Medidor de profundidad - Depth gauge
 Buzo de la Marina de los EE. UU. Con un reloj de buceo y un medidor de profundidad analógico
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Un medidor de profundidad es un instrumento para medir la profundidad debajo de una superficie de referencia. Incluyen medidores de profundidad para buceo submarino y aplicaciones similares, e instrumentos de ingeniería que se utilizan para medir la profundidad de los agujeros y las hendiduras de una superficie de referencia.
Un medidor de profundidad de buceo es un medidor de presión que muestra la profundidad equivalente debajo de la superficie libre en el agua. La relación entre la profundidad y la presión es lineal y lo suficientemente precisa para la mayoría de los propósitos prácticos, y para muchos propósitos, como el buceo, lo que realmente importa es la presión. Es un equipo de buceo utilizado por buceadores submarinos , submarinos y sumergibles .
La mayoría de los medidores de profundidad de buceo modernos tienen un mecanismo electrónico y una pantalla digital . Los tipos anteriores usaban un mecanismo mecánico y una pantalla analógica . Los medidores de profundidad digitales utilizados por los buzos comúnmente también incluyen un temporizador que muestra el intervalo de tiempo que el buceador ha estado sumergido. Algunos muestran la velocidad de ascenso y descenso del buceador, lo que puede resultar útil para evitar el barotrauma . Este instrumento combinado también se conoce como temporizador de fondo . Un medidor de profundidad electrónico es un componente esencial de una computadora de buceo
Como el indicador sólo mide la presión del agua, hay una inexactitud inherente a la profundidad está representada por los medidores que se utilizan tanto en agua dulce y agua de mar debido a la diferencia en las densidades de agua dulce y agua de mar debido a las variaciones de salinidad y temperatura.
Un medidor de profundidad que mide la presión del aire que sale de una manguera abierta al buzo se llama neumofatómetro . Suelen estar calibrados en metros de agua de mar o pies de agua de mar.
Historia
Los experimentos realizados en 1659 por Robert Boyle de la Royal Society se realizaron utilizando un barómetro bajo el agua y condujeron a la Ley de Boyle . El físico, matemático e inventor francés Denis Papin publicó Recuiel de diverses Pieces touchant quelques novelles Machines en 1695, donde propuso un profundímetro para un submarino . En la Philosophia Britannica de 1747 se describió un "medidor de profundidad" para medir la profundidad del océano. Pero no fue hasta 1775 y el desarrollo de un medidor de profundidad por parte del inventor, instrumento científico y fabricante de relojes Isaac Doolittle de New Haven, Connecticut , para el submarino de David Bushnell , el Turtle , ese fue desplegado en una nave submarina. A principios del siglo XIX, "el medidor de profundidad era una característica estándar en las campanas de buceo ".
Modo de operación
Con la profundidad del agua, la presión ambiental aumenta 1 bar por cada 10 m en agua dulce a 4 ° C. Por lo tanto, la profundidad exacta se puede determinar midiendo la presión y comparándola con la presión en la superficie. La presión atmosférica varía con la altitud y el clima, y para mayor precisión, el medidor de profundidad debe calibrarse para corregir la presión atmosférica local. Esto puede ser importante para la seguridad durante la descompresión en altitud.
Tipos
Tope de profundidad Boyle-Mariott
El medidor de profundidad de Boyle-Mariotte consiste en un tubo curvo circular transparente abierto en un extremo. No tiene partes móviles. Mientras se bucea, el agua entra en el tubo y comprime una burbuja de aire en el interior proporcionalmente a la profundidad. El borde de la burbuja indica la profundidad en una escala . Para una profundidad de hasta 10 m, este medidor de profundidad es bastante preciso, porque en este rango, la presión se duplica de 1 bar a 2 bar, por lo que utiliza la mitad de la escala. Este tipo de medidor también se conoce como medidor capilar. A mayores profundidades, se vuelve inexacto. La profundidad máxima no se puede registrar con este medidor de profundidad y la precisión se ve muy afectada por el cambio de temperatura.
Medidor de profundidad de tubo Bourdon
El medidor de profundidad de tubo de Bourdon consiste en un tubo curvo hecho de metal elástico, conocido como tubo de Bourdon . La presión del agua en el tubo puede estar en el interior o el exterior según el diseño. Cuando la presión aumenta, el tubo se estira y cuando disminuye, el tubo recupera la curvatura original. Este movimiento se transfiere a un puntero mediante un sistema de engranajes o palancas, y el puntero puede tener un puntero de arrastre auxiliar que se empuja pero no regresa automáticamente con el puntero principal, que puede marcar la profundidad máxima alcanzada. La precisión puede ser buena. Cuando los lleva el buceador, estos manómetros miden la diferencia de presión directamente entre el agua ambiental y el espacio de aire interno sellado del manómetro y, por lo tanto, pueden verse afectados por los cambios de temperatura.
Medidor de profundidad de membrana
En un medidor de profundidad de membrana, el agua presiona sobre un recipiente de metal con un extremo flexible, que se desvía proporcionalmente a la presión externa. La deflexión de la membrana se amplifica mediante una palanca y un mecanismo de engranajes y se transfiere a un puntero indicador como en un barómetro aneroide . El puntero puede empujar un puntero final que no regresa por sí mismo e indica el máximo. Este tipo de medidor puede ser bastante preciso cuando se corrige por variaciones de temperatura.
Se pueden utilizar galgas extensométricas para convertir la presión en una membrana en resistencia eléctrica, que se puede convertir en una señal analógica mediante un puente de Wheatstone.Esta señal se puede procesar para proporcionar una señal proporcional a la presión, que se puede digitalizar para su posterior procesamiento y visualización. .
Sensores de presión piezorresistivos
Los sensores de presión piezorresistivos utilizan la variación de resistividad del silicio con la tensión. Un sensor piezorresistivo consta de un diafragma de silicio sobre el que se difunden resistencias de silicio durante el proceso de fabricación. El diafragma está unido a una oblea de silicio. La señal debe corregirse por variaciones de temperatura. Estos sensores de presión se usan comúnmente en computadoras de buceo .
Neumofatómetro
Un neumofatómetro es un medidor de profundidad que indica la profundidad de un buzo suministrado desde la superficie midiendo la presión del aire suministrado al buceador. Originalmente, había manómetros montados en la bomba de aire del buzo con manivela que se usaba para proporcionar aire respirable a un buzo que usaba un traje de buceo estándar , con un suministro de aire de flujo libre, en el que no había mucha contrapresión aparte de la presión hidrostática de profundidad. . A medida que se agregaron válvulas de retención al sistema por seguridad, aumentaron la contrapresión, que también aumentó cuando se introdujeron los cascos de demanda, por lo que se agregó una manguera adicional de diámetro pequeño al umbilical del buceador que no tiene restricciones adicionales y cuando un caudal bajo de gas pasa a través de él para producir burbujas en el buceador, proporciona un sistema preciso, confiable y resistente para medir la profundidad del buzo, que todavía se utiliza como equipo estándar de monitoreo de profundidad para buzos de superficie. Los medidores del neumofatómetro están montados en el panel de suministro de gas respirable del buzo y se activan mediante una válvula. La "línea de neumo", como la llaman generalmente los buceadores, se puede utilizar como un suministro de aire de emergencia para respirar, metiendo el extremo abierto en la parte inferior del casco o mascarilla y abriendo la válvula para proporcionar aire libre. Se instala un orificio o una válvula de aguja de "amortiguador de manómetro" entre la línea neumática y el manómetro para reducir las cargas de impacto en el delicado mecanismo, y una válvula de sobrepresión protege el manómetro de presiones más allá de su rango de funcionamiento.
Computadora de buceo
Los ordenadores de buceo tienen un medidor de profundidad integrado, con salida digitalizada que se utiliza en el cálculo del estado actual de descompresión del buceador. La profundidad de la inmersión se muestra junto con otros valores en la pantalla y la computadora los registra para una simulación continua del modelo de descompresión . La mayoría de los ordenadores de buceo contienen un sensor de presión piezorresistivo . Rara vez se utilizan sensores de presión capacitivos o inductivos.
Usos
Un buceador utiliza un medidor de profundidad con tablas de descompresión y un reloj para evitar la enfermedad por descompresión . Una alternativa común al medidor de profundidad, el reloj y las tablas de descompresión es una computadora de buceo , que tiene un medidor de profundidad integrado y muestra la profundidad actual como una función estándar.
Medidores de profundidad basados en luz en biología
Un medidor de profundidad también puede basarse en la luz : el brillo disminuye con la profundidad, pero depende del clima (por ejemplo, si hace sol o nublado) y la hora del día. Además, el color depende de la profundidad del agua.
En el agua, la luz se atenúa para cada longitud de onda , de manera diferente. Las longitudes de onda UV , violeta (> 420 nm) y roja (<500 nm) desaparecen antes que la luz azul (470 nm), que penetra el agua clara más profundamente. La composición de la longitud de onda es constante para cada profundidad y es casi independiente de la hora del día y del clima . Para medir la profundidad, un animal necesitaría dos fotopigmentos sensibles a diferentes longitudes de onda para comparar diferentes rangos del espectro. Dichos pigmentos pueden expresarse en diferentes estructuras.
Estas estructuras diferentes se encuentran en el poliqueto Torrea candida . Sus ojos tienen una retina principal y dos accesorias . Las retinas accesorias detectan la luz ultravioleta ( λ max = 400 nm) y la retina principal detecta la luz azul-verde ( λ max = 560 nm). Si se compara la luz detectada en todas las retinas, se puede estimar la profundidad, por lo que para Torrea candida se ha propuesto un medidor de profundidad cromático de relación de este tipo.
En larvas del poliqueto Platynereis dumerilii se ha encontrado un medidor de profundidad cromático de proporción . Las larvas tienen dos estructuras: las células fotorreceptoras rabdoméricas de los ojos y, en el cerebro profundo, las células fotorreceptoras ciliares. Las células fotorreceptoras ciliares expresan una opsina ciliar , que es un fotopigmento extremadamente sensible a la luz ultravioleta ( λ max = 383 nm). Por lo tanto, las células fotorreceptoras ciliares reaccionan a la luz ultravioleta y hacen que las larvas naden gravitacticamente hacia abajo. La gravitaxis aquí es contrarrestada por la fototaxis , que hace que las larvas naden hacia la luz que proviene de la superficie. La fototaxis está mediada por los ojos rabdoméricos. Los ojos expresan al menos tres opsinas (al menos en las larvas más viejas), y una de ellas es máximamente sensible a la luz cian ( λ max = 483 nm) de modo que los ojos cubren un amplio rango de longitudes de onda con fototaxis. Cuando la fototaxis y la gravitaxis se han nivelado, las larvas han encontrado su profundidad preferida.
Ver también
- Altímetro - Instrumento utilizado para determinar la altura de un objeto sobre un cierto punto: Un dispositivo utilizado en topografía - La técnica, profesión y ciencia para determinar las posiciones de puntos y las distancias y ángulos entre ellos, aviación - Diseño, desarrollo, producción , operación y uso de aeronaves y deportes de montaña para medir la elevación del terreno.
- Batimetría : estudio de la profundidad submarina del fondo del lago o del océano.
- Sondeo de profundidad : medición de la profundidad de una masa de agua
Referencias
enlaces externos
Artículos sobre profundímetros alojados por la Fundación Rubicon