Tauchcomputer Infos für Einsteiger

• Schematischer Aufbau eines Tauchcomputers

• Wie arbeitet ein Tauchcomputer prinzipiell?

• Welche Typen von Tauchcomputern gibt es?

• Welche Tabellenmodelle werden verwendet?

• Gefahren und Einschränkungen beim Gebrauch von Tauchcomputern

Schematischer Aufbau eines Tauchcomputers

Die wesentlichen Bestandteile sind:

• ein ,zumeist, wasserdichtes, druckfestes Gehäuse mit Display (je nach Gehäuse Design -> siehe unten)
• ein kleine Platine mit der ganzen Elektronik drauf
• ein Drucksensor, ein Piezokristall oder ein kapazitiver Drucksensor
• Stromversorgung
• Reed Relais oder Wasser-Sensoren zum Einschalten bzw. Programmieren des Computers
• auf der Platine ist auch eine Quarzclock, neben der Synchronisation der elektronischen Bausteine kann damit auch die Uhrzeit abgeleitet werden

Dass das Gehäuse wasserdicht ist, erscheint selbstverständlich. Allerdings sind die meisten Gehäuse nicht gasdicht, d.h. bei einer Druckkammerfahrt müßt ihr den Computer in einen mit Wasser gefüllten Eimer tun, sonst diffundiert Luft unter Druck in das Gehäuse und beim auftauchen ist er dann hinüber!

Das Gehäuse Design unterscheidet sich nach:

• Luft gefüllten (z.B.: COCHRAN)
• Silikon Gel gefüllten (z.B.: Suunto), sowie
• Öl gefüllten Gehäusen (z.B.: Uwatec)

Entweder muss das Gehäuse besonders stabil sein, oder aber die einzelnen Komponenten an sich!

Auf der Platine sind die verschiedenen Bestandteile draufgelötet, einen prinzipellen überblick verschafft uns dieses Bildchen:

und so sah einst ein guter alter DECO BRAIN von innen aus:

Der Piezo ist ein kleiner Kristall, der den Umgebungsdruck in eine messbare Spannung umwandelt (Piezo-Effekt). Diese Spannung wird gemessen und damit die Tiefe berechnet. Ebenso kann auch ein kapazitiver Sensor über die Kapazitätsänderung eines kleinen Kondensators den Druck messen. Nadierlich sind diese Dinge alle temperaturabhängig, deshalb wird die ganze Chose "Temperatur Drift" kompensiert, damit nicht bei 4 Grad C im Bodensee auf 40 m Tiefe was anderes gemessen wird wie in der gleichen Tiefe bei 27 Grad Celsius in der Karibik.

Anhand dieses Beispiels erkennt ihr auch sofort, daß ein Computer für Salz- oder Süßwasser kalibriert sein muß und deshalb auch nur für diese entsprechende Wasserdichte die Tiefe korrekt anzeigt!

Heutzutage sind die Stromversorgungen kleine Lithium Batterien, die einen geringen Selbstentladungskoeffizienten haben und deshalb relativ lange halten. Das funktioniert nur, weil der Strombedarf der Chips stark gesunken ist seit den Zeiten des DECO BRAINs. Moderne Full Custom ASICs (also ganz speziell geschnitzte Chips) benötigen auch entsprechend weniger Spannung für ihre Logik-Funktionen.

Üblicherweise wird beim "Ausschalten" nur die Anzeige ausgeschaltet: der Rechner rechnet die Entsättigungen weiter und kann so z.B. auch die Veränderungen des Luftdrucks, z.B. bei der Anfahrt zum Bergsee, mitbekommen.

ein etwas neueres Modell kommt so daher:

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Wie arbeitet ein Tauchcomputer prinzipiell?

Die Daten aus der Quarzclock (= Tauchzeit) und vom Drucksensor (Druck, und damit wird die Tiefe angezeigt) gehen direkt in die Stickstoffsättigung der Kompartimente (zu Kompartimenten mehr im übernächsten Abschnitt) ein. Genauso, wie du in der Tauchtabelle auf einer bestimmten Tiefe und bei einer Zeit nachschaust und dann eine Wiederholungsgruppe (= Kompartimentsättigung) abliest. Der Computer macht das aber normalerweise alle 2 Sekunden und berechnet so ein Multilevelprofil. Dies im Gegensatz zu deiner eben erwähnten Tabellenaktion, die ein strenges Kastenprofil bedeutet. Nun wird diese Kompartimentsättigung für die gesamte Anzahl der Kompartimente (meistens 6, 9 oder noch mehr) berechnet und damit die verbleibende Nullzeit ermittelt oder, beim Aufstieg in eine Deko-Stufe, wird die erforderliche Deko-Zeit ausgegeben. Während der Oberflächenpause berücksichtigt der Computer laufend die Entsättigung und man kann dann im Display eine rollierende Nullzeit-Tabelle betrachten, die die verkürzten Nullzeiten für die Wiederholungstauchgänge anzeigt. Warum sind die Nullzeiten des Wdh-TGs verkürzt? Ganz einfach: die Restsättigung des vorigen Tauchgangs spiegelt sich hierin wieder.

Was hat das für praktische Konsequenzen?

1. sind durch den Unterschied Multi-Level / Kastenprofil die Nullzeiten bei Multilevel TG länger, da ihr ja nicht wie beim Kastenprofil eure gesamte Zeit in der gewählten Tiefe verbringt, sondern meistens einem immer flacher werdenden Profil nachtaucht und somit die längeren Nullzeiten in geringeren Tiefen geniessen könnt.

2. haben die Hersteller nicht nur unterschiedliche Modelle zur Kompartimentsättigung und -entsättigung gewählt. sondern darüber hinaus auch noch unterschiedliche Parameter wie Anzahl der Kompartimente, deren Halbwertszeiten, sowie unterschiedliche Toleranzen gegenüber dem tolerierten Umgebungsdruck. Das bedeutet das normalerweise,

- die Nullzeiten für den ersten TG unterschiedlich lang sind, aber in Grenzen. Die Unterschiede sind i.d.R weniger wie 10 - 15 %. D.h. für ca. 40 m schwanken diese so um die 7 bis 11 Minuten.

- für die Wdh-TG und insbesondere dann, wenn Deko-Stopps eingelegt werden müssen, sieht das dramatisch anders aus: jetzt schlagen die Modelle gnadenlos zu und das äußert sich in immer größer werdenden Unterschieden der Restnullzeiten bzw. der Länge der Deko-Stopps. Woher kommen nun diese Unterschiede genau? Siehe übernächster Abschnitt, bei den Modellen.

Welche Typen von Tauchcomputern gibt es?

Wir können unterscheiden zwischen:

• den ganz "normalen" Kisten am Handgelenk oder in der Konsole, also ohne Finimeter- etc. funktion
• luftintegrierten, also mit Finimeterfunktion und/oder Luftverbrauchsberechnungen
• Pressluft, NITROX oder Mischgastauglichen, die eine Umprogrammierung (auch Unterwasser!) der Atemgase erlauben
• Mehrzweckwaffen, die alles o.g. beinhalten, oder vielleicht sogar noch einen Sauerstoffsensor haben zum Betrieb mit halb- (SCR) oder gar ganz-geschlossenen (CCR) Kreislaufgeräten

Für welchen Typ ihr euch entscheidet, hängt zum einen von eurem Geldbeutel, eurem Einsatzgebiet sowie euren sonstigen Präferenzen ab!

Welche Tabellenmodelle werden verwendet?

Kurze Definition einiger Begriffe die immer wieder "auftauchen":

• Kompartimente: sind einfach mathematische Modelle für Körpergewebe. Es gibt deren "langsame" und "schnelle": langsame nehmen den Stickstoff langsam auf und geben ihn auch dementsprechend langsam wieder ab, Beispiele hierfür wären Gelenke, Knorpel und das Knochenmark.
  Schnelle Kompartimente bedienen den Stickstoff eben schneller bei Aufnahme und Abgabe. Beispiel hierfür wären das Blut, Muskeln und vielleicht auch das Innenöhrchen.
• Die mathematische Formulierung dieses Verhaltens liegt in den Halbwertszeiten der Kompartimente.
  Die Halbwertszeit ist einfach diejenige Zeit, die ein Kompartiment benötigt, bis es zur Hälfte gesättigt, oder auch zur Hälfte entsättigt ist. Solcherart ähnliche Vorgänge kennt ihr bereits: Bevölkerungswachstum oder Radioaktivität gehorchen dieser Beschreibung. I.d.R wird dies durch Exponentialgleichungen angezeigt.

  Das sieht schematisch in etwa so aus:

  

• Weiterhin: der maximale erlaubte/tolerierte Umgebungsdruck, bzw. in ganz anderen Worten, der symptomlos ertragene Inertgasüberdruck im Kompartiment, d.h. die Übersättigung relativ zum Umgebungsdruck, also beim Auftauchen an der Oberfläche oder beim Deko-Stopp.

Die Mutter aller Tauchtabellen sozusagen, ist das "Modell von Haldane". Dieser kluge Mann, John Scott Haldane, lebte von 1860 bis 1936 nördlich des BSE Landes, also in Schottland. Er erfand, zusammen mit zwei anderen klugen Leuten (Arthur E. Boycott und Guybon C. Damant) ca. 1907 für die British Royal Navy die erste Deko-Tabelle der Welt, die 1908 offiziell veröffentlicht wurde. Ziel dieser Tabelle war, das Tauchen so sicher wie möglich zu machen und die sogenannte "CAISSON" Krankheit, also die Dekompressionskrankheit zu vermeiden und auf der anderen Seite, die Deko-Stopps so kurz wie möglich, das heißt so sicher wie möglich und so bezahlbar wie möglich zu gestalten.

Direktes Kind hiervon ist die U.S Navy Tabelle von 1933 und 1957. Und wiederum deren direktes Kind ist die PADI / DSAT Tabelle, die auch RDP (Recreational Dive Planner) genannt wird. Der RDP wurde aus der USN ca. 1988 entwickelt. Die Nullzeiten sind gegenüber der USN verkürzt, ebenso die max. OFP von 12 auf 6 h.

Weitere Modelle sind die "Bühlmann-Hahn" Modelle, beruhend auf dem ZH-L 16 Algorithmus (Rechenvorschrift). ZH-L 16 bedeutet: ZH wie Zürich (Prof. Albert A. Bühlmann war Professor für Innere Medizin am Klinikum in Zürich, und mein Tabellen-Freund Maxe Hahn, Gott hab ihn selig, war Physiker und CMAS Instructor), L wie Linear, 16 ist die Anzahl der berücksichtigten Kompartimente. Diese Modelle sind im wesentlichen die konsequente Weiterführung der alten Haldane'schen Ideen für reduzierten Umgebungsdruck, also Bergseetauchen. Die Grundlage ist aber immer noch die sogenannte "Schreiner Gleichung". Die Anpassungen an Helium wurden gemeinsam mit Hannes Keller ca. 1960 entwickelt und ausgiebig, auch in spektakulären Eigenversuchen in Tiefen bis 300 m mit Heliox getestet. Diese Experimente fanden starkes Interesse bei den kommerziellen Tauchunternehmen (z.B. COMEX) und wurden auch von den grossen Öl-Konzernen finanziell unterstützt.

Die Grundlagen für das ZH-L 16 waren die bahnbrechenden Arbeiten der Herren Robert D. Workman (1965: Nitrox und Heliox Dekompression, M Werte, 9 Kompartimente)
sowie Heinz R. Schreiner mit 15 Kompartimenten (1968) sowie von
zwei deutschen Professoren, den Herren Siegfried Ruff und Karl Gerhard Müller (1966) die sich damals schon um
Blasenenstehung und -berechnung sowie um Helium-Dekompression und Sättigungstauchen einen Kopf machten.
Ebenfalls sollten Ausschleusungen verunfallter Kumpel sicherer gemacht werden!

Seit ca. 1994 ist in einigen ALADIN Computern das Modell ZH-L 8 ADT zu finden, ADT wie adaptiv für Kälte sowie Luftverbrauch und mit 8 Kompartimenten.

Weiterhin gibt es seit ca. 2002 eine Weiterentwicklung zur Vermeidung von Mikroblasen, das ZH-L 8 ADT MB, MB wie Micro Bubbles. Dies sollen durch frei einstellbare tiefe Level Stops vermieden werden.

Das gemeinsame aller der o.g. Modelle ist dieses: die Kompartimentsättigung wird als exponentieller Vorgang beschrieben.
Diese Sättigung (beim Tauchen) und, je nach Modell, auch die Entsättigung (beim Auftauchen und während der Oberflächenpause) läuft unter allen berücksichtigten Kompartimenten parallel ab (Stichwort: paralleles Modell).

Der Unterschied der Modelle liegt, wie oben schon angedeutet:

• Anzahl und Halbwertszeiten der Kompartimente, und dann noch:
• zum einen in der erlaubten Übersättigung der Kompartimente, und
• zum zweiten in der Entsättigung, also der Stickstoff-Abgabe während der Oberflächenpause.

Folgendes Beispiel:
Ein ZH-L x Modell wird euch nach einem kurzen 39 m TG und einer OFP von ca. 0,5 h etwa ähnliche Nullzeiten anbieten wie für den ersten TG. Im Gegensatz dazu ist dieser TG für die DSAT Tabelle nicht mehr erlaubt, die USN liefert einen Deko-Stopp von 4 Minuten auf 3 m.

Es gibt noch weitere Modellgruppen: solche, in denen alle Kompartimente seriell, also nacheinander gesättigt werden. (Stichwort: serielles Modell) Ein Beispiel ist hierfür die DCIEM Tabelle der Canadischen Militär- und Berufstaucher. Diese Tabelle wurde ca. 1987 entwickelt und bis 1992 verfeinert.

Nadierlich gibt es noch viele andere, z.b. "Thermodynamische Modelle" sowie "Statistische (Maximum Likelihood)" Modelle; vom BSAC, dem British Sub Aqua Club, das (Stichworte: Slab)= Scheibenmodell, sowie VPM (= varying permeability model) und RGBM (= reduced gradient bubble model)).

Die letztgenannten haben geringere Bedeutung für Sporttaucher. Dies soll aber nicht heißen, daß diese Modelle schlechter sind! Sondern nur, weil es kaum Computer mit diesen Modellen zu kaufen gibt.

Die meisten Computer, auch diejenigen für technisches Tauchen und Mischgastauchen, bedienen sich mehr oder weniger des ZHL-16 Modells bzw. der RGBM Modelle.

Das hat folgende Gründe:

• sind diese Modelle vollständig dokumentiert und alle wesentlichen Parameter sind in wissenschaftlichen Dokumenten veröffentlicht (bzw. im Internet) und somit für jedermann nachprüfbar
• und damit ganz im Gegensatz zum ZH-L 8 ADT,
• besonders vorbildlich waren allerdings der ORCA EDGE sowie der Deco-Brain die
• alle Koeffizienten bereits in den Handbüchern veröffentlicht hatten
• weitere Infos hierzu im kleinen Tauchcomputermuseum
• insbesondere sind seit Workmans Papieren und dem ZH-L 16 resp. 12 auch die HELIUM Parameter veröffentlicht, davon profitieren Mischgaser und Techies
• ist die Anzahl der damit geplanten und sicher durchgeführten Extremtauchgänge mehrere hunderttausend: extrem hinsichtlich Tiefe, nämlich hunderte von Metern für Berufs- und Sättigungs-TG und Höhe, z.b. Titicaca Bergsee. Das bedeutet ganz einfach, daß die statistische Absicherung des ZH-L 16 Modells gegenüber anderen relativ hoch ist.
• Weitere Infos bzw. die ganze Theorie zur Dekompressionsrechnung da: das Theorie-PDF
• gibt es seit 2003 einige Tauchcomputer, bei denen, zumindest auf dem Papier, das RGBM Modell hinterlegt sein soll. Tatsache ist aber, dass diese Mühlen ein sogenanntes "RGBM folded over ZHL" benutzen. Dies bedeutet, das der Computer eigentlich mit einem üblichen ZHL Modell rechnet, bei dem lediglich die kritischen a- und b Parameter der ZHL-Theorie mit RGBM f-Faktoren multipliziert werden! Weitere kreative Wortschöpfungen in diesem Zusammenhang sind: "recreational RGBM, modified RGBM, tiny RGBM, ...". Ganz besonders nett ist "Haldane imbedded". Und alle meinen das Gleiche: die Anpassung der ZH-L a- & b-Koeffizienten ...
• wer sich das genauer anschauen möchte, alle Infos zu: RGBM folded over ZHL (und zur Theorie!)

Einen schematischen überblick über die Kompartimente des ZH-L 16 mit ihren Halbwertszeiten sowie des Versuchs der Identifizierung mit menschlichen Geweben liefert das folgende Bildchen:

Gefahren und Einschränkungen beim Gebrauch von Tauchcomputern

• Vorsicht bei: Einnahme von Medikamenten, Alkohol und Nikotin
• bei ungenügender Kondition oder Krankheit, bei Kälte oder Anstrengung: Sicherheitsstopp auf 5 m verlängern!
• Dies gilt auch bei "reversed profiles", also tiefster TG zuletzt: dies am Besten vermeiden!
• sowie keine Jo-Jo TGs!
• (Bem.: die Modelle von Standard-Tauchcomputern kommen damit nicht zurecht! Stichwort: low pass ...)
• Bei Tauchsafaris / Non-Limit: legt alle 3 - 4 Tage einen tauchfreien Tag ein!
• Achtet auf euren Flüssigkeitshaushalt: trinkt genügend Mineralwasser (keinen Kaffe, Tee oder coffeinhaltige Fitness-Getränke!)
• Vermeidet Sparatmung!
• Vermeidet Stress (Hektik, Gruppenzwang, Angst)
• Haltet euch nicht sklavisch an die Computer-Anzeigen! Springt also nicht sofort aus dem Wasser, wenn soeben eine Stopp-Zeit abgelaufen ist: bleibt lieber noch eine Weile auf 3 oder 5 m Tiefe!
• oder taucht nach einem Austauch-Muster aus...
• weitere Infos hierzu bei den DEKO - TGs

WARUM solltet ihr euch so verhalten? Ganz einfach: kein Tauchcomputer kann euren Flüssigkeitshaushalt oder euren Kater berücksichtigen, genausowenig weiß er etwas über eure eingenommenen Medikamente oder ob ihr dummerweise kurz vor dem TG noch geraucht habt! Auch weiß er nix darüber, ob ihr während der Dekopause gefroren habt oder gegen ein starke Strömung angekämpft habt!

Alles was die Stickstoffaufnahme fördert (Kälte, Anstrengung) und was das Blut "verdickt" oder die Fließ-Eigenschaften ändert, begünstigt das Auftreten der Dekompressionskrankheit! So wird z.B. bei der Sparatmung Kohlendioxid in eurem Blut angereichert, dabei verschiebt sich der ph-Wert (das Säure-Basen Gleichgewicht) wobei Stickstoff schwerer abgegeben wird. Kälte verringert nicht nur die Durchmesser der peripheren Gefäße (um Auskühlung zu vermeiden) sondern kalte Flüssigkeiten nehmen Gase auch besser auf (Gesetz von Henry).

Eine Vielzahl von unklaren Dekompressionsunfällen TROTZ korrekter Tabellen- bzw.Computeranwendung wird durch eine ungenügende Flüssigkeitsaufnahme oder Austrocknung (Schwitzen, Erbrechen bei Seekrankheit, getrocknete Pressluft, Alkohol vom Vorabend (!!!)) erklärt!

Was hat das für praktische Konsequenzen beim Gebrauch der Computer?

• solltet ihr das Manual für euren Tauchcomputer in- & auswendig können, die verschiedenen Anzeigen und Modi im Schlaf (auch im Tiefenrausch) beherrschen
• solltet ihr vor dem Abtauchen prüfen, ob die Kiste richtig läuft (Selbsttest vollständig ausgeführt, Anzeigen sinnvoll, kein Batterie-Symbol etc.)
• macht es durchaus Sinn, auch während des Tauchens das Display im Auge zu haben, die Nullzeiten zu checken oder auch amal die Tiefe mit der eures Kollegen zu vergleichen. Achtet bei den Deko-Stopps auch genau auf die Einhaltung der jeweiligen Tiefenstufe. Wie oben schon angedeutet, sollte das Einschalten des Tauchcomputers nicht das "OFF" eures Gehirns bedeuten. Kontrolliert euren Computer mit eurem gesunden Menschenverstand!
• wenn ihr in einer Gruppe taucht, benutzt den konservativeren Tauchcomputer, also denjenigen, der euch die kürzesten Nullzeiten, resp. die längeren Deko-Stopps anzeigt
• steigt euch der Tauchcomputer während des Tauchens aus, so ist die sicherste und gesündeste Option den TG abzu brechen und den Rest des Tages aufs tauchen zu verzichten! (Wer macht das schon gerne?) Also ist die nächstschlechteste Option die, mittels Uhr, Tiefenmesser und Tabelle den TG zu beenden und den nächsten TG mit der selben Tabelle weiterzuplanen.
• daraus ergibt sich die ganz einfache und klare Konsequenz, daß der Tauchcomputer ein dem Komfort dienendes Teil ist, welches auch amal absaufen kann (Elektronik und Wasser haben sich noch nie so besonders vertragen ...). Deshalb solltet ihr immer noch eine Uhr, einen Tiefenmesser (oder ein zusätzliches Kombiinstrument, wie einen Bottom-Timer) sowie die Tauchtabelle eurer Wahl beim Tauchen dabei haben.

Andernfalls taucht ihr nach dem Motto (Dr. Tom Neumann, nach [47], S. 122):

" It doesn't matter, which tables you don't use!" Keine übersetzung meinerseits.