如何從組織長條圖來理解壓差係數?

在Shearwater Teric電腦錶裡可以顯示組織長條圖,這要怎麼解讀呢?

<垂直線和水平線的意義>
垂直線:
藍色的線 = 惰性氣體的吸氣壓力 => 跟惰性氣體混和的比例以及環境壓力有關
黃色的線 = 環境壓力 => 跟海拔以及深度有關
紅色的線 = M值 => 代表尚未經過GF壓差係數修正之前,按照 ZHL-16C 模型的耐受超壓極限

舉個例子:假如海平面的大氣壓力一個atm,吸32%的高氧,然後下到水深10m處。
這時候黃色的線代表的是 1+(10/10) = 2atm 環境壓力
藍色的線代表 2atm x (1-32%) = 2×0.68 = 1.36atm 氮氣的吸氣壓力

水平線:
惰性氣體組織張力 

水平共有16條長條,代表氮氣和氦氣惰性氣體組織張力的組合總和如果不用氦氮氧只用氮氧的話,就代表氦氣惰性氣體組織張力

越上面的半時越短,代表該組織腔室吸收和釋放惰性氣體張力的速度越快

<為什麼垂直線固定不動?>
為了方便在小螢幕的電腦錶中顯示,以及方便在水下快速理解,藍色、黃色跟紅色的線在電腦錶中的位置是固定住的。
也就是說,假如你變換了深度,照理說環境壓力也會跟著變,黃色線和藍色線的位置也應該要跟著移動才對。
而且在不同深度不同的組織腔室,也應該是要變動的,但紅色的線只有一條且位置也沒跟著變動。
其實這些都是經過壓差係數換算後的相對數值,所以按照相對的方式來呈現。
我們只要關心,這16條水平線,究竟最長的那一條有多靠近紅色垂直線?

<壓差係數怎麼換算?>
GF 壓差係數 = [惰性氣體組織張力 – 環境壓力] / [M值 – 環境壓力]

也就是說,M值線跟環境壓力線,這兩條線如果畫在以環境壓力為x軸,惰性氣體組織張力為y軸的二維平面圖上,中間會形成一個梯形區域,換算成壓差係數後,就可以用百分比呈現,所以呈現在電腦錶上,就可以讓三條垂直線固定住不動。而利用兩個壓差係數對可以在此二維平面上重新畫一條修正後的M值線。

<GF99 => 把黃色垂直線跟紅色垂直線中間切成100格>
若能知道最長的水平線在這100格中,到底跑到第幾格,然後再和設定的GF資料去比較,就可以知道需不需要做減壓停留,以及減壓過程中的各個ceiling天花板。

壓差係數的值域會是 0-1,如果是0那就代表 惰性氣體組織張力=環境壓力,如果是1那就代表 惰性氣體組織張力=M值為了方便顯示,Shearwater 把 GF 乘上100,所以就以 GF99% 的變數來顯示。

<採用壓差係數作為保守度計算的好處>
由於壓差係數比較直觀,只是線性的轉換,而且實務應用在電腦錶的操作上也容易,我只需要輸入兩個數值: GF(Hi) 跟 GF(Low),就可以畫出一條介於新的更保守的M值線,且從圖形中也容易看出GF(Low)會決定第一次進行減壓停留的深度,和最後一次減壓停留的時間長度。

透過數值極端化的想像,也容易理解保守程度,例如:
GF(Hi)跟GF(Low)都設為100 => 跟原本的M值線一樣 => 等於要超出紅色垂直線才要做減壓停留 => 很不保守
GF(Hi)跟GF(Low)都設為0 => 跟環境壓力一樣 => 等於只要超出黃色垂直線就要做減壓停留 => 非常保守,不允許任何過飽和

<為什麼不總是最上面的水平線最接近紅色垂直線?>
想像一下,當某條水平線超過黃色垂直線後,代表已經飽和了,這時候會開始 off gas,也就是無法繼續 on gas,所以會排氣,而因為吸氣快排氣也快,所以有可能過了一段時間後,反而是位在中間的水平線變成相對最長的那條了。


<飽和 v.s. 超飽和 v.s. 超壓極限>
若這16條中最長的一條:
如果還沒超出黃色的線 => GF99 顯示 on gas,表示還沒飽和,而不會顯示負數
如果剛好等於黃色的線 => GF99 = 0,剛好飽和
如果超出黃色的線,但還沒到超過經過壓差係數修正後的 M 值 => GF99 會顯示白色的數字,表示過飽和但還在經過壓差係數修正後的容忍範圍內
如果超出經壓差係數修正後的 M 值 => GF99 數值會用紅色顯示

<什麼時候要開始做減壓停留?>
至於什麼時候你的 NDL 會接近 0 ? 也就是說,什麼時候會需要做減壓停留了?
第一次開始做減壓停留的深度,是由 GF(Low)決定的,例如以 Shearwater Teric 來說,保守程度設定中等的話,GF數對是 85/40,所以當最長的水平線在黃色垂直線和紅色垂直線,跑到第40格以後,就得開始做減壓停留。然後中間的ceiling會由GF數對修正出的新M值線決定,然後最後升水時的GF不能超過GF(Hi)

<假如遇到緊急情況,先預測直接升水的GF值 => SurfGF>
我們比較關心的是,假如現在按照休閒潛水的程序,從水下緩緩上升(中間不做減壓停留),是否可以?Teric 裡有一個指標稱為 SurfGF,這就是假設你這麼做的話,回到水面時你的 GF99 會是多少%?這樣的話就可以先預測萬一因為緊急情況無法做完減壓停留,按照10m/min的速度直接回到水面的GF會是多少。這樣就能用比較數值的方式預測自己和得到減壓病的距離有多少,而不會只是憑空猜測。

<Shearwater Cloud Desktop上檢視Log檔>
Shearwater的軟體裡已經可以顯示GF,以我去墨西哥Socorro潛水的例子來說,一開始還是在GF都還在On Gas,然後過了43分鐘以後因為深度變淺,準備要做安全停留,這時候GF值就有顯著上升,最後快升水時的GF介於65-70之間。

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