FORUM-NURAS

TomekR · Wysłany: 17-12-2006, 06:22 **Na start wykrywanie CO2**

Bedac niejako ojcem tego dzialu osmielam sie rozpoczac pierwszy temat, po pierwsze, ze rebreathery sa bliskie mojemu sercu, a po drugie Smok nie daje mi spokoju na temat sensorow CO2. A wszyscy wiecie jak 'menconcy' Smok potrafi byc :-D

Tego roku nie udalo mi sie zawitac na DEME, ale poczta pantoflowa dowiedzialem sie, ze zaprezentowano tam cztery niezalezne prototypy sensorow CO2.
Dlaczego to takie wazne?
Otoz pokrotce funkcjonowanie obiegow zamknietych polega na uzupelnieniu w czynniku oddechowym zuzytego przez organizm tlenu i pozbyciu sie produktu przemiany materii -dwutlenku wegla. Poziom tych gazow w mieszaninie oddechowej ma swoje "wartosci krytyczne" - zbyt malo O2, zbyt duzo O2, czy CO2 i jestesmy na dobrej drodze by nasze nurkowanie bylo tym ostatnim. Zrozumiale wiec jest znaczenie kontroli cisnienia parcjalnego (bo to ono wyznacza fizjologiczne limity). O ile jednak sensory tlenowe upowszechnily sie do tego stopnia, ze z aplikacji militarno-kosn=micznej powedrowaly do kazdego auto, o tyle sprawa z sensorami CO2 znacznie sie komplikuje. Prosze mnie zle nie zrozumiec -sensory okreslajace poziom CO2 juz sa i to dosc powszechnie stosowane wroznych dziedzinach na powierzchni. Sensory te dzialaja na zasadzie pomiaru wiazki promieni podczerwonych przenikajacych/absorbowanych przez znajdujacy sie na ich drodze gaz. Technologia wiecej niz wystarczajaca pod wzgledem jakosciowym(dokladnosc pomiaru), ekonomicznym(cena), czy technologicznym (rozmiar). Jeden problem: nawet odrobina wody na drodze miedzy emiterem i odbiornikiem wiazki i z pomiaru nici -sygnal ulega rozproszeniu. Wilgotnosc wewnatrz petli odechowej RB wynosi 100% technologia NDIR(Non Dispersive Infrar Red) jest wiec nie do zastosowania pod woda. Czyzby?
Podczas gdy wiekszosc zaintersowanych tematem uznala NDIR w aplikacjach podwodnychz a slepy zaulek, pewien czlowiek (Tom Rose) postanowil 'osuszyc problem'.
Tom Rose rozpoczal nurkowac w 1951 roku pod wplywem osiagniec legendarnego Hansa Hassa, w 1961 roku jako student wydzialu Inzynieryjnego Virginia Tech, zbudowal wlasny rebreather wykorzystywany w eksploracjach pobliskich jaskin. Calkowity budzet urzadzenia wynosil z zalozenia 100 $, a worek oddechowy wykonany zostal z termoforu, ale to historia juz na inna okazje....

Ponizej tlumaczenie tekstu Toma Rose'a:

Wykrywanie dwutlenku wegla
Tom Rose

Kilka lat temu, podczas zwyklej rozmowy, uslyszalem, ze pomiar dwutlenku wegla w petli oddechowej rebreathera jest technologicznie niemozliwy. To glupota! - pomyslalem, gdyz problem wilgotnosci moze byc latwo rozwiazany. Zamiast wiec otworzyc moja niewyparzona gebe wrocilem do domu i... zlozylem zgloszenie o przyznanie patentu.

Ponizszy tekst jest uproszczonym wyjasnieniem systemu zaczerpnietym z zgloszenia patentowego.

Problem
Pochlaniacze moga zawiesc z wielu przyczyn. Uzytkownik w stresie, produkujacy wiecej CO2 niz ilosc z ktora system moze sobie poradzic, nieodpowiednie upakowanie absorbentu, zle zaprojektowanie, pominiecie inicjacji reakcji chemicznej, nadmiar wilgotnosci, zuzyty material pochlaniajacy lub wiele innych przyczyn. Nadmiar CO2 (hypercapnia) doprowadzil do wielu wypadkow smiertelnych wsrod uzytkownikow rebreatherow, zarowno w wojskowych, jak i cywilnych zastosowaniach.
Wewnatrz pochlaniacza, nasycone para wodna gazy, za sprawa reakcji egzotermicznej podlegaja podgrzaniu. Woda pochodzi od uzytkownika, jak rowniez powstaje w czasie reakcji wiazania dwutlenku wegla - jedna molekula wody na kazda pochlonieta molekule CO2. Kiedy gazy opuszczaja pochlaniacz, ulegaja schlodzeniu w wyniku czego woda zaczyna kondensowac na chlodniejszych powierzchniach wezy oddechowych, przeciwpluca, a takze na powierzchniach optycznych analizatorow gazowych, wszedzie gdzie temperatura powierzchni jest nizsza od punktu rosy.
Problem, w moim mniemaniu, polegal wiec na odzieleniu i osuszeniu strumienia gazu, zmianie punktu rosy i zapobiegnieciu kondensacji.

Rozwiazanie
Przy ujsciu pochlaniacza, probka gazow (1) odzielana jest z glownego strumienia i skierowana przez osuszacz(4). Wewnatrz komory osuszajacej znajduje sie rurka(3) ze specjalna blona przepuszczalna dla pary wodnej, a nie przepuszczalna dla CO2. Wewnatrz rurki plynie, osuszony tlen (2) z butli, ktory wszyscy tak bardzo kochamy. W innych systemach, jak naprzyklad obiegi polzamkniete, przeplywajacym suchym gazem moze byc nitrox.
Para wodna z nasyconego gazu z pochlaniacza, poprzez sciany rurki, przeplywa do nienasyconego strumienia suchego gazu w procesie przenikania gazowego. Bedacy przedmiotem pomiaru gaz, ktorego punkt rosy zostal powaznie obnizony, przeplywa przez komore pomiarowa (5)gdzie zawartosc dwutlenku wegla jest analizowana optycznie przy uzyciu podczerwieni.
Po opuszczeniu komory pomiarowej, analizowany gas ulega zmieszaniu z nawilgoconym tlenem, przy pomocy prostego aspiratora, ktory jednoczesnie, (wykorzystujac efekt venturiego - przyp.tlum.) pomaga w transporcie probki gazow, z powrotem do petli oddechowej. Wybor lokalizacji, z ktorego pobierana jest probka gazow, pozwala na kilka wariantow w jakich sytem pomiarowy moze byc uzyty.
Wartym zwrocenia uwagi jest fakt, ze sytem ten, jest ukladem pasywnym, nie wymagajacym zadnych pomp czy podgrzewaczy, zuzyawajacym minimalna ilosc energii potrzebnej tylko do obslugi wyswietlacza. Rozne wersje sytemu umozliwjaja pobor analizowanej probki gazu w pochlaniaczach zarowno liniowych jak i radialnych. Dobor miejsca poboru probki umozliwja okreslenie stopnia zuzycia materalu pochlaniajacego.
System wywolal znaczace zainteresowanie podczas targow DEMA.
Dodatkowo, oczekuja potwierdzenia, zgloszenia patentowe dotyczace kontroli spadku temperatury i obrobki sygnalu efektow cisnienia i temperatury na objetosc gazu w komorce pomiarowej.