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潜水技术发展简史 主动从水面灣入水下，再从水下上升出水的过程，称为潜水。過控灣水器和水下机器人灣水，風无人 潜水：潜水员潜水，则为有人潜水。有人潜水可按潜水员机体是否派受商压，分为常压潜水和承压潛水。 有人潜水又可按潜水员机体组织内的情性气体足香达到饱和，分为常规潜水和饱和潜水。随着潜水技术不 断进步，潜水方式愈来愈多，因此，有人潜水还有多种分类方法。 例如，按潜水员的呼吸气体种类可分为 空气潜水、氧气潜水和混合气潜水；按呼吸气体来源，可分为自携式潜水和水面供气式潜水：按呼吸气体 供气方式，可分为通风式 （即连续供气式）潜水、需供式《即按需供气式） 潜水：按呼吸气体回路，可分 为开式、半闭式和闭式潜水，等等， 潜水根据其目的不同，可以分为产业潜水、娱乐潛水、科教潜水和军事潜水。灣水作为人类进入水下 环境的一种手段，在人类原始时代即己开始。如今，潜水己成为经济建设、国防建设和科学研究中不可缺 少的一个特殊的技术工种。潜水在军事上主要用于水下侦察、水下 、投潜救生和水下兵器的打捞等， 在民用上主要用于水产和矿产资源拗察和开发、水下施工、沉船打捞、清扫航道、水库检修、水产养殖和 海洋考察研宄等方面。 潛水技术是指以不同方式潜水所采用的技术。近几十年来，人类为了向海洋进军，潜水技术得到了迅 速的发展。本章旨在简略地回顾潜水各阶段的发展情况和当今潜水技术的发展趋势。 第 节 早期的潜水活动 人类早潜水的确切年代己无法考证，但可以推断是远在有历史记教之前。据《下海半英里》一书中 介绍，早在公元前 4500 年进行的一次考古发据中，就发现了镇联珍珠母的珍宝。在中国，有文字记教的 可以追湖到公元前 2250 年，夏朝皇帝禹曾接收了由部落进贡的牡蛎珍珠贡 品。这些人工制品是先由潜水者采集，然后由工匠制作而成的。 这是人类 在海中屏气潜水作业的早例证。 在与大自然的斗争中，我们的祖先也创造了 不少涉泅水的方法。如流 传于民间的 “狗刨式” “寒鸭浮水”、“扎猛子”等。“扎猛子〞实际上就是 今天的屏气潜水。潜水者屏气潜水时，先吸足一口气，然后潜入水下，在 耐受极限时间之内再急速上升出水（图 1-1）。由于潜水时人的身体直接承 受水下的环境水压，因此，屏气潜水是一种原始的承压潜水技术。屏气 潜水不需要任何器具，所以，在一定条件下仍不失为一种有用的潜水方法。 迄今，世界上屏气潜水的深记录于 2000 年1月18日由一名古巴潜水员 弗朗西斯科创造，他下潜深度达 162m，屏气时间为 3min 12s 屏气潜水有一定的危险性，而且因为屏气时间很短，在产业潜水方面 价值有限，所以为了延长水下时间，必须解决水下呼吸问题。简易的水 下呼吸器是一根潜水呼吸管。采用潜水呼吸管进行水下呼吸的方法，在我 国明朝史料中就有记载。采集珍珠的潜水者用锡制的弯管在水下进行呼吸， 图1-1 屏气潜水 见图 1-2。 这种潜水技术因潜水者肺内气体是常压，故吸气比较费力，只能 下潜很浅的深度。如今，经过改进的潜水呼吸管，在娱乐潜水场所仍在广泛使用。 为了减小水下的呼吸阻力，人们设想出了由潜水者自携气爽进行潜水的方法。气囊潜水是呼吸气体来 白潜水者白携气囊的一种潜水技术。它是现代自携式水下呼吸器的前驱。潜水者在水下，肺内外压力基本 平衡，潜水深度可以不受限制，但是皮质气囊容积有限，可用的气体太少，所以，潜水深度和时间的增加 都很有限。 早期的钟式潜水技术，在公元前 300 多年就有记载，真正应用则在 16 世纪 30 年代。原始的潜水钟为 一只倒扣的木质桶状容器，钟内气体供潜水者呼吸。随着潜水深度增加，气体容积变小，使潜水者动作范图1-2 呼吸管落水 图1-3 原始的潜水钟潜水 围受限，而且钟内气体不能更新，终因缺氧和二氧化碳增高而发生呼吸困难。直到 18 世纪末，鼓风箱 与钟的配合使用，使潜水技术有了新的突破，解决了对水下不能连续供气的问题(图 1-3)。用潜水钟潜水 比用呼吸管或气爽潜水有较多的优点，但钟的本身庞大、笨重，移动操作很不方 便，潜水作业效率低下， 因此，早期的钟式潜水在 19 世纪初叶就告结束。

水下靠模型潜艇深入水下，其下潜大深度可达25米，然后通过该潜艇搭载的高清摄像头，把视频传输到控制室。这种潜艇对水下的视觉盲区进行检测，对水文数据进行，甚至可替代潜水员完成水下搜救任务。水下电视摄像是水下考古、水下海洋与海上作业及石油、水利等部门的必备设备。 　　水下电视摄像的主要特点有低照度性能好，市场大，图像清晰，动态范围宽，体积小，重量轻，功耗低，坚固耐用，操作方便。海洋已经成为各个经济体系的重要组成部分，为了观察、记录海洋中的各种信息，人们了各种工具，水下录像机就是海洋的重要工具之一。 　　水下录像机在生活的各个方面都有应用，范围十分广泛。行业水下部分包括两根固定滑轨、四个滑轮与滑轮连接杆组成的固定架。水上部分包括电机、减速器、绞盘、转向滑轮等。绞盘连接在一根与减速器的出轴相连的转轴上，钢缆跨过一个转向滑轮将升降架与绞盘连接起来，这样通过转动绞盘，就可实现升降机构的升与降，使在位置。 　　探测了整个的设计工作:的设计分为两个部分，一是机程序设计，此部分采用Labview设计，包括前面板设计以及视频和图像读取面板设计；另一部分是下位机程序设计，此部分采用C语言对单片6自容式水下摄(录)像机的研制机进行编程，完成下位机的操控。 　　SLAC实验室研制了一种高速录像机，此款录像机的突出特点是采用了一个高度并行的、定制的、厚的高阻CCD，整个通过一个16通道的特定应用集成电路，所以录像机能以每秒200帧的速度读出数据。水下电视摄像系列产品的基础是八六三计划自动化领域中水下无缆机器人的视觉，属光、机、电一体化的高科技设备，科学院科技进步二等奖和重点系产品认证，水下光学成像物镜获，具有很高的应用价值。 　　水下激光成像就是基于海水对蓝绿激光(波长480~540nm)的窗口效应所的一种新型水下成像。这种成像不但能用于普通水中，还能用于浑浊水中，甚至在漆黑的海底也能进行观察。近十年来，水下激光成像研究取得重大进展，开始走向应用。 　　目前主要的微光成像有微光SIT(硅强靶型)、微光CCD(电荷耦合器件)、微光ICCD(强CCD)和微光EBCCD(电子轰击CCD)等。英国、美国、、等都在积极开展水下微光成像的研究。江苏海龙拥有水下作业的施工队伍，持有交通部颁发的潜水员及船级社颁发的水下目视检验、水下磁粉探伤、水下超声波探伤、水下焊接等。

气体在液体中的溶解 一种“T体与一种液体相接触，气体分子便街助自身的运动而进入到液体内。这就是气体在液体中的溶 解。 某些乞体比其它气体容易浴解在同一种液中，同一种么体在不同的液体中溶解的数量不相同， 在一定的過度下，0.IMPa一种气体，溶解于1老开共液体中的花升数，称为该气体在这种液体内的溶 解系数。 溶解系数大，表明气体在液体中的溶解量多，反之则少。 响气体在液体中的溶解量的因素很多。主要的因素有：（1)气体本身的特性：（2)液体的特性：(3） 气体和液体的温度：（4)气体的分压， 由于温度越高，分子的运动速度越大，故温度越高，气体越难浴解于液体。因浩水员总是在高压条件 下工作，下面我们者重讨论气体在液体中的溶解量与气体分压间的关系。 实验证明：在一定温度下，气体在液体中的溶解量与这种气体的分压成正比。我们把这个结论叫孪利 定律。 按照字利定律，如果气体的分压为 0.IMPa 时在菜种液体中溶解量为一个单位气体，那么在 0.2MPa时 将溶解二个单位的气体 当一种不含气体的液体首次暴露于气体中时，这种气体的分子在分压的作用下，会迅速进入液体中 当气体进入液体后，增加了气体的张力 《即气体在液体中的分压)。液体内气体张力与液体外这种气体分 压之间的差值，叫做压差梯度。压差梯度大，气体溶解在液体中的速度就快。 随者时间的推移，溶解在液 体内气体分子数量不断增加， 气体的张力随之增加，与此同时，液体外的气体因都份溶解在液体内，它的 分压降低，溶解在液体中的气体又有一些分子从液体中选出，增加气体的分压。这样，气体分 子不断溶解 和逸出，当压差梯度为委时，逸出和溶解的气体分子数量相等，液体中溶解的气体分子数量保特恒定，我 们称之为液体被气体饱和了。 气体的溶解度（即液体被气体饱和时，单位体积液体内溶解的气体质量）除与气体的分压有关外，还 与温度有关，温度越高，溶解度越小，反之温度越低，溶解度越大。 气体在液体中的溶解规律，对保隊港水员作业具有重要的指导意义。 潜水员吸入的泥合气中各种 气体，梅按照各自的分压成比例地溶于体内。由于不同气体的溶解度不同，因此菜种气体的溶解量与潜水 员在高压下呼吸这种气体的时间有关，如果时间较长，这种气体将会在港水员体内达到饱和，当然这种饱 和过程较慢。不同的气体在体内达到饱和需 8~-24h。 只髮潜水员所处环境的压强不变，已溶解在体内的各种气体的量就会保特原有的溶解状态。 当潜水员 从水下上升出水时。随者水深交法，静水压强越来越小，海解在港水员体内的混合气的总压也越来越小， 各种气体的分压办随之減少，溶解在潜水员体内的各种气体因分压诚少，不断地逸出体外。如果按照诚压 装控制上升速度，那么己溶解在体内的气体格会故顾利输送到肺部并呼出体外。如果对上升遠度和幅度控制不当，压力的降低超出了身体所能调节的速度，则会形成气泡并积聚在小血管内，引发减压病。