JPH0415191A

JPH0415191A - 潜水作業用情報管理装置

Info

Publication number: JPH0415191A
Application number: JP11708090A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Yamazaki; 新太郎山崎
Original assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-01-20
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JP3106317B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は潜水作業者の作業環境、空気ボンベ内圧力を監
視して各種の表示や警報を行うと共に、作業環境を記録
する潜水作業用携帯型情報管理装置に関する。

（従来の技術）従来この種の装置は、無減圧限界時間、減圧水深、減圧
時間等の情報を管理する装置と、ボンベ内空気圧力を表
示する装置の２種類を使用していた。

また、上記２種類の機能を１つのきょう体内に組み込ん
だ機器もあるが、ボンベ結合部と情報表示部の間は高圧
用のホースを使用し、情報表示部まで高圧力を伝達して
いる構造であり、各種データを表示することはできたが
、各種データを記録することかできなかった。

（発明が解決しようとする課題）従来装置はこのような構造の為潜水作業中は波や潮流等
により、この高圧用ホースを岩礁、船体等にはきみ込ん
だりして傷を付は易く、また表示部を岩礁等に引掛けら
れた際にはホースとボンベ結合部分に大きなストレスが
急激に加わる。これらに起因して発生した損傷や歪にボ
ンベの空気圧の印加による圧力疲労が重なり、亀裂や破
裂の事故が多発している。このボンベ内の空気圧力は２
００ｋｇ／ｃｍ２以上である為、高圧ホースか破裂した
際は極めて危険であり、水中ではダイバーの生命に係わ
るという問題がある。

また、警報表示も聴覚、視覚の２種で行っているか、聴
覚で警報を察知しても、警報内容を視覚表示によって確
認する場合、ＬＣＤの点滅表示又はＬＥＤ点灯のみのい
ずれかで行われるため、比較的明度の高い水中に於ての
ＬＥＤ表示は外来光によるコントラストの低下により確
認し難い。また、夜間等の暗い水中に於てのＬ　ＣＤ表
示は、確認の際光源か必要となり、警報内容の確認か円
滑に行われ難いといった欠点があった。

また、潜水障害を引き起こした場合も、その過程はダイ
バーの記憶のみであった為、あいまいな点が多く、適切
な処置を施せないばかりでなく、事故原因の究明すら不
可能であった。

（課題を解決するための手段）本発明はこれらの欠点を解決する為潜水作業用情報管理
装置に於て、（１）過去の潜水過程、現在の水深、現在までの潜水時
間に応してダイバーに対して最適の指示を与えると共に
作業環境データ、ボンベ内空気圧力データを記録する手
段、（２）ボンベ結合部から情報表示部間を電気ケーブルに
よる伝達手段、（３）注意報警報を発する際に２種以上の出力を補完的
に発生すると共に、発光手段を使用することにより記録
データを光通信方式のワイヤレスで外部汎用コンピュー
タに伝達する手段、を設けたもので、その目的は潜水作業の安全性を高める
ための携帯型情報管理装置の提供にある。

以下、実施例につき図面により詳細に説明する。

（実施例）第１図は本発明の実施例で１はボンベ結合部、１０１は
ボンベ内空気圧力測定用圧力センサ、３は情報表示部、
２は電気ケーブルで、可撓性があり強靭な構造を有し、
ボンベ結合部（１）と情報表示部（３）間の接続を行う
。３０１は水深測定用の圧力センサ、３０２は圧力セン
サインタフェース回路、３０３は水温測定用の温度セン
サ、３０４は温度センサインタフェース回路、３０５は
セットスイッチ、３０６はイベントスイッチ、３０７は
単位系を選択するフィート／メートル選択ストラップ、
３］０は】チップマイクロコンピュータて、３１１のＡ
／Ｄコンバータ、３１２のＰＲＯ間、３１３のＰＲＡＭ
、３１４のＣＰＵ、３１５の入力ボート、３１６のタイ
マカウンタ、３１７の入出力ボート、３１８の出力ボー
トを有し、また３２０は外部データＲＡＭ、３３０はＬ
ＣＤ表示部、３４０は警報用セラミックブザー　３５０
はデータ出力用及び警報用ＬＥＤである。第２図の３３
０はＬＣＤ表示部で３３１〜３３９は表示内容を示す。

本装置の動作は、１チツプマイクロコンピユータ（３１
０）内Ｐ　ＲＯＭ（３１２）内に格納されているプログ
ラムにより制御される。以下順を追って説明する。

（イ）陸上での動作待受時は、タイマカウンタ（３１６
）からの一定周期基準駆動パルス信号により、１チツプ
マイクロコンピユータ（３１０）の他の回路、水深計測
用圧力センサ（３０１）、圧力センサインタフェース回
路（３０２）を間欠駆動させ、圧力センサ（３０１）に
印加されている圧力を監視すると共にセットスイッチ（
３０５）の情報を入力する。

圧力センサ（３０１，）を介して水圧ＯＮを検出すると
、動作待受状態から無減圧潜水計測状態に自動的に遷移
する。圧力センサ（３０１）を介して水圧ＯＮか検出さ
れず、セットスイッチ（３０５）ＯＮの情報を入力ボー
ト（３１５）を介してＣＰＵ（３１４）が検出すると潜
水待受状態となる。

（ロ）潜水待受状態時は、フィート／メートル選択スト
ラップ（３０７）の状態を入力ボート（３１５）を介し
入力し単位系を決定する。以下はメートル系を選択され
たとして説明する。Ｌ　ＣＤ表示部（３３０）の（３３
１）を’ＤＥＰＴＨＪ　、Ｏｍを点滅表示させ、温度セ
ンサ（３０３）と温度センサインタフェース回路（３０
４）を駆動し、現在の温度を（３３６）に表示する。ま
た圧力センサ（］０１）と圧力センサインタフェース回
路（３０２）を駆動し、Ａ／Ｄコンバータ（３１１）を
介して入力した空気ボンベ内部圧力値を（３３９）にｒ
ＡＩＲ」、単位を「ｂａｒ」として表示する。

この状態で圧力センサ（３０１，）を介して水圧ＯＮを
検出すると、無減圧潜水計測状態に自動的に遷移する。

イベントスイッチ（３０６）のＯＮ情報を入カポ−）　
（３１５）を介してＣＰＵ（３１４）か検出すると前回
潜水データ表示状態となり、セットスイッチ（３０５）
のＯＮ情報を検出すると潜水計画表示状態となる。

（ハ）前回潜水データ表示状態時は、外部データＲＡＭ
（３２０）に記録されている潜水データを検索し、最新
のデータからイベントスイッチ（，１０６）のスイッチ
がＯＮされる度に過去のデータを検索し、ＬＣＤ表示部
（３３０）の（３３１）を「ＭＡＸＤＥＰＴＨＪとして
最大水深を、（３３３）をｒＤＡＴＥＪとし潜水月日を
、（３３５）をｒＤＩＶＥＪとして潜水時間を、（３３
６）に最大水深値における水温を、（３３９）を’ＥＮ
ＴＥＲＪとして潜水開始時刻を表示する。このようにし
て過去の潜水履歴が簡単に理解される。

（ニ）無減圧潜水計測状態に入ると、この状態に遷移し
た年、月、日、時刻データを外部データＲＡＭ（３２０
）に記録し、圧力センサ（３０１）に印加された圧力セ
ンサインタフェース回路（３０２）、Ａ／Ｄコンバータ
（３１１）を介して入力し、一定のサンプリング周期内
の最大水深をＬＣＤ表示部（３３０）の（３３１）にｒ
ＤＥＰＴＨ，として表示する。

得られた水深値をもとに現在の絶対圧力Ｐａを求め、こ
のＰａより次の（１）式を計算し、各半飽和時間組織に
おける空気又は不活性ガスの分圧値Ｐを求める。

ここでＰｌは各半飽和時間組織かすでに受は入れている
空気又は不活性ガス分圧値。

ＨＴは各半飽和時間組織の半飽和時間、ｔは一定サンプ
リング周期である。

得た一定サンプリング周期内の最大水深りと先に求めた
各飽和時間組織に於ける空気又は不活性ガス分圧値Ｐか
ら（２）式により、現在の水深に於ける無減圧限界時間
ｔＬＩＭを求める。

ここてＭＯは各半飽和時間組織に於ける無減圧限界空気
又は不活性ガスの分圧値である。すべての半飽和時間組
織に於て（２）式のｔＬｌＭを求め、最少の時間を無減
圧限界時間とし、ＬＣＤ表示部（３３０）のＬＩＭＩＴ
（３３２）をＯＮにし、無減圧限界時間を表示する。温
度センサ（３０３）の出力より得た水温をＬＣＤ表示部
（３３０）の（３３６）に、圧力センサ（１，０１）よ
り得たボンベ内空気圧力を（３３９）に、水圧ＯＮを検
出した時刻から現在までの潜水時間を（３３５）に表示
する。この動作を一定のサンプリング周期により繰り返
し行い、逐次表示データを更新すると共に、水深値、水
温、ボンベ内空気圧力を外部データＲＡ　Ｍ　（３２０
）に記録する。この記録は水圧ＯＦＦが検出されるまで
続行される。

（ホ）無減圧潜水限界を越えた場合、減圧潜水計測状態
に入る。この状態では、ＣＰＵ（３１４）は出力ボート
（３１８）を介してセラミックブザー（３４０）を間欠
鳴動させ、かつデータ出力用及び警報用ＬＥＤ（３５０
）を遅い周期で点滅させてダイバーに無減圧限界を越え
たことを知らせる。

一般に各半飽和時間組織に於ける空気又は不活性ガスの
分圧値Ｐ、安全に浮上可能な水深ＤＣ１安全に水面に居
られる時の分圧値ＭＯの間には、Ｐ　＝Ｍｏ＋　ａ　Ｘ
　Ｄ　ｃ　／　１０　　　　　　　　”（３）の関係が
あることが知られている。（３）式を変形してＰ−Ｍ。

Ｄｃ＝　　　　　ＸＩＯ・・・（４）ここでａは各半飽和時間組織に於ける定数である。

この（４）式を減圧潜水状態となった全ての半飽和時間
組織について計算し、そのうち最も深い水深値が安全に
浮上可能な水深となる。

安全に浮玉可能な水深を３ｍスラップに正規化すること
により、最適減圧停止水深を求めることができる。正規
化に際しては、正規化した減圧水深が正規化する前の安
全に浮上可能な水深より深いことが条件となる。

このようにして求めた最適減圧停止水深をＤｓとすると
Ｄｓに於ける減圧停止時間を求める為に、半飽和時間組
織の空気又は不活性ガスの分圧値をどの値まで減圧しな
ければならないかを知ることが必要である。次の減圧停
止水深Ｄｓ−３［ｍ］に浮上可能な空気又は不活性ガス
の分圧値Ｐｏは（３）式よりＰＤ＝ＭＯ＋　（ａ　Ｘ　（Ｄｓ−３）／１０）　　”
（５）この式を計算することにより求めることができる
。

求めたＰＤと現在の半飽和時間組織の空気又は不活性ガ
スの分圧値Ｐより、最適減圧水深Ｄｓに於ける減圧停止
時間ｔ５は次の（６）式により求めることかできる。

（６）式を減圧が必要となったすべての半飽和時間組織
について計算し、減圧停止時間ｔ５の最大値が減圧停止
時間となる。このようにして求めた最適減圧停止水深と
減圧停止時間を、ＬＣＤ表示部（３３０）の（３３３）
にｒＤＥＣＪとしてＰｓ［ｍ］ｔ、と表示することによ
りダイバーに知らせる。

これらの計算は、減圧潜水中一定のサンプリング周期に
よって逐次計算を繰り返し更新する。

（へ）′＄ｉ圧停止中は、現在の水深と安全に浮上可能
な水深を比較し、ダイバーが安全に浮上可能な水深より
浅い水深に浮上してしまった場合には、セラミックブザ
ー（３４０）を連続鳴動させると共に、データ出力用及
び警報用ＬＥＤを早い速度で点滅させ、ざらにＬＣＤ表
示部（３３０）の（３３３）を点滅表示することにより
ダイバーに対して減圧停止異常であることを知らせる。

また、浮上速度が緩やかで徐々に牢飽ｆｕＲ間組織に於
ける空気又は不活性ガスの分圧値かＭｏより少なくなっ
て減圧か不必要になった時、及び減圧停止が終了した時
は、ＬＣＤ表示部（３３０）の表示を無減圧潜水計測状
態に戻し各警報を解除し、（ニ）の無減圧潜水計測処理
を行う。

（ト）潜水作業中は常に、潜降、浮上速度を監視し、毎
分２２．５ｍ以上の速度で潜降している場合、及び毎分
１０ｍ以上の速度で浮上している場合は、セラミックブ
ザー（３４０）を連続鳴動、データ出力及び警報用ＬＥ
Ｄを早い速度で点滅、ざらにＬＣＤ表示部（３３０）の
（３３４）ｒｓＬＯＷＬＹ」を点滅きせることにより、
潜降及び浮上速度か早過ぎることをダイバーに知らせる
と共に、速度の減少を促す。

（４）潜水作業中、圧力センサ（１０１）、電気ケーブ
ル（２）、圧力センサインタフェース回路（３０２）、
Ａ／Ｄコンバータ（３１１）を介して入力したボンベ内
空気圧力５０ｋｇ／ｃｍ２以下になると、ＣＰＵ（３１
４）は出力ボート（３１８）を介してセラミックブザー
（３４０）を間欠鳴動させると共に、データ出力用及び
警報用ＬＥＤ（３５０）、さらにＬＣＤ表示部（３３０
）の（３３９）に表示しているボンベ内空気圧力値を点
ｆ＆きせ、ダイバーに対してボンへ内空気残圧か減少し
てきた事を報知する。

警報の視覚表示をＬＣＤの点滅とＬＥＤの点滅との２つ
の手段で行うことは、あらゆる環境を想定した場合に非
常に有効である。

即ち、暗い水中に於てはＬ　Ｅ　Ｄの警報が有効となり
、明るい水中に於てはＬ　Ｅ　Ｄのコントラストが外来
光により低下するか、他面ＬＣＤの点滅のコントラスト
が増大する為、補完的となり、環境の変化に対応した適
切な警報表示が得られる。

（す）圧力センサ（３０１，）により水圧ＯＦＦを検出
すると水面休息状態となる。

水面に於ては半飽和時間組織の空気又は不活性ガスの分
圧値は減少していく。この分圧値の減少に伴い、一定の
サンプリング周期により（１）式を用いて空気又は不活
性ガスの分圧値を計算する。

圧力センサ（１０１）に印加されているボンベ内空気圧
力が解除されると、ＬＣＤ表示部（３３０）の（３３９
）をｒＲＥＡＩ、」として現在時刻を表示し、（３３５
）を「ｌＮＴＲ」とし、浮上時刻からの水面休息時間を
表示する。

ざらに、潜水作業を行った後の飛行機搭乗に際しては、
飛行機内の気圧が低くなる為特別な注意が必要である。

飛行機内の気圧は０．８　［ＡＴＭ］程度まで低くなる
事かある為、０．８　［ＡＴＭｌでも安全に留まれる各
半飽和時間組織の分圧値をＰＦとすると、飛行機搭乗可
能となるまでの時間ｔＦは次の（７）式で求めることか
できる。

ここてＰは現在の半飽和時間組織に於ける空気又は不活
性ガス圧。ＨＴは半飽和時間である。

求めた飛行機搭乗可能となるまでの時間１．をＬＣＤ表
示部（３３０）の（３３３）にｒＦＬＹ　ＮＧ」として
表示する。この計算は、半飽和時間組織の空気又は不活
性ガス分圧値か１　　［ＡＴＭｌにＴｊｔける定状分圧
値になるまで、一定のサンプリング周期で計算し表示を
更新する。半飽和時間組織の空気又は不活性ガス分圧値
か１　［ＡＴＭｌに於ける定状分圧値になると、（イ）
に示した動作待受状態に自動的に１移する。水面体、息
状態中に圧力センサ（３０１）を介して水圧ＯＮを検出
すると、（ニ）の無減圧潜水計測状態に自動的に遷移し
前記の動作を繰り返す。また、イベントスイッチ（３０
６）のＯＮ情報を検出すると、（ハ）の前回潜水データ
表示状態に遷移し、セットスイッチ（３０５）のＯＮ情
報を提出すると潜水計画表示状態に遷移する。

（ヌ）潜水計画表示状態に入ると、現在の各半飽和時間
組織の空気又は不活性ガス分圧値を基に、計画した水深
に於ける無減圧限界時間を計算する。

計画した水深をＤｐとすると、水深Ｄｐ［ｍｌにおける
無減圧限界時間ｔ、は（８）式を計算する事により求めることができる。

ｔｐを各半飽和時間組織について計算し、最少時間を無
減圧限界時間としＬＣＤ表示部（３３０）の（３３１）
を’ＤＥＰＴＨＪとしてＤｐ［ｍｌを、（３３２）の’
Ｌ　Ｉ　Ｍ　Ｉ　ＴＪをＯＮにし、（３３３）に無減圧
限界時間を、（３３８）の’ＰＬＡＮＪをＯＮとして表
示する。

Ｄ２は初期値を９．０　［ｍｌとし、セットスイッチを
押される都度＋３．０　［ｍｌの増加分を加え、（８）
式を計算し表示する。

この機能によりダイバーは、陸上に於て現時点に於ける
計画水深の無減圧限界時間を知る、−とかできる為、温
水計画の立案かし易い。

（ル）水面上に於て、セットスイッチ（３０５）とイベ
ントスイッチ（３０６）を同時にＯＮする事により、外
部データＲＡＭ（３２０）に記録されているデータを出
力ボート（３１８）を介してデータ出力及び警報用ＬＥ
Ｄ（３５０）に出力する。

出力するデータの形式は、調歩同期式、スターブトピット　１ビツト、ストッ十ビット　２ビットで行う
。出力データは、潜水年月日、潜水開始時刻、浮上時刻
、及び前回潜水浮上時刻から潜水開始までの水面休息時
間を出力しｔ：後、一定サンプリング周期ごとに記録し
た水深データ、水温データボンベ内空気圧力値データを
出力する。

この出力した光信号データは、受光素子と簡単なＲ３−
２３２Ｃ信号変換回路により電気信号に変換でき、かつ
汎用のパーソナルコンピュータに伝達可能である。

（ヲ）自己電源電圧をＡ／Ｄコンバータ（３１１）によ
り常に監視し、電池電圧が低下した時はダイバーに電池
交換時期が到来したことを知らせる為、ＬＣＤ表示部（
３３０）の（３３７）’Ｊ−○Ｗ　ＢＡＴＴＪの表示を
ＯＮとする。

なお、タイマカウンタ（３１６）は、プログラム制御に
必要なタイミングと時計機能を作り出すもので、ＰＲＡ
Ｍ（３１３）はプログラミング制御の際、データのワー
クエリアとして使用するもので、入出力ボート（３１７
）は外部データＲＡＭ（３２０）及びＬＣＤ表示部（３
３０）へのデータの受は渡しに使用するものである。

本実施例では空気又は不活性ガスの分圧値を気圧にて計
算しているか、水面の絶対水深を１０ｍとして絶対水深
値にて評価しても良い。

また、セラミックブザー（３４０）は手首に取り付けた
情報表示部（３）の裏面に設は皮膚を刺激するようにし
ても良い。

（発明の効果）以上説明したような構造とソフトウェアの制御により、
高圧用ホースを使用しないので、従来多発していた高圧
用ホースの亀裂、破裂事故を皆無にできるばかりでなく
潮水作業環境の変化に速かに対応でき、各警報機能に於
ては複数個補完的に持たせることによりダイバーの安全
性を格段に向上できるという利点かある。また、事故発
生時も記録きれている環境データ、ボンへ内空気圧力デ
ータを活用することにより事故原因究明の一助となす利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に於ける構成図、第２図は本実
施例に於ける表示部の概要図である。ｌ・・・ボンベ結合部、１０１・・・圧力センサ、２・
・・電気ケーブル、３・・・情報表示部、３０１・・・
圧力センサ、３０２・・・圧力センサインタフェース回
路、３０３・・・温度センサ、３０４・・・温度センサ
インタフェース回路、３０５・・・セットスイッチ、３
０６・・・イベントスイッチ、３０７・・・フィート／
メートル選択ストラップ、３１０・・・１デツプマイク
ロコンピユータ、３１１・・・Ａ／Ｄコンバータ、３】
２・・・ＰＲＯＭ、３１３・・・ＰＲＡＭ、３１４・・
・ｃｐｕ、３１５・・・入力ボート、３１６・・・タイ
マカウンタ、３１７・・・入出力ボート、３１８・・・
出力ボート、３２０・・・外部データＲＡＭ１３３０・
・・ＬＣＤ表示部、３４０・・・セラミックブザー、３
５０・・・データ出力用及び警報用ＬＥＤ。第２図特許出願人　　上田日本無線株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気ボンベ内の圧力と作業環境の監視を行う潜水
作業用情報管理に於て、（イ）一定のサンプリング期間の最大水深値により人体
の各半飽和時間組織に於ける現在の空気又は不活性ガス
の分圧値を計算する手段と、（ロ）現在の水深と前記（イ）項の半飽和時間組織に於
ける現在の空気又は不活性ガスの分圧値により、現在水
深に於ける無減圧限界時間を逐次更新し表示する手段と
、（ハ）前記（ロ）項の無減圧時間を越えた時、減圧潜水
状態に遷移したことを検出し、ダイバーに注意を促す手
段と、（ニ）減圧潜水時、前記（イ）項の各半飽和時間組織に
於ける空気又は不活性ガス分圧値を評価し、逐次最適な
浮上可能水深、減圧停止水深及び減圧停止時間を計算し
表示する手段と、（ホ）減圧停止中、現在の水深と前記（イ）項の各半飽
和時間組織に於ける空気又は不活性ガス分圧値を監視し
、異常検出時にダイバーへ警報する手段と、（ヘ）潜降中や浮上中の水深値変化速度を監視し、過度
な速度と判定した時ダイバーへ警報する手段と、（ト）ボンベ内空気圧力が圧力設定値より低下した時ダ
イバーへ警報する手段と、（チ）潜水作業時に、一定の記録周期で環境データやボ
ンベ内空気圧力値を記録する手段と、潜水作業蹟記録内
容を外部の汎用コンピュータへ伝達する手段を具備することを特徴とする潜水作業用情報管理装置。
（２）前記の警報手段を警報モードに対応し複数種類の
可視又は可聴エレメントにより補完的に行うように構成
した請求項（１）記載の潜水作業用情報管理装置。