie während dieses Betriebszustandes, wie auch die Anzeigen 15 und 16b gelöscht werden. Nur die Leuchtdiode 12 leuchtet ständig, um den veränderten Betriebszustand anzuzeigen, wogegen die Leuchtdiode 10 ihre normale Funktion weiterhin erfüllt.
  • Neben diesen Hauptbetriebszuständen wurden oben noch vier weitere Betriebszustände erwähnt. Hievon wurde bereits erläutert, dass im Betriebszustand "Ascent-Rate", d.h. also bei Ueberschreiten der maximal zulässigen Auftauchgeschwindigkeit die Diode 10 aufleuchtet, und dass mit Beginn des Betriebszustandes "Decompression-Countdown", d.h. mit Beginn der Zählung der Dekompressionszeit ab Erreichen der jeweils untersten Dekompressionsstufe, die Diode 11 1 aufleuchtet.
  • Der drittgenannte Betriebszustand "Power-Down" ist ein Betriebszustand, in dem die Anzeigeeinrichtung auf das Absinken der Batteriespannung auf einen kritischen Wert aufmerksam machen soll. Praktisch kann dies so geschehen, dass die LCD-Anzeige(n) des jeweiligen Hauptbetriebszustandes, z.B. im 0,5 sek-Takt, blinken, sobald die Batteriespannung unterhalb eines für die nächsten zwei Stunden ausreichenden Wertes abgesunken ist. Wie bereits erläutert, wird durch die Ansteuerung der Anzeigen über einen astabilen Multivibrator Strom gespart, was gerade in diesem Betriebszustand von Bedeutung ist.
  • Unter dem viertgenannten Betriebszustand "Software-Error" ist jener Zustand zu verstehen, in dem aus programmtechnischen Gründen ein Fehler auftritt. Dies setzt voraus, dass die Programme für die Anzeigeeinrichtung entsprechend erstellt sind, d.h. im praktischen Falle sind die Programme so aufgebaut, dass die Anzeigeeinrichtung selbst einen Fehler im zeitlichen Ablauf der Programme erkennen kann und die Anzeige dadurch auf den Betriebszustand Software-Error umschaltet. Ab diesem Zeitpunkt sind alle Funktionen der Anzeigeeinrichtung ausser Betrieb. Damit sind alle LCD-Anzeigen gelöscht. Lediglich im Anzeigefeld der Tauchzeit erscheint im ersten Digit ein E zur Kennzeichnung des Errors. Die LED's sind alle gelöscht.
  • Dem Ausführungsbeispiel lagen die nachstehend zusammengefassten Ueberlegungen zugrunde:
    • Zum Arbeiten mit den Tabellen braucht der Rechner die Daten des Tauchganges, im wesentlichen die Tiefe und die Zeit. Die Tiefe wird aus dem Wasserdruck bestimmt, die Zeit wird in einer internen Uhr nachgeführt.
  • In einem Display müssen dem Taucher die berechneten Daten und etwaigen Fehlermeldungen angezeigt werden können.
  • Der Taucher muss die Möglichkeit haben, das Gerät ein- und ausschalten und das Gerät in den Anfangszustand zurücksetzen zu können. Sofern ein Uhrbetrieb vorgesehen ist, muss er die Uhrzeit eingeben und eventuell den Anzeigemodus auf Anzeige der Uhrzeit umschalten können.
  • Bei der zur Erreichung dieser Zielsetzungen erforderlichen Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung ist zu berücksichtigen, dass das Gerät batteriebetrieben sein soll, d.h. es steht eine Betriebsspannung von ca. 5 - 8 V zur Verfügung; jede Spannung darüber oder mit anderem Vorzeichen muss mit dem entsprechenden Aufwand aus der Batteriespannung erzeugt werden; um eine zu schnelle Entladung der Batterie zu vermeiden, muss die Schaltung so ausgelegt werden, dass sie möglichst wenig Leistung verbraucht. Die Batteriespannung ist zu kontrollieren, und wenn sie unter ein bestimmtes Minimum sinkt, ist dies anzuzeigen; um einen Batteriewechsel im wasser- und drucksicheren Gehäuse zu umgehen, ist zweckmässig ein aufladbarer Akkumulator zu verwenden.
  • Das Gerät sollte in ein bis 100 m Wassertiefe druckfestes Gehäuse eingebaut werden, d.h. Verbindungen nach aussen, wie Ladeanschluss für den Akku, Schalterachsen, u.s.w. stellen einen grossen mechanischen Aufwand dar und sollten auf ein Minimum reduziert werden.
  • Das Herz der Wandlereinrichtung 5 ist ein Mikroprozessor 27, der u.a. - wenn er mit einem Programm belegt wird - als Rechner arbeitet und daher im folgenden meist kurz als Rechner bezeichnet wird. Für eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Anzeigevorrichtung wird ein Single-Chipcomputer 8748 von Intel verwendet. Dieser enthält Ik EPROM sowie 64 RAM-Plätze (inklusive Arbeitsregister und Stack), d.h. Platz für 64 Variable. Wenn man davon den Stack und die Arbeitsregister (1 Bank) abzieht, bleiben noch ca. 45 Variable zur freien Benützung. für die Tabellen und das Programm steht Ik zur Verfügung. Mit zusätzlichen Bausteinen ist der ROM- und RAM-Bereich ausbaubar.
  • Eine Abschätzung der Tabellengrössen ergibt, dass für die Tabellen 3k Zusatzspeicher (ROM) benötigt werden.
  • Der gewählte Rechner verfügt über einen internen Zeitgeber/Zähler, der parallel und unabhängig vom Programm läuft. Diesen Timer/Counter braucht man, um alle Zeitzähler im Programm zu erhöhen, und um das Programm mit der Uhrzeit zu synchronisieren. Das Hauptprogramm kann mit dem Timer/Counter auf folgende Weisen verkehren:
    • - Setzen des Timer/Counter
    • - Abfragen des
    • - Starten des "
    • - Stoppen des
    • - Abfragen eines Timerflags, das einen Timeroverflow anzeigt.
  • Der Zeitgeber kann auch direkt über einen Unterbrecher "Timerinterrupt" (bei jedem Timeroverflow) ins laufende Programm eingreifen.
  • Je nachdem, ob man einen blossen Zähler oder einen Zeitgeber braucht, kann man gemäss der Darstellung in Fig. 8 den Eingang T 1 oder den Rechnertakt (geteilt durch 32 mittels einer Divisionsstufe 23) auf den Timer/Counter schalten. Hiezu sei sinnbildlich ein Umschalter wahlweise mit einer von zwei Klemmen 18, 19 oder einer Stop-Klemme 20 verbindbar. Aus dem Blockschaltbild der Fig. 8 sind auch die wichtigsten Befehle und ihre Wirkungen ersichtlich.
  • Um das Hauptprogramm im 0.5 Sekunden-Takt zu starten, wird der Timer/Counter als Interrupt-Timer geschaltet. Dies bringt mit sich, dass die Quarzfrequenz für den Rechnertakt bestimmt und ein Timerinterrupt-Programm (HTIME) geschrieben werden müssen.
  • Als Quarzfrequenz wird 6MHz gewählt. Die Zyclusfrequenz des Rechners ist 15 mal kleiner als die Quarzfrequenz, also 400kHz. Alle 32 Maschinenzyklen, also alle 80 11S wird der Interrupt-Timer um 1 erhöht. Der Interrupt-Timer ist ein 8 Bit Register. Durch gezieltes Setzen dieses Registers sind Zeiten zwischen 80 11S und 256 x 80gs = 20.48 ms realisierbar. Diese Zeiten sind für die vorgesehene Anwendung zu kurz und müssen durch ein Hilfstimerprogramm verlängert werden, das aus 25 Timerinterrupts den 0.5 s Takt generiert.
  • Da der Timerinterrupt ca. alle 20ms die Kontrolle von irgendeiner Stelle im Hauptprogramm an das Hilfstimerprogramm übergibt, sollte das Hilfstimerprogramm möglichst wenige Register benötigen, da diese vom Hauptprogramm nicht mehr benützt werden können.
  • Mindestens ein Register muss entweder als Hilfstimer oder als Pointer zum Hilfstimer reserviert werden. Es ist ein Programm anzustreben, das für den Hilfs-Timer und für das Setzen des Interrupt-Timers möglichst nur ein Register benötigt.
  • Um ein möglichst einfaches Hilfstimerprogramm zu erhalten, lässt man den Interrupt-Timer einige Male vollaufen und initalisiert ihn jedesmal vor dem Sprung ins Hauptprogramm (für den ersten Durchlauf) mit einem Korrekturwert.
  • Bestimmen des Korrekturwertes für den Interrupt- Timer
    • - Zeitabstand der 24 "normalen" Timerinterrupts: 20.4 ms
    • - Zeit für 24 Timerinterrupts: 24 x 20.48 ms = 491.52 ms
    • - Zeitdifferenz zur halben Sek: 500 - 491.52 = 8.48 ms
    • - Benötigte Anzahl Timerinterrupts: 8.48 ms/80 µs = 106
    • - Um zur gewünschten Zeit einen Timeroverflow, der ja den Interrupt auslöst, zu erhalten, muss der Interrupt-Timer auf 256-106 = 150 initialisiert werden. Auf das genannte Hilfstimer-Programm HTIME soll später bei Beschreibung der Programme eingegangen werden. Jedenfalls ist aus obigem ersichtlich, wie in einer praktischen Verwirklichung der an Hand der fig. 6 beschriebene Zeitgeber 7 aufgebaut sein kann.
  • Da die Stromversorgung 8 (fig. 6) hinsichtlich ihres Aufbaues herkömmlicher Art sein kann, soll darauf im einzelnen nicht näher eingegangen werden und vielmehr an Hand der fig. 9A und 9B die Eingabe des dritten Eingangswertes, nämlich desjenigen des Druckmessers 6 sowie die übrige Schaltung verdeutlicht werden.
  • Es wurden oben bereits einige Anforderungen an den Druckmesser genannt. Dieser muss überdies see- und salzwasserbeständig sein, muss ein elektrisches Ausgangssignal zur weiteren Verarbeitung liefern, soll ausserdem kleine Abmessungen besitzen und billig sein.
  • Die gebräuchlichsten Systeme für elektrische Druckmessung sind. Messdosen mit aufgeklebten Dehnmeßstreifen (DMS) und piezoresistive Aufnehmer. Für die erfindungsgemässe Anzeigeeinrichtung wurde ein piezoresistives System gewählt, weil dies gegenüber denjenigen mit DMS folgende Vorteile hat:
    • - es liefert ein grösseres Ausgangssignal und erfordert daher nur eine einfachere oder gar keine Verstärkerschaltung;
    • - es hat dann auch eine geringere Anfälligkeit für Störsignale wie Thermospannungen etc.;
    • - Das einkristalline Material mit eindiffundierten Widerständen ist nicht geklebt wie bei den DMS und zeigt damit eine viel kleinere Hysterese (kein Kriechen des Klebstoffes) und keine Ermüdungserscheinungen (solange die Zelle im Nennbereich betrieben wird).
    • - Die Herstellung nach den Gesetzen der Halbleiterpysik ist einfacher und ermöglicht Grosserienfertigung zu viel günstigeren Preisen.
  • Der gewählte Druckaufnehmer besitzt noch die Vorteile eines Druckbereiches von 0 bis 10 bar und damit eines Messbereiches bis 90 m Wassertiefe und liegt in einem robusten Stahlgehäuse, wobei der Aussendruck auf eine gegen Salzwasser beständige Stahlmembrane wirkt.
  • Das mit Hilfe eines Verstärkers 21 verstärkte kontinuierliche Signal des Druckmessers 6 soll zweckmässig in ein rechnerkonformes, quantisiertes Signal umgewandelt werden, zu welchem Zweck ein Analog/Digitalwandler 22 vorgesehen ist, der das verstärkte Ausgangssignal des Druckmessers 6 erhält. Verwendet wird ein Analog/ Digitalwandler mit 8 Bit Auflösung, weil der Rechner nur 8 Bit parallel verarbeiten kann. Um mit 8 Bit Auflösung im Nullpunkt, zur Messung der Höhe über Meer, genügend genau messen zu können, muss eine Messbereichsumschaltung vorgenommen werden können. Dies ist auf folgende Arten möglich:
    • - durch Umschalten der Verstärkung des Eingangsverstärkers (Differenzverstärkers) 21 gemäss Fig. 9A, ,
    • - durch Umschalten der Referenzspannungsquelle 39 des Analog/Digitalwandlers 22 gemäss Fig. 9A;
    • - durch Beschalten eines höher auflösenden Analog/Digitalwandlers und zwar so, dass je nach benötigter Auflösung entweder die oberen oder die unteren 8 Bit auf den Bus geschaltet werden.
  • Für die Speisung des Druckmessers 6 wäre an sich eine exakte Stromquelle nötig und ebenso wäre eine genaue Referenzspannungsquelle erforderlich. Auf beide stabilisierten Quellen kann aber verzichtet werden, wenn man erkennt, dass der Druckmesser mit der Referenzspannungsquelle 24 praktisch eine Widerstandsbrücke bildet, die sich in an sich bekannter Weise unmittelbar an Betriebsspannung legen lässt, wobei die Referenzspannung der Referenzspannungsquelle 24 mit einem einefachen Widerstandsspannungsteiler ebenfalls an der Betriebsspannung liegt, deren Einflüsse sich so gegenseitig aufheben, wobei das gewonnene Signal am Ausgange des Analog/Digitalwandlers proportional ist.
  • Um stabilisierte Referenzquellen einzusparen, wird der Druckmesser direkt an die 5V-Betriebsspannung (statt an 14 V) angeschlossen. Dadurch sinkt das Ausgangssignal des Druckaufnehmers. Dieses Signal ist zu klein für den Analog/ Digitalwandler 22 und muss somit um ca. den Faktor 12 verstärkt werden, so dass es zwischen 0 und 4 V liegt. Der Verstärker 21 muss dann so ausgelegt werden, dass man mit einer Betriebsspannung von nur 5 V auskommt, und dass der Verstärker 21 selbst einem kleinen Eingangssignal nach Null folgen kann ("normale" Operationsverstärker benötigen meist kommt nur bis ca. 2 V an die Speisespannung heran). Als Verstärker wurde ein Differenzverstärker 21 gewählt, auf den noch später eingegangen werden soll.
  • Von den weiters aus den Fig. 9A und 9B ersichtlichen Schaltungsteilen sei eine Vergleicherstufe 41 nach der Differenzierstufe 26 mit später noch erläutertem Zweck, und vor allem der Rechner 27 genannt, der zusammen mit einer Speicherstufe 28 (EPROM) den Kern der Wandlereinrichtung zur Umwandlung und Auswahl der aktuellen bzw. der äquivalenten Grundzeit unter Berücksichtigung der übrigen genannten Parameter bildet. Zwischen Speicher 28 und Wandler 27 ist noch ein Zwischenspeicher (latch) zur Adressierung des Speichers 28 geschaltet.
  • Als periphere Komponenten des Rechners 27 sind also vorgesehen:
    • - ein Tabellen- und Programmspeicher, beides in der Speicherstufe 28
    • - ein Zwischenspeicher (latch) 29
    • - der Analog/Digitalwandler 22
    • - die Flüssigkristallanzeigen 13 bis 16
    • - die Leuchtdiodenanzeigen 10 bis 12
    • - falls Tageszeitanzeige erwünscht ist, noch zwei Schalter S3 und S4.
  • Zur Ansteuerung dieser Komponenten verfügt der Rechner 27 über:
    • - einen 8 Bit bidirektionalen Datenbus 42
    • - 2 statisch aufzuhaltende (gelatchte) 1/0-Ports zu je 8 Bit
    • - 2 Testeingänge (wovon, bei entsprechender Programmierung, einer als Eingang für den Zähler (Counter) und der andere als Taktausgang dienen könnte) TO und T1
    • - einen Interrupteingang 38
  • Um den Rechner voll auszunützen, und um mit möglichst wenig zusätzlichen Bauelementen (Latches, Drivers, u. dgl.) auszukommen, werden alle Ein- und Ausgabeleitungen verwendet und zwar wie folgt:
    • Der Datenbus wird für den Datentransfer vom Speicher 28 oder vom Analog/Digitalwandler 22 zum Rechner verwendet. Um nicht beide Komponenten gleichzeitig anzusteuern, muss mit einem Steuersignal der richtige Baustein angewählt werden (Steuerleitung: Port 2, Bit 4).
  • Port P1 wird zum Ansteuern des Displays verwendet, und zwar mit folgender Bitbelegung:
    Figure imgb0004
  • Die binäre Chipadresse wird in einem 1 aus 4 Decoder 36 in die Chip-Enable Signale umgewandelt. Da die Daten nur mit jeder positiven Flanke des Chip-Enable Signals vom LCD-Decoder-Driver übernommen werden, darf dieses Signal nicht statisch anliegen. Aus diesem Grund wird der 1 aus 4 Decoder mit dem ALE-Signal getaktet. (Das ALE-Signal erscheint einmal während jedem Rechnerzyklus.)
  • Port P2 wird zur Pageadressierung des Speichers zur Umschaltung Analog/Digitalwandler 22 - Speicher 28 und zur Ansteuerung der LED's (10-12) verwendet.
  • Bitbelegung:
  • Figure imgb0005
  • Die LED's 10-12 werden dabei über eine später noch beschriebene Sprungerkennungs- und Treiberstufe 35 angesteuert.
  • Die Adresse für einen Wert im externen Speicher 28 wird aus der Pageadresse (Port 2 Bit 0-3) und einer Adresse auf dem Datenbus gebildet. Der Adressteil, der üuf dem Datenbus übergeben wird, muss in einem Latch 29 (CMOS Zwischenspeicher) festgehalten werden.
  • Eingänge
  • Zum Anzeigen, dass die Batterie bald erschöpft ist, wird ein Power-Down-Detektor (Batteriespannungs-Schwellenschalter) TO verwendet. Logisch "0" am Eingang TO bedeutet, der Rechner 27 habe mit einer blinkenden Anzeige den Taucher auf die Beschränkung der noch verbleibenden Zeit hinzuweisen. Somit übernimmt der Rechner 27 auch die Funktion eines astabilen Multivibrators.
  • Wenn eine Uhr realisiert werden soll, sind die Eingänge T1 und 28 zum Setzen der Tageszeit und zum Umschalten des Anzeigemodus zu verwenden.
  • Das Port P1, sowie Bit 5 und 7 des Port P2 des Rechners 27 werden einer aus Fig. 9B schematisch gezeigten Anzeigeschaltung zugeführt, die die drei Leuchtdioden und die vier Flüssigkristallanzeigen beinhaltet, welch letzteren je eine Dekodier- und Treiberstufe 30 bis 33. vorgeschaltet ist. Der Aufbau dieser Dekodier- und Treiberstufen 30 bis 33 ist der Fig. 10 zu entnehmen, die nachstehend kurz beschrieben werden soll.
  • Als Dekodier und Treiberstufe 30-33 (LCD-Decoder-Driver) wurde der Baustein ICM7211 Typ AM von Intersil gewählt. Dieser Baustein enthält einen Oszillator, sowie alle benötigten Decodier- und Treiberstufen zum Ansteuern einer 4-stelligen Anzeige. Als externe Komponente wird ein frequenzbestimmender Kondensator benötigt. Der Typ AM ist mikroprozessorkompatibel und hat einen Code, der es erlaubt, eine Ziffer auszulöschen. Somit besteht die Möglichkeit, in der Anzeige führende Nullen zu unterdrücken.
  • Aus Fig. 10 ist erkennbar:
    • - Die Daten sind ziffernweise mit der entsprechenden Digitadresse zu übergeben. (Die Digitagresse ist ein 2 Bit BCD-Wort)
    • - Die Chipselectleitung dient der Chipauswahl, wobei eine Datenübernahme nur auf eine positive Flanke auf dieser Leitung hin erfolgen kann.
  • Für diese Schaltung nach Fig. 10 wird ein Code verwendet, der aus Fig. 11 ersichtlich ist. An diesem Code ist folgendes bemerkenswert:
    • - Zum Auslöschen einer Zahl ist lediglich der binäre Wert 1111 an die entsprechende Digitadresse zu senden.
    • - Es besteht bei diesem Code zudem die Möglichkeit, den Buchstaben "E" als Sonderzeichen für eine Fehlermeldung (Error) zu verwenden.
  • Dabei ist in Spalte B der Fig. 11 der Binärcode und in Spalte HD der Hexadecimal-Code angegeben.
  • Nachdem die zuletzt besprochenen Fig. 10 und 11 lediglich zur Erläuterung der sehr schematischen Fig. 9B dienen, sei nun ein Vergleich zwischen dem Detail 39 der Fig. 9A und zwei alternativen Ausführungen gemäss den Fig. 12 und 13 vorgenommen.
  • Bei der Besprechung des Analog/Digitalwandlers 22 wurde oben darauf hingewiesen, dass dieser nur eine Auflösung von 8 Bit besitzt. Ferner wurde festgestellt, dass deshalb eine Umschaltung des Bereiches vorgenommen werden muss. Auf diese Weise kann man mit billigeren Bausteinen, z.B. mit dem 8-Bit-ADC gegenüber einem höheren Bit-ADC, das Auslangen finden. Ebenso kann eine Bereichsumschaltung dann von Vorteil sein, wenn der Druckmesser 6 nicht ohne weiteres zur Messung des Wasser- wie des Luftdruckes in der Lage ist. Für beide Fälle kann eine einzige Umschalteinrichtung Verwendung finden, bei der die Referenzspannungsquelle 24 entsprechend umgeschaltet wird.
  • Es wurde oben bereits darauf hingewiesen, dass zu diesem Zwecke die Verstärkung des Impedanzwandlers 40 in der Weise umgeschaltet werden kann, wie es die Fig. 12 zeigt, und wobei die Referenzspannungsquelle 24' vereinfacht ist. Hiebei werden, wie auch in den Fig. 9A (Umschaltstufe 34) und 13 die, zweckmässig als FET-Schalter ausgebildeten, Schalter der Uebersichtlichkeit halber als normale Schalter S dargestellt.
  • Der Grund für die Bevorzugung von FET-Schaltern liegt in folgendem: Um nicht zuviel Energie zu verbrauchen, sollte der Querstrom durch den Spannungsteiler so klein wie möglich gehalten werden. Das heisst: der Spannungsteiler ist so hochohmig wie möglich auszulegen. Um den Spannungsteiler nicht mit dem Eingang des Analog/Digitalwandlers 22 zu belasten, wird der Spannungsteiler über einen Impedanzwandler 40 an den Analog/Digitalwandler 22 angeschlossen.
  • Eine andere Variante ist aus Fig. 13 ersichtlich, bei der der Spannungsteiler (24") vor dem Impedanzwandler (40) umgeschaltet wird. Der Impedanzwandler 40 kann jeweils der gleiche sein. Beide Varianten (nach Fig. 12 und 13) sind zwar möglich, weisen aber folgende Nachteile auf:
    • - Alle handelsüblichen FET-Schalter sind mit Speisespannungen von + 15 V und -15 V zu betreiben;
    • - bei einem "gewöhnlichen" FET ist die Abschnürspannung viel zu grossen Streuungen unterworfen, als dass man einen solchen FET mit CMOS-Pegeln ansteuern könnte;
    • - der einzige verfügbare CMOS-FET-Schalter (4066) kann wegen seinem On-Widerstand von typ. 3-5k, obwohl er nur eine 5V Speisung benötigt, in obigen Schaltkonfigurationen auch nicht verwendet werden.
  • Daher wurde nach Fig. 9A eine umschaltbare Referenzspannungsquelle 39 gewählt, weil es jene Lösung ist, in der der On-Widerstand des Schalters keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Referenzumschaltung hat, wobei ein CMOS-Schalter Verwendung finden kann. Diesem Umstand trägt die Tatsache Rechnung, dass der FET-Schalter der Umschaltstufe 34 jeweils im Eingangszweig des Impedanzwandlers 40 liegt, in dem praktisch kein Strom fliesst, weswegen auch mit keinem Spannungsabfall über den On-Widerstand zu rechnen ist. Wie aus Fig. 9A ersichtlich, beinhaltet die Umschaltstufe 34 zwei Schalter S1, S2, die wechselweise geöffnet bzw. geschlossen sind. Dagegen könnte für die Alternativen nach den Fig. 12 und 13 ein Vorteil darin erblickt werden, dass nur ein einziger Schalter S zur Umschaltung erforderlich ist.
  • Für die Wahl der Widerstände wurden folgende Verhältnisse als besonders zweckmässig gefunden:
    Figure imgb0006
  • Dabei kann man mit dem Trimmpotentiometer R4 den Nullpunkt am Druckmesser 6 und über das Trimmpotentiometer R1 der Referenzspannungsquelle 24 des Analog/Digitalwandlers 22 die Empfindlichkeit des Systems einstellen.
  • Wie schon an Hand der Fig. 7 und der Diode 10 erläutert, ist die maximale Auftauchgeschwindigkeit von 10m/min zu überwachen und ein Ueberschreiten derselben anzuzeigen. Diese Ueberwachung kann entweder digital oder analog gelöst werden. In beiden Fällen muss das "Tiefensignal" differenziert werden.
  • Um Platz zu sparen, wäre eine softwaremässige Lösung anzustreben. Um eine einigermassen realistische Anzeige zu erhalten, muss eine Druckänderung über 2-3 digitale Stufen betrachtet werden, da bei jedem digitalen Wert das letzte Bit springen kann. Da eine Tiefenstufe in Wirklichkeit 0.5 m entspricht, muss der Taucher bei einer Auftauchgeschwindigkeit von 10m/min über einen Weg von 1 - 1.5 m, bzw. über einen Zeitraum von 6 - 9 sek. überwacht werden, was bei einem zyklischen Messen im 0.5 sec Takt an die 12 bis 18 Variablen benötigt, deren Differenz kontinuierlich gebildet werden müsste, um das Signal digital differenzieren zu können. Die grosse Anzahl an Variablen, die für diese Differentiation benötigt werden, gibt der analogen Differenzierstufe bei nur 45 überhaupt zur Verfügung stehenden Variablen den Vorrang. Die nun vorgesehene Differenzierstufe 26 erzeugt aus dem Tiefensignal (Wegsignal) ein Geschwindigkeitssignal, das mit einem, dem Grenzwert der Auftauchgeschwindigkeit proportionalen Signal verglichen werden muss. Der Ausgang dieser Vergleichsschaltung steuert dann die Leuchtdioden-Anzeige 10 an.
  • Programme und Betrieb der Anzeigeeinrichtung:
    • Um die Tauchvorgänge mittels der Eingangswerte Druck und Zeit in ihrer Gesamtheit erfassen zu können, ist das gesamte Programm in die vier aus Fig. 14 ersichtlichen Hauptprogramm teile unterteilt. Jeder dieser Programmteile entspricht auch einem Abschnitt des Tauchganges. Ein Taucher kann innerhalb eines Tauchganges diese Abschnitte in der verschiedensten Reihenfolge durchlaufen; das bedeutet, dass die Programmteile auch entsprechend nacheinander ablaufen müssen.
  • Diese Programmteile seien nun im Zusammenhang mit dem Betrieb der Anzeigeeinrichtung erläutert. Mit dem Schliessen des Hauptschalters 9 (Fig. 6) wird die gesamte Elektronik an die Betriebsspannung geschaltet, der Rechner 27 (Mikroprozessor) wird aufgeschaltet, wobei er den Programmzähler auf Null setzt, und dort auf die Adresse des Restart-Programmes (RSTART) springt. Das Restart-Programm initialisiert alle Variablen, Timer und Counter auf ihre Anfangswerte. Am Ende des Restart's wird der Interrupt-Timer initialisiert, enabled und gestartet.
  • Alle 0.5 Sekunden wird jetzt das Hauptprogramm vom Hilfstimer-Programm HTIME) neu gestartet und läuft dann wie folgt ab:
    • Der Druck wird im Programmteil PSNORC erfasst und danach die Kontrolle an das Chcck-and Set-Programm (CHKSET) übergeben. Der Programmteil CHKSET führt alle Timer und Counter entsprechend nach und übergibt die Kontrolle an einen der Programmteile
    Oberflächenbereich (SURFAC) Tauchen (DIVE) Auftauchen (DIVEUP) Dekomprimieren (DECO) Anzeige (DISPLY)
  • Der Programmteil DISPLY bedient die Anzeige und geht danach in einen Wait-Loop über, der nie fertig ablaufen darf, da vorher der Hilfstimer das Hauptprogramm neu starten muss. Wird der Wait-Loop trotzdem einmal fertig (nach ca. 1.5 Sekunden), so läuft das Programm im Software-Error auf.
  • Damit alle Programme richtig arbeiten können, wird noch eine Subroutinensammlung (LIB) benötigt. Diese Subroutinen werden von den diversen Programmen einzeln aufgerufen.
  • Auf die Beschreibung der einzelnen Programmteile sei an Hand der Fig. 16 eingegangen.
  • Vorerst sei jedoch an Hand der Fig. 15 noch einiges über den Aufbau der Speicher eingeschoben:
    • Da der Rechner 27 nur über ein 8 Bit Indexregister verfügt und der externe Speicher nur indiziert ausgelesen werden kann, muss er (entsprechend dem Indexpointerbereich) in Pages zu 256 Byte aufteilt werden. Die Tabellenspeicherung muss deshalb auch pageweise erfolgen, und zwar für alle 5 Tabellen (für die einzelnen Höhenstufen über Meer) gleich, damit die Tabellen mit den gleichen Programmen gelesen werden können. Bei dieser Abspeicherung entstehen zwangsweise "Löcher" im Speicher, da die Daten ja nicht immer eine volle Page benötigen. Diese Löcherbildung wird durch die unterschiedlichen Tabellenlängen verstärkt. (Die Tabellelänge nimmt mit zunehmender Höhenstufe über Meer ab).
  • Wenn man dies alles berücksichtigt, benötigen die 3k Tabellenwerte ca. 4k Speicher, das heisst: eine Höhenstufe benötigt 3 Pages oder 3/4 k. Wenn man also 4k ROM verwendet, bleibt noch 1 Page (256 Bytes) für andere Daten oder Programme übrig.
  • Es wurde bereits erwähnt, dass der Rechner 27 (Fig. 9A) einen internen Ik-Speicher besitzt. Angesichts der grossen Zahl der zu verarbeitenden Daten und des Umfanges des hiezu benötigten Programmes reicht dessen Kapazität aber für die Programmabspeicherung keineswegs aus.
  • Um keine zusätzlichen Bausteine mehr verwenden zu müssen, werden die 4k EPROM so beschaltet, dass sie als Programmund Datenspeicher verwendet werden können. Da das gesamte Hauptprogramm inklusive allen Subroutinen über 2k Speicherplatz benötigt, bleiben für die abzuspeichernden Tabellen etwas mehr als 2k übrig. Darin können 3 Tabellen untergebracht werden. Weil der normale Sporttaucher in der Regel nicht in Höhen von mehr als 2000 m über Meer taucht, werden nur die 3 Tabellen der Höhenstufen 0 - 700 m, 701 - 1500 m, 1501 - 2000 m abgespeichert.
  • Die Speicherbelegung sieht dann entsprechend Fig. 17 aus, wobei die erste Hälfte des Programmes im internen Speicher 17a des Rechners 27 (Fig. 9A), die zweite Hälfte des Programmes in 17 b, die Subroutinen in 17c und die Tabellen in 17d bis 17f des Speichers 28 untergebracht werden. An Hand der Pages 7 bis 9 im rechten Teil der Fig. 15 wird z.B. gezeigt, dass die Page 7 (17g), 1. Hälfte der Dekompressionstabelle, die Page 8 (17h) die 2. Hälfte der Dekompressionstabelle und die Oberflächenintervalltabelle, und die Page 9 (17i) schliesslich die Nullzeittabelle und die Repetitivtabelle beinhaltet. Die Abspeicherung der Tabellen erscheint zwar mühselig, ist jedoch hinsichtlich der verwendeten Bauteile jedenfalls günstiger, als wenn man mit Hilfe der Abspeicherung nur gesetzmässiger Zusammenhänge (soweit dies überhaupt möglich ist) die Anzeigewerte errechnen wollte.
  • Um die Tabellen auslesen zu können, muss ein Konzept für die Datenstrukturen und die Tabellenabarbeitungsroutinen erstellt werden. An Hand der Fig. 15 wurde gezeigt, dass die einzelnen Tabellen in bestimmten Pages im Speicher untergebracht sind. Dies ist durch die beschränkten Adressierungsmöglichkeiten und durch die Forderung gegeben, dass alle Tabellen mit denselben Subroutinen auszulesen sind. Nun ist nur noch die Anordnung der einzelnen Werte in jeder Tabelle festzulegen, und zwar so, dass zu jedem Wert möglichst rasch und einfach zugegriffen werden kann. (Das Anwählen der richtigen page und Tabelle ist später beschrieben).
  • Im Tabellenspeicher ist nur eine lineare Darstellung möglich, d.h. alle Tabellen, ob sie nun linear (wie die Nullzeittabelle), zweidimensional (wie die Repetitivgruppentabelle) oder gar dreidimensional (wie die Dekompressionstabelle) sind, müssen auf eine lineare Form gebracht und abgespeichert werden. Um eine mehrdimensionale Tabelle linear darzustellen, sind in der Tabelle Positionsmarken (Identifiers) für Zeilenende, Tabellenende etc. einzufügen.
  • Um eine möglichst kleine Tabelle zu erhalten, ist zu versuchen, mehrere Werte oder einen Wert und einen oder mehrere Identifiers gemeinsam in einem Speicherplatz unterzubringen.
  • Zum Arbeiten mit der Dekompressionstabelle werden folgende Routinen benötigt:
    • - Mit der maximalen Tiefe und der Bottomzeit sind die Summe der Dekompressionszeiten für einen Tauchgang, die Repetitivgruppe und die Tiefe des 1. Dekompressionshaltes zu bestimmen.
    • - Mit der Tiefe, der Bottomzeit und der momentanen Dekompressionstiefe ist die Dekompressionszeit auf dieser Tiefe zu bestimmen.
    • - Mit der aktuellen Tiefe ist die dazugehörende Tiefenstufe (gemäss der Dekompressionstabelle) zu bestimmen.
  • Mit den Eingangswerten Tiefe und Bottomzeit muss also jedesmal eine Zeile in der Tabelle ausgewählt werden. Die Tabelle muss also mit Zeit- und Tiefenstufenidentifiers ausgestattet werden, und zwar so, dass die Identifiers einfach gefunden und mit den Eingangswerten verglichen werden können.
  • So wurde die aus Fig. 15A ersichtliche Datenanordnung gewählt, in der STID einen Tiefenstufenidentifier, ZID einen Zeitstufenidentifier, RG die Repetitivgruppe, ZEND eine Zeilenendemarke, STEND eine Tiefenstufenendemarke und TABEND eine Tabellenendemarke bedeutet.
  • Nun ist an den vorhandenen Tabellen folgendes bemerkenswert:
    • - Mit einer Ausnahme sind alle Werte kleiner als 64.
    • - Alle Tiefenstufen sind mit einer Ausnahme (12m) Vielfache von 5. Der grösste Wert ist 70.
    • - Die Bottomtimestufen sind ebenfalls Vielfache von 5, grösster Wert 250.
    • - Die Repetitivgruppen gehen von A bis L. Setzt man diese in Zahlen um und setzt auch für den Fall, wo keine Repetitivgruppe vorhanden ist, einen Wert (M) ein, so gehen die Werte von 1 bis 12.
    • - Der Wert 0 kommt nie vor.
  • Berücksichtigt man obige Erkenntnisse, so ergibt sich folgendes Packungskonzept:
    • - Man lässt die Zeile, in der die Dekomprcssionszeit 70 min (einziger Wert grösser als 64) vorkommt, weg.
    • - Die Tiefenstufenidentifiers werden durch 5 dividiert abgespeichert. (Ausnahmeregel für die Tiefenstufe 12 m).
    • - Die Bottomtimestufenidentifiers werden ebenfalls durch 5 dividiert abgespeichert.
  • Wird dies konsequent durchgeführt, so sind alle Werte kleiner als 64 und lassen sich in 6 oder 8 Bits darstellen. Das heisst: 2 Bits sind frei für Identifiers und Marken.
  • Gewählte Identifiers: ZEND: Bit 6 gesetzt
    • STEND: Bit 7 gesetzt
    • TABEND: Wert 0, da dieser Identifier in allen Tabellen der gleiche sein muss.
  • Die MarkenZEND und STEND laßsen sich somit mit der Repetitivgruppe (die ja immer am Zeilenende steht) zusammen abspeichern.
  • Die Datenanordnung der Dekompressionstabelle sieht nun entsprechend Fig. 15B aus.
  • Der wichtigste Teil der Programme zum Lesen der Dekompressionstabellen:
    • Das Auswählen einer Zeile kann mittels " Durchblättern" der Tabelle und Vergleichen des in der Tabeile abgespeicherten Identifier mit den Eingangswerten relativ einfach realisiert werden.
    Auslese-Programm
  • (Auswählen einer Zeile in "Pseudo-Pasca")
    • SET POINTER TO 1. TABELLENWERT; 1. Tiefenstufenid.
    • FETCH WERT(POINTER)
    • DO WHILE TIEFENSTUFENID. UMGERECHNETE EINGANGSTIEFE
    • BEGIN: DO WHILE NOT STEND
    • BEGIN: INGREMENT POINTER
    • FETGH WERT(POINTER)
    • END
    • INGREMENT POINTER
    • FETCH WERT(POINTER); Tiefenstufenid.
    • END
    • ICREMENT POINTER
    • FETCH WERT(POINTER); Zeitidentifier
    • DO WHILE ZEITIDENTIFIER UMGERECHNETE EINGANGSZEIT
    • BEGIN: DO WHILE NOT ZEND
    • BEGIN: INCREMENT POINTER
    • FETCH WERT(POINTER)
    • END
    • INCREMENT POINTER
    • END
    • ; Der Pointer zeigt nun auf den 1. Wert der gewünschten
    • ; Zeile
  • Aufbauend auf diesem Programmteil lassen sich die gewünschten Werte leicht bestimmen:
    • - Die Tiefe des 1. Dekompressionshalts ist der 1. Wert in der angewählten Zeile.
    • - Die Summe aller Dekompressionszeiten für einen Tauchgang ist die Summe aller werte zwischen Anfang der angewähüten Zeile und der ZEND-Marke.
    • - Die Repetitivgruppe steht im gleichen Speicherplatz wie die ZEND-Marke.
    • - Aus der aktuellen Dekompressionstiefe kann man die Position einer Dekompressionszeit innerhalb der Zeile und damit deren Wert bestimmen.
  • Zum Auslesen von Werten aus der Dckompressionstabelle wurden folgende 3 Subroutinen geschrieben:
    • BDEGOW: Bestimmt folgende Werte: Summe der Dekompressionszeiten eines Tauchganges, Tiefe des 1. Dekompressionshaltes, Dekompressionszeit des 1. Dekompressionshaltes.
    • BDEKOT: Bestimmt die Dekompressionszeit für eine bestimmte Dekompressionstiefenstufe.
    • BRPDEC: Bestimmt die Repetitivgruppe in dcr Dekompressionstabelle.
  • Das Auswählcn einer Zeile geschieht im wesentlichen in der Subroutine XDEGTB, die in den obigen Subroutinen verwendet wird.
  • Das Umrechnen einer aktuellen Tiefe in die dazugehörende Ticfenstufe wird, da hier im wesentlichen nur Vielfache von 5 vorkommen, mit einer Rundungsformel in der Subroutine BDEST, ohne Verwendung der Dekompressionstabelle, gelöst.
  • Repetitivtabellen:
    • Zum Arbeiten mit der Rcpetitivtabelle werden folgende Routinen benötigt:
    • - Mit der Tiefe und der Repetitivgruppe ist der Zeitzuschlag zu bestimmen.
    • - Mit der Tiefe und der Zeit ist die Repetitivgruppe zu bestimmen.
    • - Mit der aktuellen Tiefenstufe ist die nächsttiefere Tiefenstufe (bezüglich Repetitivtabclle) zu bestimmen.
  • Daher ist mit der einen Eingangsgrösse - Tiefe - die Position des Wertes in der Zeile bestimmbar. Die zweite Eingangsgrösse ist entweder die Repetitivgruppe, die richtig gewählt gerade die Nummer der Zeile angibt, in welcher der Zeitzuschlag zu finden ist; oder die Zeit, mit der man durch Vergleichen mit dem Wert in der Tabelle die Zeile finden kann, deren Position der Repetitivgruppe entspricht.
  • Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse wurde eine Datenanordnung gewählt, die keine Identifiers, sondern nur noch Zeilenende-Marken enthält. Die Position eines Wertes in der Repetitivgruppe ist bekannt, wenn die Zeile und die Spalte, in welchen der Wert steht, bekannt sind. Die Spalte entspricht der Position des Wertes innerhalb einer Zeile. Um diese Position des Wertes innerhalb einer Zeile bestimmen zu können, wird die Kopfzeile der Repetitivtabelle (die Zeile mit den Tiefenstufen) vor den eigentlichen Daten, durch eine TABEND-Marke getrennt, als Pointerzeile abgespeichert. Die Position des gewünschten Wertes in der Zeile lässt sich nun durch Vergleichen des Eingangswertes "Tiefe"mit den Werten in der Pointerzeile bestimmen. Eine Identifizierung der Zeile ist nicht nötig, da die Repetitivgruppe so gewählt wurde, dass sie mit der Position der Zeilen in der Tabelle übereinstimmen.
  • Die gewählte Datenanordnung der Repetitivtabellen ist hinsichtlich der Pointerzeile der Fig. 15C und hinsichtlich der Tabellenwerte der Fig. 15D zu entnehmen. Die Daten der Repetitivtabelle werden linear, beginnend mit der Kopfzeile abgespeichert. Der Programmteil zum Lesen der Repetitivtabelle, nämlich das Bestimmen der Position eines Wertes innerhalb einer Zeile kann durch Vergleichen der Eingangstiefe mit der Pointerzeile realisiert werden.
  • Zur Bestimmung der Position innerhalb der Zeile ergibt sich in "Pseudo-Pascal" folgendes:
    • SET POS = 1
    • SET POINTER TO BEGIN OF POINTERTAB.
    • FETCH WERT (POINTER)
    • DO WHILE WERT (POINTER) < EINGANGSTIEFE
    • BEGIN: INCREMENT POINTER
    • INCREMENT POS
    • FETCH WERT (POINTER)
    • END
  • In der Variabeln POS ist nun die Position des Wertes innerhalb der Zeile enthalten.
  • Tatsächlich wird die Variable POS nicht "hochgezählt", sondern aus der Differenz des Pointerwertes am Anfang und am Ende dieses Programmteiles bestimmt.
  • Aufbauend auf obigem Programmteil lassen sich die gewünschten Werte leicht bestimmen:
    • - Den Zeitzuschlag kann man bestimmen, indem man den Pointer um die Anzahl Zeilen vorwärts bewegt.
    • "Pseudo-Pascal"-Programm dazu:
    • DO WHILE REP. GRUPPE ≠ 0
    • BEGIN: DO WHILE NOTZEND
    • BEGIN: INCREMENT POINTER
    • FETCH WERT (POINTER)
    • END
    • DECREMENT REP.GRUPPE
    • END
    • POINTER = POINTER + (POS. IN DER ZEILE)
  • - Die Repetitivgruppe lässt sich bestimmen, indem man in jeder Zeile den Wert in der richtigen POS liest, und mit der Eingangszeit vergleicht.
  • "Pseudo-Pascal"-Programm dazu:
    • SET POINTER TO BEGIN OF DATA
    • HILFSPOINTER = POINTER + (POS. IN DER ZEILE)
    • FETCH WERT (HILFSPOINTER)
    • DO WHILE WERT (HILFSPOINTER) ZEIT
    • BEGIN: DO WHILE WERT (POINTER) * ZEND
    • BEGIN: INCREMENT POINTER
    • FETCH WERT (POINTER)
    • END
    • HILFSPOINTER = POINTER + (POS. I. D. ZEILE)
    • END
  • Die nächsttiefere Tiefenstufe lässt sich in der Pointerzeile ohne Verwendung der weiteren Tabellenwerte bestimmen. Man bestimmt einfach die Position in der Zeile und liest den nächsten Wert, jedoch in der Pointerzeile selbst.
  • Zum Auslesen von Werten aus der Repetitivtabelle wurden folgende Subroutinen geschrieben:
    • BZZU: Bestimmen des Zeitzuschlages
    • BRPGUW: Bestimmen der Repetitivgruppe (unter Wasser)
    • BDESTN: Bestimmen der nächsttieferen Tiefenstufe
  • Das Bestimmen der Position innerhalb der Zeile geschieht im wesentlichen in der Subroutine XREPTB, welche von den 3 obigen Subroutinen verwendet wird.
  • Die Nullzeittabelle wird auf die gleiche Weise abgespeichert und ausgelesen wie die Repetitivtabelle. Somit wird eine Pointerzeile und (im Gegensatz zur Repetitivtabelle) nur eine Datenzeile abgespeichert.
  • Zum Auslesen wird somit (wie bei der Repetitivtabelle) zuerst die Position in der Zeile und damit die gesuchte Nullzeit bestimmt.
  • Betrachtet man dagegen die Oberflächenintervalltabelle, so erkennt man, dass die Differenz von Spalte zu Spalte in jeder Zeile ungefähr gleich ist. Dies ist auch verständlich, weil ein Taucher immer nach einer bestimmten Zeit von einer Repetitivgruppe in die nächsttiefere kommt, und diese Zeiten unabhängig von der Anfangsgruppe gleich sein sollten.
  • Aus diesem Grund wird anstelle der ganzen Tabelle nur die unterste Diagonale abgespeichert. Da diese Tabelle nur mit den Repetitivgruppen arbeitet und nur eine (Diagonal-) Zeile abgespeichert wird, kann man diese so abspeichern, dass die Repetitivgruppe gerade der Position in der Zeile entspricht.
  • Das Arbeiten mit dieser Tabelle ist unter diesen Umständen denkbar einfach:
    • Man geht mit der Oberflächenintervallzeit (gemäss der Repetitivgruppe) in die Tabelle und vergleicht sie mit dem dort abgespeicherten Wert. Sobald die beiden Werte gleich sind, wird die Oberflächenintervallzeit auf 0 gesetzt und die Repetitivgruppe um 1 erniedrigt.
  • Bisher wurde nur beschrieben, wie innerhalb einer Tabelle ein bestimmter Wert gesucht wird. An dieser Stelle soll nun erklärt werden, wie die Page gefunden wird, in der die Tabelle im externen Speicher liegt, und wie man innerhalb dieser Page den Pointer auf den Anfang der Tabelle setzt.
  • Zum Auswählen der Tabelle muss, abhängig von der Höhenstufe, ein Offset bestimmt werden, welcher der Page der ersten Tabelle für diesen Bereich entspricht. Zu diesem Offset muss noch ein weiterer Offset addiert werden, welcher der Position der Tabelle im Tabellensatz entspricht. Die Summe dieser zwei Offsets ist als Pageadresse an die untersten 4 Bits von Port 2 anzulegen. Ist auf diese Weise die Page bestimmt, muss noch die Tabelle gewählt werden, da manchmal 2 Tabellen in einer Page untergebracht sind. Deshalb muss man, wenn die Tabelle nicht am Anfang der Page steht, die Werte in der Page bis zur ersten TABEND-Marke "durchblättern", um den Pointer auf den Beginn der 2. Tabelle zu setzen.
  • Zum Finden des Tabellenanfanges wurde die Subroutine FNEXTT geschrieben, die einen Speicherbereich auf die TABEND-Marke hin absucht und den Pointer auf den Wert hinter dieser Marke setzt.
  • Aus den bisherigen Erklärungen der Anzeigeeinrichtung selbst ging hervor, dass diese auf zwei Arten von Fehlern reagieren soll, und zwar auf:
    • Out of Range: Wenn der Taucher in einem (örtlichen oder zeitlichen) Bereich taucht, der mit, den Tabellen nicht mehr abgedeckt ist;
  • Software-Error: Wenn der Rechner bei einer Rechnung in einen Over- oder Underflow läuft oder der Timer ausfällt.
  • Um diese Fehler zu erkennen, werden in allen,Tabellenabarbeitungsroutinen:
    • - Die Grenzen der Tabellen überwacht und bei einem Ueberschreiten dieser Grenzen wird das Out of Range-Flag gesetzt.
    • - Bei jeder Multiplikation wird das Resultat überwacht, und wenn es nicht mehr in 8 Bit darstellbar ist, wird das Software-Error-Flag gesetzt.
    • - Ebenso würde bei einer Division das Resultat überwacht, bzw. es würde überwacht, ob eine Division durch Null durchgeführt wird. Diese Ueberwachung erübrigt sich aber in unserem Fall, da nie eine Division durch Null vorkommen kann. Der Divisor wird nämlich immer ein Befehl vor dem Aufruf der Divisionsroutine mit einer Konstanten, die immer grösser als Null ist, geladen.
  • Nachdem nun die Abspeicherung und Handhabung der Tabellen erläutert wurde, soll der Programmablauf und die Programmstruktur beschrieben werden. Die darin erwähnten Tabellen 11 bis 18 und 20 bis 22 finden sich am Ende der Beschreibung.
  • Jedes Hauptprogramm ist durch die Programmdokumentation und das zugehörige Flussdiagramm beschrieben. Die Programmdokumentation ist so aufgebaut, dass sie das Flussdiagramm verbal beschreibt und zwar deckungsgleich. Mittels des Flussdiagrammes und der Programmdokumentation lässt sich also jede gewünschte Stelle im Assembler-Code rasch und leicht finden.
  • Nach der in Fig. 16 dargestellten Programmstruktur beginnt das Programm nach dem Einschalten des Hauptschalters 9 (vgl. Fig. 6) mit dem Restart-Programm RSTART.
  • Alle 0.02 sec wird das Hilfstimerprogramm HTIME abgearbeiet, welches dabei den 0.5 sec Takt generiert, mit dem es zyklisch das Hauptprogramm, beginnend mit dem Programmteil Druckerfassen-PSNORC, alle 0.5 sec neu aufstartet
  • Um das Eintauchen ins Wasser mittels einer Druckänderung erfassen zu können, muss dieselbe 0.02 bar in einer Sekunde sein. Die Druckänderung von 0.02 bar entspricht 200 m Luftsäule. Zwar kann kein Mensch 200 m Luftsäule ohne Düsenantrieb in einer Sekunde hinter sich bringen, doch erreicht der Taucher eine Druckänderungsrate von 0.02 bar/s dann, wenn er von der Luft ins Wasser überwechselt. Lediglich 20 cm Wassersäule genügen, um den Druck von 0.02 bar -zu erzeugen und jeder Taucher wird innerhalb einer Sekunde beim Eintritt ins Wasser 20 cm tief eintauchen.
  • Diese 20 cm Wassersäule ergeben sich einerseits aus der Auflösung des Druckmessers 6 und andererseits daraus, dass die Druckänderung mindestens 2 digitale Quanten gross sein muss. Falls die Anzeigeeinrichtung fälschlich erst unter durch einen Test erkannt, der feststellt, ob der erstgemessene Druck grösser als 1,2 bar ist. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil in einem solchen Falle der Luftdruck nicnt im voraus bestimmt werden könnte.
  • Grund für die Wahl der Grenze von 1,2 bar ist, dass der Luftdruck auf Meereshöhe höchstens 1,06 bar gross werden kann. Scheidet man den fall, dass der Taucher in einem See taucht, dessen Höhe unter der des Meeresspiegels liegt, aus, so kann ohne weiteres der Test auf 1,2 bar gemacht werden.
  • Falls also tatsächlich der Hauptschalter 9 erst unter Wasser betätigt wird, so arbeitet die Anzeigeeinrichtung unter der Annahme, dass der Luftdruck am Tauchort = 1 bar sei. Ab diesem Zeitpunkt ist der Tiefenmesser der erfindungsgemässeri-Einrichtung nur noch so gut, wie die meisten herkömmlichen Tiefenmesser, die zwischen Tauchen in Bergseen und dem Meer nicht unterscheiden. 1 bar entspricht dabei dem Luftdruck auf Meereshöhe und ist somit für unser System der Nullpunkt, von welchem aus entweder die Wassertiefe oder die Höhe über Meer bestimmt wird.
  • Der Programmablauf des Programmteiles PSNORC ist im einzelnen aus Fig. 17 ersichtlich.
  • Dabei bedeuten: 43 einen Test, ob die Anzeigeeinrichtung unter Wasser eingeschaltet wurde; 44 einen Test, ob der Taucher in das Wasser eingestiegen ist; und 45 eine Umrechnung des Druckes, damit er der Verstärkung = 1 angepasst wird.
  • An dieser Stelle sei eingeflochten, dass 10 bar im Rechner 27 bzw. im Analog/Digitalwandler 22 jeweils 200 Bit entsprechen, so dass ein Bit eine Auflösung von 0,5 m ergibt. Damit ist auch der Tiefenmesser auf 0,5 m genau, womit die Aufbereitung der Daten für die Verwendung in den Tabeülen sehr einfach wird, da die digital ermittelte Tiefe durchzwei dividiert genau der wirklichcn Tiefe in Metern entspricht. Das Verhältnis von 10: 200 bedeutet aber, dass der im Rechner weiterverarbeitete Zahlenwert des Druckes gegenüber dem wirklichen Druck um den Faktor 20 zu gross ist. Ferner sei erwähnt, dass die Berechnung der Tauchtiefe mittels den Drücken PNEU und PNULL reduziert wird auf:
    • DEPTH: = (PNEU-PNULL)
  • Das bedeutet, dass die im Rechner geführte Tauchtiefe gegenüber der wirklichen Tauchtiefe um den Faktor 2 grösser ist.
  • Aus Fig. 16 ist.weiters ersichtlich, dass auf den Programmteil PSNORC das Programm CHKSETfolgt.
  • An dieser Stelle sollte auch das aus Fig. 16 ersichtliche Library-Programm besprochen werden.
  • In diesem Programmteil sind sämtliche verwendete Subroutinen untergebracht. Dies sind:
    • - Alle oben beschriebenen Tabellenabarbeitungsroutinen.
    • - Einige mathematische Programme.
  • In diesem Sinne verfügt das Library-Programm über:
    • - Eine Subtraktion mit direktem Zugriff zum Minuenden.
    • - Eine Subtraktion mit indirektem Zugriff zum Minuenden. (Beide Subtraktionen übergeben im Carry-Bit die Vorzeicheninformation und sind so auch für den Vergleich zweier Zahlen verwendbar.)
    • - Eine Multiplikation mit direktem Zugriff zum Multiplier. (Diese Multiplikation von 8 x 8 Bit liefert ein 16-Bit-Resultat. Das 16-Bit-Resultat aus Lower-8-Bit und Upper-8-Bit wird lediglich im Hauptprogramm DISPLY verwendet, sonst wird nur mit den Lower-8-Bit gerechnet.)
    • - Eine Division mit direktem Zugriff zum Divisor. (Die Ursprüngliche 16-Bit durch 8-Bit Division wurde in eine 8-Bit durch 8-Bit Division abgeändert, da der Rechner mit 8-Bit Werten arbeitet. Um einen Fehler zu testen. kann das Carry-Bit herangezogen werden, welches im Falle eines Overflows gesetzt ist.)
  • Eine Subroutine, welche 8 Bit-und 16-Bit-Binärzahlen in BCD-Zahlen wandelt, um die anzuzeigenden Werte im BCD-Code an die Anzeige aussenden zu können. Zudem erkennt diese Subroutine fürende Nullen und setzt antelle der führenden BCD-Null das (F)-Hex, damit dem in Fig. 11 verlangten Code für das Blank Rechnung getragen wird. Von Vorteil wäre es an sich, wenn die Library nicht als zusammenhängender Programmblock abgespeichert wird, sondern vielmehr die einzelnen Subroutinen so ins Hauptprogramm eingefügt werden, dass möglichst viele Pages ausgenützt sind, d.h. dass wenig "Löcher" im Programmspeicher entstehen und wenig Page-Sprünge nötig werden. Dennoch ist dies für den beschriebenen Programmaufbau gerade nicht zu empfehlen, weil das Gesamtprogramm ca. 2 1/4 K Memory beansprucht, d.h. es muss mit Memory-Bank-Switching gearbeitet werden. Der Einfachheithalber setzen wir alle Subroutinen hinter die 2 K-Grenze, damit lediglich vor und nach jedem Call "Subroutine" die Memory-Bank umgeschaltet werden muss und das Hauptprogramm nie über die 2 K-Grenze hinausläuft, was tunlichst zu vermeiden ist, weil dadurch das Memory-Bank-Switching wesentlich kompliziert würde.
  • Noch im Programmteil CHKSET wird je nach den im Rahmen dieses Programmes ermittelten Werten bzw. Wertdifferenzen die Entscheidung getroffen, welches der in Fig. 16 dem Programmteil CHKSET nachgereihten Programme abgearbeitet werden muss.
  • Der Ablauf des Programmteiles SURFAC ist der Fig. 18 zu entnehmen.
  • Dabei bedeuten 46 einen Test ob der Taucher schnorchelt; 47 einen Test, ob der Taucher das Wasser verlässt, 48 einen Test, ob der Taucher in das Tauchen übergewechselt ist; 49 einen Test, ob sich der Taucher in einem Oberflächenintervall befindet; und 50 einen Test, ob die Rlpetitivgruppe Null geworden ist.
  • Programm Auftauchen, DIVEUP: Um das Auftauchen mit einer minimalen Geschwin digkeit von 8m/min kontrollieren zu können, muss der Taucher über einen längeren Zeitraum "beobachtet" werden. Dieses "Beobachten" besteht darin, dass kontrolliert wird, ob sich der Taucher im "Auftauchkegel" befindet. Unter dem Auftauchkegel versteht man den Bereich, den der Taucher im Zeitraum von 30 Sekunden zurücklegt, dabei mindestens 4 m in Richtung der Senkrechten auftaucht und nicht unter die Tiefenstufe abtaucht, in der mit dem Auftauchen begonnen wurde. Alle 30 Sekunden wird ein neuer Auftauchkegel gesetzt, sofern der Taucher bis anhin den Auftauchkegel nicht verlassen hat und weiter auftaucht.
  • Alle diese Programme führen, wie sich an Hand besonders der Fig. 7 erkennen lässt, zu irgend einer Art von Anzeige, der das Programm Anzeige, DISPLY zugeordnet ist. Um die vier Anzeigen 13 bis 16 (vgl. Fig. 7, 9B) mit vierstelligen Ziffernanzeigen ansteuern zu können, müssen insgesamt 16 Digits adressiert werden. Diese 16 Digits werden durch ein vierstelliges (4-Bit)-Code-Wort adressiert, das die aus Tabelle 19 ersichtliche Struktur hat. So lautet das Codewort für die Anwahl des Digit Nr. 3 in der Anzeige 15: (B)Hex
  • Figure imgb0007
  • Durch diese Struktur des Code-Wortes ist es sehr einfach, die einzelnen Anzeigewerte an die Anseige auszusenden. Man kann jetzt nämlich einen Display-Counter (DISPCO) von Null nach 15 hochzählen und dabei jedesmal das betreffende Digit im BCD-Code an die Anzeige aussenden.
  • Ferner seien an Hand de folgenden Tabellen 12 und 13 die Status-und Flag-Konventionen wiedergegeben.
    Figure imgb0008
    Figure imgb0009
  • Es sei bemerkt, dass aus den obigen Ausführungen hervorging, dass in den Tabellenspeichern im wesentlichen die Tabellen des Druckkammerlabors der Universität Zürich abgespeichert wurden, weil sie für das Zusammensetzen des gesamten Tauchganges aus einzelnen Tauchgangabschnitten besonders geeignet sind, die Möglichkeit der Auswertung vorangegangener Tauchgänge bei einem Repetitivtauchgang besitzen und sich nicht nur auf Tauchgänge auf Meeresniveau, sondern auch in Bergseen bis 3200 m Höhe beziehen. Vor allem ist damit eine Digitalisierung leicht durchführbar. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung keineswegs auf die Verwendung dieser Tabellen beschränkt ist, sondern dass auch andere Tabellen, wie z.B. diejenigen der US-Navy, Anwendung finden können.
  • Wenn auch an Hand der Fig. 7 keine besondere Anzeige für die jeweilige Tageszeit gezeigt und beschrieben wurde, so wurde doch in der Beschreibung erwähnt, dass die Nutzung des an sich vorhandenen Zeitmessers für die Angabe der Tageszeit von Vorteil ist. Dies bedingt, dass auch nach Abschalten des Hauptschalters 9 die Stromversorgung zu den dieser Zeitanzeige zuzuordnenden Schaltungsteilen aufrecht erhalten bleibt.
    Figure imgb0010
    Figure imgb0011
    Figure imgb0012
    Figure imgb0013
    Figure imgb0014
    Figure imgb0015
  • Repetitivsystem für 701 - 1500 m über Meer
  • Figure imgb0016
    Figure imgb0017
    Figure imgb0018
    Figure imgb0019

Claims (16)

1. Anzeigeeinrichtung für die Parameter eines Tauchganges, wie z. B. aktuelle Tiefe, maximal getauchte tiefe, bisherige Tauchzeit oder dergleichen, die über
a) wenigstens einen Speicher für die Dekompressionsparameter bei einer Reihe von Tauchtiefen und -zeiten, und
b) eine Auswerte- und Verknüpfungsstufe für die gemessenen Werte des Tiefen- und des Zeitmessers mit den im Speicher gespeicherten Werten angesteuert ist,

dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zeitpunkt des Tauchganges die in Abhängigkeit von den durchtauchten Tiefen und Zeiten erforderliche Gesamtauftauchzeit inklusive der vorgeschriebenen Dekompressionshalte anzeigbar ist und/oder eine Wandlereinrichtung (5) für die Umwandlung der jeweils aktuellen Grundzeit (Verweilzeit in der jeweiligen Tauchtiefenstufe) beim Eintritt in eine neue Tauchtiefenstufe in die dieser neuen Tauchtiefenstufe äquivalente Grundzeit vorgesehen ist, die jener Zeit entspricht, während welcher der Taucher sich in der maximalen Tiefe seines Tauchprofiles befunden hätte.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Wandlereinrichtung (5) auch der, vorzugweise jeweils mit Hilfe eines Messgerätes (6) gemessene, Luftdruck berücksichtigbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger, vorzugsweise eine piezoresistive Messzelle aufweisender, Druckmesser (6) sowohl für den Luft- wie für den Wasserdruck mit der die Wandlereinrichtung (5) enthaltenden Schaltung verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messbereich des Druckmessers (6) jeweils für Luft- bzw. für Wasserdruckmessung mit Hilfe einer Schalteinrichtung (34) umschaltbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang des Druckmessers (6) eine Differenzierstufe (26) angeschlossen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (34) eine Sprungerkennungsstufe (35) für den Druck umfasst, die beispielsweise von der Differenzierstufe (26) gebildet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass - z.B. für eine Auswerte- und Verknüpfungsstufe begrenzten Arbeitsbereiches - mit Hilfe der der Schalteinrichtung (34) durch Umschalten der Verstärkung oder des Bit-Bereiches eines der Auswerte- und Verknüpfungsstufe vorgeschalteten Analog-Digital-Wandlers (122) eine Bereichsumschaltung durchführbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Schalteinrichtung (34) umschaltbare Referenzspannungsquelle (24, 24', 24") vorgesehen ist, der zweckmässig ein Analog-DigitalWandler (22) nachgeschaltet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (34) zumindest einen FET-Schalter aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem FET-Schalter zur Entkoppelung gegenüber dem Eingang der nachgeschalteten Stufe, insbesondere des Analog-Digital-Wandlers (22), ein Impedanzwandler (40) nachgeschaltet ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten einer Abnormfunktion durch eine aus einem Zeitgeber und aus einem Druckaufnehmer (6) bestehende Detektorschaltung ein Warnsignal (12) und/oder eine Schleppwertanzeige (16a) für die maximal erreichte Tauchtiefe einschaltbar ist (sind).
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinrichtung (5) einen Rechner (27) und Speicher für Grundzeiten und/oder Dekompressionszeiten und/oder Repetitivgruppen, aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Speicher (ein) Tabellenspeicher (28) ist (sind).
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinrichtung (5) eine Speicherschaltung für die jeweils durchtauchten Tiefen und Zeiten, sowie gegebenenfalls für die sich ergebenden Korrekturwerte aufweist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit wenigstens einer Segmentanzeige, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmentanzeige (16a) wechselweise - z.B. vor und nach Auftreten einer Abnormfunktion - zur Anzeige verschiedener Angaben umschaltbar ist.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine astabile Multivibratorschaltung zur getakteten Ansteuerung wenigstens einer Anzeige (10 -12) vorgesehen ist.
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