ü만 감압 알고리즘

Bühlmann decompression set of parameters는 주변 압력 변화에 따라 불활성 가스가 인체에 들어가고 나오는 방식의 할단 수학적 모델(알고리즘)입니다.^[1] 버전은 Bühlmann 압축 해제 테이블을 만들고 개인 다이빙 컴퓨터에서 압축 해제 없음 한계와 압축 해제 일정을 실시간으로 계산하는 데 사용됩니다. 이러한 감압 테이블을 통해 다이버는 잠수를 위한 깊이와 지속 시간을 계획하고 필요한 감압을 중지할 수 있습니다.

매개변수 세트는 스위스 의사 알버트 A 박사에 의해 개발되었습니다. 스위스 취리히 대학 병원의 고압 생리학 연구소에서 감압 이론을 연구한 ü만. 1959년에 시작된 Bühlmann의 연구 결과는 1983년 독일 책에 출판되었고, 그의 영어 번역은 "Decompression-Decompression Sickness"라는 제목으로 출판되었습니다.^[1] 이 책은 압축 해제 계산에 관한 가장 완전한 대중의 참고 자료로 여겨졌으며, 컴퓨터 알고리즘에 사용된 직후에 사용되었습니다.

모델(Haldane, 1908)^[4]은 관류 제한된 가스 교환과 여러 평행 조직 구획을 가정하고 인-가스 및 아웃-가스에 대해 역 지수 모델을 사용하며, 둘 다 용해 단계에서 발생하는 것으로 가정합니다.

원칙

John Scott Haldane^[4] (The Haldane model, Royal Navy, 1908)과 Robert Workman^[5] (M-Values, US-Navy, 1965)의 이전 연구와 Shell Oil Company의 자금 지원을 바탕으로 ^[6]Bühlmann은 인체 조직에서 질소와 헬륨의 가장 긴 반감기를 확립하기 위한 연구를 설계했습니다.^[1] 이러한 연구는 1966년 지중해에서 캡쉘 실험을 통해 확인되었습니다.^[6]^[7]

기본적인 아이디어(Haldane,^[4] 1908)는 서로 다른 포화 반감기의 여러 조직(compartment)으로 인체를 표현하고 $n$ 의 $n$ compartment에 $n$ 있는 비활성 기체의 $P$ 분압 $P {\displaystyle$ P $}$ 를 계산하는 것입니다(Haldane's equation):

$P=P_{0}+(P_{gas}-P_{0})\cdot (1-2^{-{\frac {t_{exp}}{t_{1/2}}}})$

초기 분압 $P_{0}$ $P_{0}$ ${\$ 호흡 가스 $P_{gas}$ 의 $P_{gas}$ 은 ${\$ 폐 내부 물의 증기압 약 60mbar 제외), 노출 $t_{exp}$ $t_{exp}$ ${\$ 및 $t_{exp}$ 구획별 포화 하프타임 $t_{1/2}$ $t_{1/2}$ ${\$

가스 압력이 떨어지면 구획은 가스를 꺼내기 시작합니다.

질소(공기, 질소) 파라미터 세트

허용 가능한 $P_{tol}$ 압력 P $P_{tol}$ to {\ $displaystyle P_$ {tol $}}$ 을 계산하기 $P_{tol}$ 위해 상수 $b$ $a$ $a$ 및 $b$ $b$ 는 포화 하프타임에서 다음과 같이 유도됩니다(ZH-L 16 A).

$a={\frac {2\,{\text{atm}}}{\sqrt[{3}]{t_{1/2}}$

$b=1.005-{\frac {1}{\sqrt[{2}]{t_{1/2}}}}$

M-Value를 계산하는 데 사용됩니다( $P_{tol}$ $P_{tol}$ ${\$

$P_{tol}=(P-a)\cdot b$

계산된 $b$ $b$ 값은 $b$ Bühlmann이 조직 구획 4(0.7725 대신 0.7825) 및 5(0.8125 대신 0.8126)에 사용한 값과 일치하지 않습니다.^[8]

B 및 C 버전은 $계수$ a ${\displaystyle$ a $}$ 를 수동으로 수정했습니다^[8] $a$

$a$ $b$ b $b$ 의 수정된 값은 아래 표에 굵은 글씨로 표시되어 $b$ 있습니다.

헬륨(헬리오스) 매개변수 집합

Graham's Law에 따르면 온도와 압력의 동일한 조건에서 두 기체의 확산 속도(또는 삼출)는 몰 질량의 제곱근( $N_{2}$ {\ $displaystyle$ N_ ${2$ $}}$ 의 경우 28.0184 g/mol, $He$ {\ $displaystyle$ He}의 경우 4.0026 g/mol $He$ ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ 즉 ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ . ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ 4 ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ = 2)에 반비례합니다 ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ ${\displaystyle {\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026$ }} ${\sqrt[{2}]{\frac {28.0184}{4.0026}}}=2.645$ 2 $.645}),$ 즉 $He$ $He$ 분자는 $N_{2}$ $N_{2}$ $N_{2$ 분자보다 2.645배 빠르게 확산됩니다.

Bühlmann은 이를 고려하여 공기(nitrogen)에 대한 모든 조직 구획을 2.645로 나누어 가장 긴 구획이 ${\frac {635}{2.645}}=240{\text{ min.}}$ 2. ${\frac {635}{2.645}}=240{\text{ min.}}$ = ${\frac {635}{2.645}}=240{\text{ min.}}$ 으로 설정된 헬륨별 매개변수 세트를 구했습니다. ${\displaystyle {\frac {635}{2.645}}=240{\text{min.$ $}}}$

M-Value(계수 a 및 b)의 모수는 구체적으로 결정되었습니다.

트리믹스(질소+헬륨) 파라미터 세트

어떤 모델도 두 불활성 가스의 탈포화를 관리할 수 없습니다.

일부 접근 방식은 주 비활성 가스만 고려합니다(그리고 다른 비활성 가스는 무시합니다).

Bühlmann을 ^[9]사용하면 a ${\displaystyle$ a $}$ $및$ b $a$ $b$ 의 반감기 및 계수의 가중 평균이 각 비활성 가스의 백분율 함수로 계산되어 $b$ 특정 매개 변수 세트를 계산합니다.

예제:

18/50 트리믹스 사용(18% $O_{2}$ {\ $displaystyle O_{2$ 50% $He$ {\ $displaystyle$ He $He$ 32% $N_{2}$ {\ $displaystyle N_{2}}),$ 구획 #1의 하프타임( $a$ $a$ 및 $b$ $b$ 계수)은 $He$ $He$ 하프타임의 50%와 $N_{2}$ $N_{2}$ 하프타임의 32%를 50% + 32% = 82%로 나누어 계산됩니다.

예제, 구획 #1:

$51$ $28)}{0.82$ }} $=$ 2 $.48}($ $He$ {\ $displaystyle He$ }가 포함된 1 $51$ {\ $displaystyle 1.$ 51}과 $N_{2}$ ${\displaystyle N_{2$ 가 $N_{2}$ 된 4 ${\displaystyle$ 4}의 $instead$ )

$a({\text{tx }}18/50)={\frac {(1.7474\times 0.5)+(1.2599\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.8737+0.403)}{0.82}}=1.5569$ ( $1.7474$ with $He$ and $1.2599$ $1.2599$ {\ $displaystyle 1.2599}$ $N_{2}$ ${\$ )

$b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ / $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ ) = $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ 0 $4245$ × $0.5$ ) + ( $0.4245$ 5050 × 0 $.32$ ) 0.50 + 0 $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ 32 = (0.2122 + 0.1616) 0 $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ 82 = 0.4559 {\displaystyl $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ b ({\t $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ {tx }} 18/ $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ 0) ={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.50\times 0.32)}{0.50+0.3 $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ }} ={\frac {(0.2122+0.16)}{0.8 $b({\text{tx }}18/50)={\frac {(0.4245\times 0.5)+(0.5050\times 0.32)}{0.50+0.32}}={\frac {(0.2122+0.1616)}{0.82}}=0.4559$ }} = 0.4559}(0.4245 {\displaystyle 0). $He$ $He$ 가 포함된 $0.4245$ $4245}$ 및 $He$ $N_{2}$ {\ $displaystyle$ 가 $포함$ 된 0 $0.5050$ ${\displaystyle$ 0 $.5050$ $N_{2}$

백분율이 아닌 부분 압력을 사용하여 동일한 계산을 수행할 수 있습니다.

이 접근법은 이 계산이 달성되어야 할 것을 반영하지 못한다고 느끼는 일부^[10] 저자와 함께 논란의 여지가 있습니다. 일반적으로 두 개의 중성 가스를 사용한 불포화는 모델링되지 않는다는 사실은 주의를 촉구합니다. 각 트리믹스 다이빙은 보장이 없으며 특정합니다.

산소 $PpO_{2}$ 일정 분압 ${\$ (폐쇄회로 재호흡기 - CCR)

$PpO_{2}$ 한 $PpO_{2}$ ${\$ 다이빙에 $PpO_{2}$ 대한 특정 모델은 없습니다. 차이는 항상 비활성 가스의 비율이 $PpO_{2}$ 된 $PpO_{2}$ 2 {\ $displaystyle$ PpO_{ $2}}($ 예: 0.75 또는 1.3 at(바))와 관련하여 계산된다는 점에 있습니다.

Table of ZH-L 16 Half-times

t_{1/2}

with

a

and

b

values for nitrogen (

N_{2}

) and helium (

He

).^[8]

cpt	ZH-L 16 $N_{2}$ $N_{2}$ ${\$					ZH-L 16A $He$ $He$
	$t_{1/2}$ (min)	A 실험적	B 테이블	C 컴퓨터	$b$	$t_{1/2}$ (min)	$a$	$b$
	$t_{1/2}$ (min)	$a$	$a$	$a$	$b$	$t_{1/2}$ (min)	$a$	$b$
01 (1a)	004	1.2599	1.2599	1.2599	0.5050	001.51	1.7474	0.4245
01b	005	1.1696	1.1696	1.1696	0.5578	00
02	008	1.0000	1.0000	1.0000	0.6514	003.02	1.3830	0.5747
03	012.5	0.8618	0.8618	0.8618	0.7222	004.72	1.1919	0.6527
04	018.5	0.7562	0.7562	0.7562	0.7825	006.99	1.0458	0.7223
05	027	0.6667	0.6667	0.6200	0.8126	010.21	0.9220	0.7582
06	038.3	0.5933	0.5600	0.5043	0.8434	014.48	0.8205	0.7957
07	054.3	0.5282	0.4947	0.4410	0.8693	020.53	0.7305	0.8279
08	077	0.4701	0.4500	0.4000	0.8910	029.11	0.6502	0.8553
09	109	0.4187	0.4187	0.3750	0.9092	041.2	0.5950	0.8757
10	146	0.3798	0.3798	0.3500	0.9222	055.19	0.5545	0.8903
11	187	0.3497	0.3497	0.3295	0.9319	070.69	0.5333	0.8997
12	239	0.3223	0.3223	0.3065	0.9403	090.34	0.5189	0.9073
13	305	0.2971	0.2850	0.2835	0.9477	115.29	0.5181	0.9122
14	390	0.2737	0.2737	0.2610	0.9544	147.42	0.5176	0.9171
15	498	0.2523	0.2523	0.2480	0.9602	188.24	0.5172	0.9217
16	635	0.2327	0.2327	0.2327	0.9653	240.03	0.5119	0.9267

버전

Bühlmann 매개변수 집합의 여러 버전이 Bühlmann과 이후의 작업자들에 의해 개발되었습니다. 파라미터 세트를 식별하는 데 사용되는 명명 규칙은 ZH-L을 시작하는 코드로 취리히(ZH), 선형(L), 그 다음에 다른 (a,b) 커플의 수(ZH-L 12 및 ZH-L 16),^[11] 또는 조직 구획의 수(ZH-L 6, ZH-L 8), 및 기타 고유 식별자입니다. 예:

ZH-L 12 (1983)

ZH-L 12: "16번의 반값 시간에 대한 12쌍의 계수"^[11]와 함께 1983년에 발표된 매개변수 집합.

ZH-L 16 (1986)^[12]

ZH-L 16 or ZH-L 16 A (air, nitrox): 1986년에 발표된 매개변수의 실험 세트.
ZH-L 16 B (air, nitrox): 조직 구획 #6, 7, 8 및 13에 대해 약간 더 보수적인 "a" 값을 사용하여 인쇄된 다이브 테이블 생산을 위해 수정된 파라미터 세트.
ZH-L 16 C (air, nitrox): 조직 구획 #5 ~ 15에 대해 더 보수적인 "a" 값을 갖는 파라미터 세트. 다이브 컴퓨터에 사용합니다.
ZH-L 16(헬륨): 헬륨과 함께 사용할 매개 변수 집합입니다.
ZH-L 16 ADT MB: Uwatec이 트리믹스 지원 컴퓨터에 사용하는 파라미터 및 특정 알고리즘 세트. 원래 ZHL-C에서 중간 칸에 수정된 것으로 다이버 워크로드에 적응할 수 있으며 프로파일 결정 중간 중지가 포함됩니다. 프로필 수정은 설명서에 정의되어 있지 않은 개인 옵션 보수 설정인 "MB 수준"을 사용합니다.^[13]

ZH-L 6 (1988)

ZH-L 6은 각색입니다^[14](Albert Bühlmann, Ernst B).Aladin Pro 컴퓨터(Uwatec, Beuchat)에서 구현된 ZH-L16 파라미터 세트의 Völlm 및 Markus Mock), 6개의 조직 구획(하프타임: 6 mn/14 mn/34 mn/64 mn/124 mn/320 mn).

ZH-L 8 ADT (1992)

ZH-L 8 ADT: 위험 인자에 따라 가변적인 하프 타임 및 과포화 허용 오차를 갖는 새로운 접근 방식.^[14] 매개 변수 집합과 알고리즘은 공개되지 않습니다(Uwatec 속성, 1992년 Aladin Air-X에서 구현되고 1994년 BOOT에서 제시됨). 이 알고리즘을 사용하면 상승 속도 위반, 잠수 중 작업 수준이 높거나 수온이 낮은 경우, 상승 속도 위반 후에 다이버가 보상적 감압 정지를 완료해야 할 수 있습니다. 이 알고리즘은 반복적인 다이빙의 특정한 특성을 고려할 수도 있습니다.

ZH-L 8 ADT MB: ZHL-8 ADT의 버전은 마이크로버블 형성을 억제한다고 주장했습니다.^[15]
ZH-L 8 ADT MB PDIS: 프로파일 결정 중간 정지.^[16]
ZH-L 8 ADT MB PMG: 예측 다중 가스.^[17]

상승률

상승률은 본질적으로 변수이며, 프로그래머 또는 사용자가 테이블 생성 또는 시뮬레이션을 위해 선택할 수 있으며, 다이브 컴퓨터 애플리케이션에서 실시간 입력으로 측정될 수 있습니다.

1~5칸은 분당 3bar, 6~7칸은 분당 2bar, 8~16칸은 분당 1bar로 상승 속도가 제한됩니다. 챔버 감압은 연속적으로 수행할 수도 있고, 정지를 선호하는 경우 1m 또는 3m 간격으로 수행할 수도 있습니다.^[18]

경사인자(GF)

기울기 요인은 계산 트릭(Erik C)입니다. Baker) 표면에 접근할 때 허용되는 중성(불활성) 가스(예: 질소)의 최대량을 감소시켜 보수성을 높이기 위해 각 M-Value의 백분율(예: 90%)을 취하는 것으로 구성됩니다. 9m, 6m, 3m, 표면).^[19]

일반적으로 GFlow와 GFhigh 두 개의 GF를 정의할 수 있습니다. GFlow는 첫 번째(가장 깊은) 스톱에, GF high는 마지막 스톱(표면에서 가장 가까운)에 적용됩니다. 모든 중간 GF(GFlow와 GFhigh 사이)는 선형 보간에 의해 계산됩니다.

의무 정지가 없는 다이빙의 경우 GFlow가 정의되더라도 GF high만 사용됩니다.

쌍둥이 GF(예: 80/80)는 잠수 시간을 인위적으로 증가시키는 것과 같은 효과를 갖습니다(고려된 시간이 실제 시간보다 더 큼). 인쇄된 다이브 테이블을 사용할 때, 이는 "다이브가 실제로 필요로 하는 것 이상의 깊이와 시간의 추가 증분을 즉흥적으로 추가하는 것, 보편적으로 지저스 팩토링(Jesus-factoring)"과 같습니다.^[20]

비대칭 GF(예: 30/70)를 사용하여 깊은 정지를 강제할 수 있습니다. 딥 스톱은 다음과 같이 정의할 수 있습니다. "사용되는 알고리즘에 의해 규정된 것보다 더 깊은 하나 이상의 자발적 또는 경험적으로 유도된 감압 정지".^[21]

GF는 다이브 컴퓨터에서 세 가지 방법으로 구현할 수 있습니다.

사전 설정 모드(예: L0, L1, L2...)를 사용하여 또는 감소하는 GF 쌍에 해당하는 P0, P1, P2...): 90/90; 85/85; 80/80...;

GFlow 및 GF high를 자유롭게 입력할 수 있습니다.

알고리즘에 다이버의 행동(프로파일, 상승 속도 등)에 따라 GF를 수정하는 것을 포함함으로써.

모든 경우에 GF 값의 선택은 임의적입니다.

"GF와 함께 ZH-L 16"이라는 용어는 오해의 소지가 있습니다. GF와 함께 사용하기 위한 특정 파라미터 세트가 있다는 인상을 줄 수 있습니다. 없어요. M-Value(ZH-L, US-Navy, Hahn, RGBM, Comex...)가 있는 모든 파라미터 세트를 GF와 함께 사용할 수 있습니다.

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외부 링크

Bühlmann 테이블에 대한 많은 기사는 웹에서 볼 수 있습니다.

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