其特点是：调节器的气瓶阀必须应付大范围的气瓶压力，而使用时呼吸较为费力，至于多费力，则取决于气瓶内还剩下多少空气而定。当时没有办法显示容器里还剩多少空气，只有一个安全器，使潜水员在呼吸有困难时能够得到备用气。

Mistral（双管）

接下来随着减压结构研究的进一步深入，调节器进化成双段减压方式，即分两段将高压气瓶压力降低至呼吸压力，它的问世改善了调节器的供气效率，使得潜水全程的呼吸效果也变得稳定，代表则是DA-Aqua-Master。

它的第一阶段、第二段减压部位分别采用了平衡隔膜式和顺流式。除了一些特殊零部件，几乎与现在的制品有着共通性。因此，如维护保养得当依旧可正常使用，不愧是王者级别。

DA-Aqua-Master（双管）

单段减压靠的是与气瓶阀连接的调节器产生呼吸压力，通过呼吸管将气体送至咬嘴。彼时，粗大的波纹双管结构一度为主流。

双管调节器的需求阀安装在气瓶上之调节器的一部分但同时也需要我们有一个强健的肺。它的盛行直到被单管调节器的出现所取代，单管的最卓越进步在于：减少了一条会积水的排气管，再加上排水按钮，大幅简化了排除积水的步骤。

Calypso（单管）

单段减压

气瓶【高压】→调节器【高压→呼吸压】→波纹管【呼吸压】→咬嘴【呼吸压】

双段减压

气瓶【高压】→ 调节器【高压→中压→呼吸压】→波纹管【呼吸压】→咬嘴【呼吸压】

气瓶【高压】→ 调节器一级头【高压→中压】→软管【中压】→调节器二级头【中压→呼吸压】→咬嘴【呼吸压】

高压空气的控制方式

我们这里所指的调节器就是所谓的“需求式调节器”（Demand Regulators），在吸气时供给空气，吸气停止即空气停止流出，呼气时空气由排气阀排到外部。为供应需求的气量，对于高压气流量控制的阀门最基本有两种形式。

逆流阀 (Upstream Value)

高压切断阀随着压力增大力度不断增强。排气时从下至上推动气阀座，空气从开口处溢出。需要确保逆流阀的强度能应对气瓶的最大压力，若强度不足易出现劣化或爆裂的危险。一级头YOKE部分的减压结构一般采用逆流阀。

顺流阀 (Downstream Value)

进气时通过弹簧张力关闭阀门，阻断气流；排气时则利用阀座与喷嘴间的开口通气。当万一第一级调节器发生故障大量出气，弹簧无法承受来自管线内的过大中压时，将迫使第二级调节器的顺流阀保持打开，允许高压空气自由流出，起到泄压阀的作用。为保证安全，二级头的呼吸减压装置普遍采用的是顺流阀形式。

调节器的类型和结构

调节器最重要有两大功能，其一是转换中压（环境压力＋约10气压）。特别是对于单管调节器而言，一级头的低压端口直接连接二级头/备用二级头、BC管、干衣充气管或其他附件，以中压供给空气。

其二是满足呼吸需求进行第二次减压，中压空气在二级头经减压至周围压力，供潜水者呼吸。由于会产生呼吸阻抗，需注意提升吸气的流畅度。

调节器虽同为调整压力与流量的功能，但有各种不同的机械结构。其中压力感应机械结构有活塞式和隔膜式，而阀的结构又分为非平衡式（标准）与平衡式。可见，两两组合便可分成四种类型，其为非平衡活塞式、平衡活塞式、非平衡隔膜式、平衡隔膜式。

注：现今大多数调节器都采用了平衡式一级头 ，在此将其作为重点解析对象。

平衡活塞式

零件数较少、故障率较低的一级头形式。平衡阀是将高压气瓶内的空气引导至阀门开口的两侧，由于直接受到残压影响的横截面积很小，因此即使气瓶压力下降，也可提供相对稳定的中压出气量。只是，活塞管本身的加工工艺、强度等因素，决定了平衡气瓶压力的能力仍有限度，多少略微影响功效。

基本结构

将平衡活塞式的内部结构拆分来看，主要有高压室、中压室环境压室三大部分，且导入海水的环境孔部分位于高压室和中压室之间。各部分特征如下：

高压室：内部压力与气瓶相同，残压表或仪表组的高压管线与此处的高压出气口连接。

中压室：内部压力随周围环境密切联动，始终保持一种动态平衡。二级头/备用二级、供BC或干衣充气的低压管线与此处的低压出气口连接。设定值为环境压力＋约10气压。

环境压室 ：有别于上述两大部分，取决于所处位置的外界压力（受水深影响）。由设置于舱内的弹簧及环境压力控制另一端的阀门开启，当中压室与环境压室的压力差大到抵消弹簧张力（决定中压值）时，活塞推回关闭进气口。如此往复运动，来调整压缩空气的流量。

工作原理

为了更加浅显易懂，接下去就逐步演示活塞是如何运动的。建议把图放大了看，细水长流地仔细看。［ ］内の箭头代表压力方向，而气体颜色（黄）的深浅则示意压力的强弱。

陆地上

step 1

首先，陆上的环境压力为「大气压」。

一级头与气瓶连接时，环境压力室的压力『弹簧张力［⇩］＋环境压力（大气压）［⇩］』拉开活塞，使其偏向中压室一侧。此时，高压室气体与中压室直通，活塞杆顶的进气口呈打开状态。

step 2

开启气瓶阀后，压缩空气开始经由高压室直通中压室。此时，由于中压室的压力［⇧］仍低于『弹簧张力［⇩］＋大气压［⇩］』，活塞不会被推回。

step 3

随着流入的压缩空气增加，中压室压力不断上升，当足以抵消环境压力室的压力『弹簧张力［⇩］＋大气压［⇩］』时，两室的压力差（约10气压）将活塞向环境压室一侧推回，关闭进气口，高压空气通路被阻断。这时中压室压力即达到了「一段减压值」。

step 4

随着二级头、充气管等设备耗气量增加，中压室压力降低。环境压力室与中压室的压力差拉开活塞向中压室一侧移动，活塞杆顶与气阀座之间形成开口。

如此一来，被阻断的高压气流再次进入中压室。在中压室的压力［⇧］未达到『弹簧张力［⇩］＋大气压［⇩］』值时，压缩空气会持续流进中压室。

简言之，利用活塞的来回移动来开启/关闭来自高压室的进气，压缩空气会瞬间填补进入中压室，以此保证中压室压力维持在较高数值（一般在9~11气压之间）。

水下

step 5

与陆地不同，水中的环境压力为「大气压＋水压」。

同理，当开启气瓶时，中压室的压力［⇧］低于『弹簧张力［⇩］＋环境压力（大气压＋水压）［⇩］』，拉开的活塞不会被推回。

step 6

随着流入的压缩空气进一步增加，中压室压力［⇧］高于环境压力室的压力『弹簧张力［⇩］＋环境压力（大气压＋水压）［⇩］』时，两室的压力差将活塞向环境压室一侧推回，活塞杆顶开口关闭，关闭来自高压室的进气。

敲黑板！在水中，中压室压力（一段减压值）会随水深的变化对应产生浮动。但与外界环境水压的压力差（弹簧张力）始终维持在约10气压，保证我们仍像在陆地上一样能顺畅呼吸。

简单计算如下表所示：

环境

陆地

0m

水深

10m

水深

20m

水深

30m

环境

压力

1气压

2气压

3气压

4气压

中压室

10气压

11气压

12气压

13气压

step 7

随着二级头、充气管等设备耗气量增加，中压室内的压力降低。此时，中压室压力［⇧］低于环境压室中的压力『弹簧张力［⇩］＋环境压力（大气压＋水压）［⇩］』，两室的压力差拉开活塞向中压室一侧移动，活塞杆顶与气阀座之间形成开口。

如此一来，被阻断的高压气流再次进入中压室。在中压室的压力［⇧］未达到『弹簧张力［⇩］＋大气压［⇩］』值时，压缩空气会持续流入填补，直到活塞推回关闭高压室进气。

非平衡活塞式

非平衡活塞式尽管零件少价格低廉，维护需求低，但最突出的特点是中压的输出会受气瓶残压影响而产生较大变化。气瓶压力减小后，让我们感到呼吸也变得更加困难。

基本结构

工作原理

由于气瓶的压力会直接作用在阀门上，使得活塞的移动需抵抗气瓶压力。当气瓶内的空气即将用完时，气瓶压力变小，因而无助于开启阀门。此类型属于较早期的设计。

平衡隔膜式

比起活塞式而言，隔膜式一级头的零件多、结构相对复杂，但对于各零件的加工精度要求，并没有活塞式高。它易于调整设定中压值，并且在构造上几乎不受残压影响，中压输出十分稳定且反应快速。因此，近年来平衡隔膜式一级头的使用越来越普遍。

基本结构

同样可分为为高压室、中压室、环境压室。敲黑板，隔膜式和活塞式一级头结构上的最大区别在于，导入海水的环境孔部分位于高压室与中压室之外，即隔膜将一级头内部与环境压室划分隔离，使其能适应较为恶劣的水环境。

工作原理

利用中压室和环境压室之间产生的压力差，使灵敏的隔膜产生一定范围内的变形，并由隔膜内的连杆传递隔膜受压后的运动控制阀门的动作，开启/关闭来自高压室的进气。

当一级头连接于气瓶时，隔膜所受的压力差向上推动连杆，使得高压室和中压室中间保持开口。开启气瓶阀后，压缩空气开始经由高压室直通中压室。

高压空气不断充入，隔膜因中压上升而膨胀，抵消弹簧张力和环境压力，拉动连杆下移，使提升阀阻关闭高压室和中压室中间的开口。

伴随中压室气体消耗，隔膜的形变复原，通过连杆传递至提升阀组向上运动，使得高压室和中压室中间形成开口，被阻断的高压气流再次进入中压室。

非平衡隔膜式

市面上几乎很少看到的一级头类型。由于中压随气瓶压力下降而上升，以致开始下潜时感到较大的呼吸阻抗。

基本结构

各类一级头的中压特性

我们下潜后气瓶压力在不断减小，一级头中的中压也会随之变化，从而影响呼吸的顺畅度。最后就来整理一下上述四种类型一级头的中压特性。

非平衡活塞式

伴随气瓶压力减少中压值成比例下降，因此尤其是在潜水后半段过程中，会感到吸气阻抗明显增加。

平衡活塞式

伴随气瓶压力减少中压值稍许波动，但使用时不会像非平衡式一级头一样感到呼吸困难。

非平衡隔膜式

伴随气瓶压力减少中压值上升。开始下潜时呼吸阻抗较大，耗气后呼吸阻抗反之减低。

平衡隔膜式

几乎能抵消或平衡气瓶压力变化，使得在整个潜水过程中获得稳定的呼吸。

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