饱和潜水减压方法及减压系统技术方案

一种饱和潜水减压方法及减压系统，饱和潜水减压方法包括：获取初始减压深度压力以及潜水加压舱内的初始环境氧分压；计算第一停留站深度压力；迭代地计算下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压；迭代地计算出当前停留站的允许停留时间；重复上述迭代过程获得饱和潜水减压过程中所有停留站对应的允许停留时间；按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。本发明专利技术技术方案能够自动生成并灵活地调整适配实际情况的减压方案。

【技术实现步骤摘要】
饱和潜水减压方法及减压系统
本专利技术涉及潜水减压
，尤其涉及一种饱和潜水减压方法及减压系统。
技术介绍
潜水员在潜水作业结束后返回水面时，为了安全排出身体组织内溶解的过多的惰性气体，必须在上升途中在某些特定深度作短暂停留，以保证惰性气体更安全地从体内组织中排出，这一过程称为潜水减压，停留的深度位置称为减压停留站(或减压站)。指导潜水员进行安全减压需要使用潜水减压方案，也称为潜水减压表，根据减压开始的深度以及水下暴露时间，减压方案可以给出在哪些深度进行减压停留，在每个减压站停留的时长等信息。饱和潜水减压及水面减压需要在潜水加压舱内进行。潜水加压舱通常位于潜水作业船的甲板上，是一个密闭的耐压金属舱室，舱内充满高压气体，用以模拟水下压力环境，供潜水员在舱内进行减压。使用潜水加压舱进行减压的过程为：潜水员始终位于加压舱内，舱外操作人员通过操作加压舱环境控制系统中的减压阀，使舱内压力下降至减压方案要求的减压站深度对应的压力，并在每个减压站做一定时长的停留，直至舱内压力逐步减至常压后，潜水员安全出舱。饱和潜水减压的特点是，在减压开始时，潜水员已经在工作深度下暴露了相当长的时间，环境内的惰性气体通过呼吸作用已经在人体所有组织内达到了饱和，因此需要花费很长的时间缓慢减压，以保证惰性气体从所有组织内安全脱饱和。现有的饱和潜水减压方案通常为固定的减压表，记录有一一对应的减压停留站深度与停留时间。使用者需要根据减压起始深度在该减压表内查找适合本次减压的方案并严格按照该方案指示的要求进行减压。但是，现有饱和潜水减压方案使用的前提是整个减压过程均按照减压方案指定的操作进行。一旦潜水作业现场的环境与设备等突发不可控因素以及潜水员生理状况发生变化，导致某些环境参数发生既定程序之外的偏离，或减压中途有加快或放缓减压进程的需要，则无法继续使用现有的固定减压表进行减压，需要由特定的专业人士进行安全评估后选择套用减压表内最接近目前状况且更为保守的方案以保证减压安全，降低了减压效率，甚至可能影响减压安全。此外，实际减压过程中的环境参数也不可能完全与减压方案要求的数值保持一致，因此使用现有的减压表进行减压时计算出的惰性气体在人体内脱饱和的理论过程会与惰性气体在人体内脱饱和的实际过程有所出入。同时，目前的饱和潜水减压操作均依赖于人工控制，几十上百小时的减压过程中需要操作人员对照减压表在每个停留站计时并减压几百次。长时间单调重复的人工操作容易出现失误，遗漏减压、提前减压等误操作会影响减压的效率甚至危及舱内潜水员的生命安全。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是根据每次饱和潜水的具体情况，有针对性地计算出兼具安全性和减压效率的减压方案；并能根据潜水减压过程中出现的计划外变动，灵活地调整适配相应的减压方案并全程控制减压的实际操作过程。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种饱和潜水减压方法，饱和潜水减压方法包括：获取初始减压深度压力以及潜水加压舱内的初始环境氧分压，并计算得到初始环境内惰性气体分压以及人体最慢理论组织内的初始惰性气体分压；根据所述人体最慢理论组织内初始惰性气体分压与减压后第一停留站深度压力的差值不超过人体最慢理论组织内初始惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算第一停留站深度压力；迭代地获取当前停留站深度压力以及按照预设减压站间距减压后的下一停留站深度压力，并根据下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压与下一停留站深度压力的差值不超过下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压的过饱和安全压差的关系，计算所述下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压；迭代地获取当前停留站开始时的当前环境氧分压、当前停留站深度压力，利用所述下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压等于当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压这一关系，获取当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压，以及利用当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压等于前一停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压这一关系，迭代获取当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压，并利用所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压、当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压以及当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压计算出当前停留站的允许停留时间；重复上述迭代过程获得饱和潜水减压过程中所有停留站对应的允许停留时间；按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。可选的，所述的饱和潜水减压方法还包括：获取所述当前停留站的实际停留时间；迭代地根据所述实际停留时间、所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压以及当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压计算出当前停留站结束时实际人体最慢理论组织内惰性气体分压，并将所述当前停留站结束时实际人体最慢理论组织内惰性气体分压作为下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压；继续迭代地计算下一停留站的允许停留时间。可选的，采用以下公式确定第一停留站深度压力对应的过饱和安全压差：△P＝PSS0×(QS/(D0+PSS0))1/3，其中，△P表示所述第一停留站深度压力对应的过饱和安全压差，PSS0表示预设的出水过饱和安全压差，QS表示所述初始人体最慢理论组织内惰性气体分压,D0表示出水时的外界环境大气压。可选的，采用以下公式确定下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压：QS(i+1)-D(i+1)＝PSS0×(QS(i+1)/(D0+PSS0))1/3，其中，QS(i+1)表示所述下一停留站i+1开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压，D(i+1)表示所述下一停留站i+1深度压力，PSS0表示预设的出水过饱和安全压差，D0表示出水时外界环境大气压。可选的，采用以下公式计算所述当前停留站的停留时间：其中，t(i)表示当前停留站i的停留时间，Ht为人体最慢理论组织的半饱和时间，QS(i)表示当前停留站i开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压，Qe(i)表示当前停留站i结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压，P(i)表示所述当前环境内惰性气体分压。可选的，所述按照各个停留站及其停留时间进行减压包括：输出减压表，所述减压表包括各个停留站及其停留时间，所述减压表用于指示减压；或者，按照当前停留站及其停留时间发送减压指令，所述减压指令指示将所述潜水加压舱内的压力减小至所述当前停留站深度压力，并指示在所述当前停留站深度压力下停留所述停留时间。可选的，所述饱和潜水减压方法还包括：每次迭代完成后，判断所述当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压是否达到预设的出水过饱和安全压差；如果是，则将所述当前停留站作为减压表中最后停留站，在该停留站停留时间结束时发送减压结束指令。本专利技术实施例还提供一种饱和潜水减压装置，饱和潜水减压装置包括：初始参数获取模块，用于获取初始减压深度压力以及潜水加压舱内的初始环境氧分压，并计算得到初始环境内惰性气体分压以及人体最慢理论组织内的初始惰性气体分压；第一停留站计算模块，用于根据所述人体最慢理论组织内初始惰性气体分压与减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种饱和潜水减压方法，其特征在于，包括：/n获取初始减压深度压力以及潜水加压舱内的初始环境氧分压，并计算得到初始环境内惰性气体分压以及人体最慢理论组织内的初始惰性气体分压；根据所述人体最慢理论组织内初始惰性气体分压与减压后第一停留站深度压力的差值不超过人体最慢理论组织内初始惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算第一停留站深度压力；/n迭代地获取当前停留站深度压力以及按照预设减压站间距减压后的下一停留站深度压力，并根据下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压与下一停留站深度压力的差值不超过下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算所述下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压；/n迭代地获取当前停留站开始时的当前环境氧分压、当前停留站深度压力，利用所述下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压等于当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压这一关系，获取当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压，以及利用当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压等于前一停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压这一关系，迭代获取当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压，并利用所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压、当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压以及当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压计算出当前停留站的允许停留时间；/n重复上述迭代过程获得饱和潜水减压过程中所有停留站对应的允许停留时间；/n按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种饱和潜水减压方法，其特征在于，包括：
获取初始减压深度压力以及潜水加压舱内的初始环境氧分压，并计算得到初始环境内惰性气体分压以及人体最慢理论组织内的初始惰性气体分压；根据所述人体最慢理论组织内初始惰性气体分压与减压后第一停留站深度压力的差值不超过人体最慢理论组织内初始惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算第一停留站深度压力；
迭代地获取当前停留站深度压力以及按照预设减压站间距减压后的下一停留站深度压力，并根据下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压与下一停留站深度压力的差值不超过下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压对应的过饱和安全压差的关系，计算所述下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压；
迭代地获取当前停留站开始时的当前环境氧分压、当前停留站深度压力，利用所述下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压等于当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压这一关系，获取当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压，以及利用当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压等于前一停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压这一关系，迭代获取当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压，并利用所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压、当前停留站结束时人体最慢理论组织内惰性气体分压以及当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压计算出当前停留站的允许停留时间；
重复上述迭代过程获得饱和潜水减压过程中所有停留站对应的允许停留时间；
按照各个停留站的深度压力及其允许停留时间进行减压。


2.根据权利要求1所述的饱和潜水减压方法，其特征在于，还包括：
获取所述当前停留站的实际停留时间；
迭代地根据所述实际停留时间、所述当前停留站开始时环境内惰性气体分压以及当前停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压计算出当前停留站结束时实际人体最慢理论组织内惰性气体分压，并将所述当前停留站结束时实际人体最慢理论组织内惰性气体分压作为下一停留站开始时实际人体最慢理论组织内惰性气体分压；
继续迭代地计算下一停留站的允许停留时间。


3.根据权利要求1所述的饱和潜水减压方法，其特征在于，采用以下公式确定第一停留站深度压力对应的过饱和安全压差：
△P＝PSS0×(QS/(D0+PSS0))1/3，其中，△P表示所述第一停留站深度压力对应的过饱和安全压差，PSS0表示预设的出水过饱和安全压差，QS表示所述初始人体最慢理论组织内惰性气体分压，D0表示出水时的外界环境大气压。


4.根据权利要求1所述的饱和潜水减压方法，其特征在于，采用以下公式确定下一停留站开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压：
QS(i+1)-D(i+1)＝PSS0×(QS(i+1)/(D0+PSS0))1/3，其中，QS(i+1)表示所述下一停留站i+1开始时人体最慢理论组织内惰性气体分压，D(i+1)表示所述下一停留站i+1深度压力，PSS0表示预设的出水过饱和安全压差，D0表示出水时的外界环境大气压。


5.根据权利要求1所述的饱和潜水减压方法，其特征在于，采用以下公式计算所述当前停留站的停留时间：

其中，t(i)表示当前停留站i的停留...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫硕，陈锐勇，陈杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：上海;31