如何測量高氧瓶內的氧氣濃度?

測量是科學的基礎。潛水也是一門很科學的運動,其中學習高氧專長就必須了解如何分析你自己的高氧瓶內的氧氣比例,這就很考驗你到底有沒有學好「測量」這件事。

談到測量,必須知道:
-測量的物理量用什麼單位(因次)
-測量工具必須先校正
-測量必須知道誤差單位濃度是沒有單位的,高氧分析儀測出來的是氧氣佔整體氣體的百分比。

校正
儀器校正的基礎,是用已知去校正未知,那有什麼氣體的氮氧比例是已知的?
-已經測量無誤的高氧瓶-環境中的空氣(氧氣比例穩定,在20.8-21.0%之間)-壓縮空氣瓶(20.8-21.0%的氧氣,但是比大氣更乾燥)-純氧瓶(100%的氧氣)
那究竟用哪一種氣源來校正比較好?

誤差範圍(測量的不確定性 = 觀測值與真實值的差異)


測量誤差 = 系統誤差 + 隨機誤差
系統誤差可以透過「校正儀器」和「按照標準程序」和來控制

隨機誤差=>儀器精密度 + 濕度因素
可以透過重複觀測取平均,以及控制測量環境的濕度來控制

由於壓縮空氣瓶內的空氣比較乾燥,你也可以控制氣閥的出氣流量,所以用氣瓶內的氣來校正是比較好的。大部分的潛水船/潛店都有壓縮空氣瓶,如果沒有,那也可以用空氣來校正。

假如用氣瓶來校正,就要確保你每次輸給分析儀的流量要一致,不要太強也不要太弱,太強會高估氧氣含量,反之則會低估。假如用大氣來校正,那就要確保不是在密閉空間測量,不然濕度和周圍氣體的含量很可能會變動很大(因為你開氣瓶後就會釋放氣體到空間中),就要把分析儀在空中甩一甩,分析儀吸進空氣後,就可以旋轉校正鈕讓讀數回歸到 20.8%-21.0之間。

校正完就可以開始測量氣瓶,用跟校正時一致的流量來測量,一般來說我們估計誤差範圍是正負0.5%,假如打氣的員工測量出來是 32.3% 你測量到的是 31.3%,你有沒有理由相信,你們兩個人測量的不一致是可以接受的?由於我們認定誤差範圍是 正負 0.5%,所以當測量結果超過 1%的話,那就有理由相信其中某個環節出錯,例如兩人用的分析儀有問題(可能沒校正好或是故障),或是有人量錯,或是其他原因……等等,這時候你就得想辦法找出原因,例如找出有問題的那個分析儀,用好的分析儀重新測量一次。

數據的進位 – 四捨五入

由於潛水電腦表為了實際應用的便利性考量,多半以整數位來表示高氧濃度,而不讓你細調到小數點一位。假設你測量到氣瓶高氧是 32.3%,那你電腦表該調 32% 還是33%,一般會建議用四捨五入法。

結論
整個流程:校正分析儀 -> 看測量出的氧氣比例是否在合理誤差範圍內 -> 數據四捨五入後調整潛水電腦錶 -> 根據 MOD 和自己的潛水執照等級,規劃最大潛水深度

SEA&SEA MDX-α7III 鋁合金防水殼- 2018年8月底上市

  • 可選購 Optical YS Converter/S1 (閃燈TTL訊號轉換器)
    • ※ 需要Sony 轉接頭 “ADP – MAA”
  • 相容觀景窗 VF180 1.2x 與 VF45 1.2x
    • ※ 使用 VF180 1.2x 會稍微有暗角
  • 配備相機觀景窗區光度調整鈕
  • 相容於 FE 系列鏡頭 (設計給全幅相機使用)
    • 可選購 ML-NX Conversion Ring 30 (轉換延伸環) 轉接各式 NX 鏡頭罩
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  • 對變焦轉盤可以拉出, 可適用於較大尺寸的鏡頭
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  • 全功能控制
  • 相機的 LCD 銀幕可以傾斜 10 度
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  • 本防水盒配備兩個配件座, 一個 N-type 可用來連接閃燈 (2pin connected), 另外一個可用來轉接HDMI輸出
  • 鏡頭罩鎖定可從防水盒外控制
  • 相機鏡頭鎖定按鈕可從防水盒外控制
  • 多重選擇器配置在防水盒右方靠近握把, 更便利於手持握把時操作.
  • 內建雙”sacrificial zinc diodes” (防電解度鋅二極體 ,一個在前端, 一個在後蓋) 防止電解傷害
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  • 配備標準0.5x 光學觀景窗, 也可選購其他觀景窗
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  • 耐水深 100m / 330ft
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[規格]

[材質] 耐腐蝕鋁合金, galvanized (black)
[耐水深] 100m/330ft
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潛水電腦錶能不能自己換電池?無線充電到底實不實用?

電池可拆:
Suunto D系列 => 鈕扣電池 (不建議使用者自行拆開換電池)
Shearwater Perdix AI => AA 電池(使用者可以自行拆開電池蓋更換電池)
電池不可拆:
Suunto EON Core / Deepblu Cosmiq+ / Mares Icon HD=> 金屬接點充電
Shearwater Teric => Qi 無線充電
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Suunto D系列因為是單色液晶顯示,不是很耗電,所以採用鈕扣電池,持續維持開機狀態可以維持一年多,但因為更換電池的時候需要把金屬殼打開,裡頭有一個O圈,一般原廠是建議更換電池的時候順便更換O圈,但因為動到O圈會有漏水的風險,所以一般是不建議自己更換電池。
而像後來彩色液晶顯示器技術越來越成熟,因為耗電量遠比單色液晶來得大,如果用鈕扣電池會很不方便,所以就有可更換充電電池的 Perdix,和透過金屬充電線充電的 EON Core / Deepblu / Icon HD 等電腦錶,最近則有採 Qi 無線充電的 Teric。
可以更換 AA充電電池的Perdix好處是,萬一你忘了帶充電器/行動電源,還有可能買到或借到AA電池頂著用,即使不是充電式的AA電池也所謂,至少可以應付突發狀況。當然,你得打開電池槽,每次打開電池槽就會增加進水的機率,所以換電池的時候要細心。而無線充電技術其實已經應用在其他的防水家電,特別是電動牙刷,應用在潛水電腦錶可說是蠻適合的,因為不會有金屬接點,就會減少從接點漏水的機會,也不會擔心接點鏽蝕的問題,像Light&Motion的LED燈因為充電的時候必須把金屬接點插頭插進去,內凹的插槽久了以後會鏽蝕,就得用砂紙磨掉繡斑。而無線充電現在主要有兩大標準,採用Qi的好處是你不一定要用電腦錶原廠附的的充電器才能充電,只要符合規格的充電器也可以。
現在的Qi 無線充電技術還是依賴電磁感應,也就是先輸入一個交流電給金屬線圈,然後會產生磁場變化,要被充電的裝置的線圈感應到了磁場變化,也會產生交流電,然後再轉換成直流電,就可以為電池充電。但要充電的那一側的外殼還無法做成金屬,且必須很靠近充電器才可以充電,這對於手機來說是比較雞肋的功能,不過,對於需要防水的潛水電腦錶來說,卻是很好的應用!

每下潛10m壓力就會增加一個Bar是怎麼算的?

潛水電腦表是利用「壓阻效應」(Piezo-resistive effect)去測量海水的壓力,然後反推回深度,前提是你必須知道海水的密度。以 Shearwater Teric 來說,採用的密度是 EN13319 規定的 1020 kg/m³,可是,這個值介於淡水和海水之間阿,為什麼要採用這個中間值呢?
密度:
* 淡水 = 1000kg/m³
* EN13319 = 1020 kg/m³
* 海水 = 1025 到 1035 kg/m³
其實是為了計算方便!潛水教科書上常提到,為了方便理解和簡化問題,我們可以視為每下潛10m壓力就會增加一個Bar。問題是這其實是近似的計算,下越深誤差就會越大。回想一下大學普物課本 Fundamentals of Physics Extended 課本第 10 版 p.391 的 Gauge Pressure on Scuba Diver 的例題。我們把這例題換個方式問:
當電腦表的海水密度設在多少數值時,你的 gauge pressure 會剛好每下 10m 就增加一個Bar??
L = delta P / Rho*g
L=10m
delta P = 1 Bar = 10000 Pa = 10000 N/m^2
g = 9.8 m/s^2
現在想知道 Rho =??? 時等式成立?
解方程得到 Rho = 1020 N*s^2/m^4
而 1N = 1kg*m/s^2
所以最後得到 Rho = 1020 kg/m^3
就我的教學經驗來說,很多考潛水物理的潛水長/教練候選人卡在物理這一關,其實計算的時候必須練習物理量/單位的靈敏度,以這一個例子來說,你必須很清楚什麼是「壓力」?什麼是「力」?
跟潛水相關的壓力的換算主要是 大氣壓 & Bar & Pa 要轉換成牛頓和公尺來表示
跟潛水相關的力的換算主要是牛頓要改用公斤&公尺&秒來表示
最後你才會得到以 kg/m^3表示的密度