Tiefenmesser: Bauarten, Norm und Süßwasserfehler

Analoger Tiefenmesser im wulstigen Gummirahmen, das Zifferblatt bleibt unscharf. — Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Der Tiefenmesser ist das Instrument, das dem Taucher die Wassertiefe anzeigt. Gemessen wird dabei nicht die Tiefe, sondern der Druck: Das Gerät nimmt die Druckdifferenz zur Oberfläche und rechnet sie über eine angenommene Wasserdichte in Meter um. Aus dieser Umrechnung stammen beide Eigenschaften, die den Tiefenmesser im Alltag prägen — seine Zuverlässigkeit und sein systematischer Fehler zwischen Süß- und Salzwasser.

Warum ein Druckmesser als Tiefenmesser taugt

Die englischsprachige Wikipedia definiert das Gerät genau so: ein Manometer, das „the equivalent depth below the free surface in water“ anzeigt. Der Zusammenhang ist linear, und das Lehrbuch für Forschungstaucher von König und Lipp nennt die Formel dahinter: p = ρ · g · D, also Druck gleich Dichte mal Erdbeschleunigung mal Tiefe. Aus ihr folgt die Faustregel, mit der jeder Kurs arbeitet — zehn Meter entsprechen etwa einem Bar, mit einer Abweichung von rund zwei Prozent.

Weil die Dichte in der Formel steht, ist sie auch die Stelle, an der jeder Tiefenmesser eine Annahme trifft. Dieselbe Quelle gibt die Dichten mit 1,00 Kilogramm je Liter für Süßwasser und etwa 1,03 für Salzwasser an. Der Unterschied ist klein, aber er wirkt auf jede Anzeige.

Die vier Bauarten

Die deutschsprachige Wikipedia führt drei mechanische Bauarten und das elektronische Gerät auf:

Der Kapillartiefenmesser (auch Boyle-Mariotte-Tiefenmesser) ist ein gebogenes, einseitig offenes Glasröhrchen ohne jedes bewegliche Teil. Eindringendes Wasser verdichtet die eingeschlossene Luft, und der Rand der Luftblase steht an der Skala. Bis etwa zehn Meter ist die Anzeige recht genau, weil dort die halbe Skalenlänge liegt; tiefer wird sie zunehmend ungenau. Die maximale Tiefe lässt sich nicht festhalten. Die englischsprachige Darstellung ergänzt den Nachteil, der im Gebirgssee und im Winter zählt: Die Blase reagiert stark auf Temperaturänderungen.
Der Rohrtiefenmesser arbeitet mit einem Bourdonrohr — einer gebogenen Metallröhre, die sich unter Druck zu strecken versucht und einen Zeiger mitnimmt. Die Genauigkeit wird dort als „gut“ beschrieben.
Der Membrantiefenmesser nutzt eine Metalldose mit flexibler Wand, die der Wasserdruck zusammendrückt, ähnlich einem Barometer. Die Genauigkeit wird als „sehr gut“ beschrieben.
Das elektronische Gerät sitzt heute im Tauchcomputer. Nach der englischsprachigen Darstellung überwiegen piezoresistive Siliziumsensoren; sowohl Dehnungsmessstreifen als auch Siliziumsensoren brauchen eine Temperaturkorrektur. Die maximale Tiefe wird elektronisch gespeichert und fließt in die Rechnung der Nullzeit ein.

Rohr- und Membrantiefenmesser können einen Schleppzeiger tragen, der an der tiefsten erreichten Stelle stehen bleibt. Der Kapillartiefenmesser kann das nicht — wer mit ihm taucht, hat die Maximaltiefe nur im Kopf.

Was die Norm abdeckt — und was nicht

Für Tiefenmesser gilt in Europa die EN 13319, „Tauch-Zubehör — Tiefenmesser und kombinierte Tiefen- und Zeitmessgeräte — Funktionelle und sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfverfahren“, veröffentlicht im März 2000. Ihr Anwendungsbereich ist eng gezogen: Sie regelt Tiefe und Zeit, ausdrücklich nicht die übrigen Anzeigen eines Geräts, und Dekompressionsangaben sind ausgenommen. Anforderungen an die Zeitmessung greifen nur, wenn das Gerät die Tauchzeit selbsttätig zählt.

Das ist für die Beurteilung eines Tauchcomputers wichtiger, als es klingt: Ein Gerät, das die EN 13319 erfüllt, ist für Tiefe und Zeit geprüft — über die Qualität seines Dekompressionsmodells sagt die Norm nichts. Scubapro formuliert in seinen Handbüchern entsprechend nur, die Geräte seien so ausgelegt, dass sie die EN 13319:2000 erfüllen.

Der Süßwasserfehler: drei Prozent, immer in dieselbe Richtung

Hier liegt die praktisch wichtigste Eigenheit. Scubapro gibt für die Modi Tauchen und Tiefenmesser eine angenommene Salzwasserdichte von 1,025 Kilogramm je Liter an und beschreibt die Folge so: „Eine Tiefe von 10 m/33 ft in Salzwasser entspricht ungefähr 10,3/34 ft Tiefe in Süßwasser.“ Die Abweichung bei falscher Einstellung bezifferte derselbe Hersteller mit etwa drei Prozent, also rund einem Meter auf vierzig Meter Tiefe.

Die Richtung dieses Fehlers ist die unangenehme. Wer mit Salzwassereinstellung im See taucht, bekommt eine zu geringe Tiefe angezeigt — bei gleichem Druck steht er tatsächlich tiefer, als das Gerät sagt. Als Tauchlehrer stelle ich das Gerät deshalb beim Wechsel zwischen Meer und See um und nicht erst, wenn die Zahlen im Logbuch nicht zusammenpassen.

Entwarnung gibt es an einer Stelle: Die Dekompressionsrechnung bleibt davon unberührt, weil sie mit dem Absolutdruck arbeitet und nicht mit der umgerechneten Tiefe. Falsch eingestellt ist also die Anzeige, nicht das Modell. Für Höhentauchgänge gilt das nicht in gleicher Weise — dort verschiebt sich der Luftdruck an der Oberfläche, und der ist der Bezugspunkt jeder Tiefenmessung.

Wo die Anzeige endet

Mechanische Geräte haben eine Skala, elektronische eine Grenze im Programm. Scubapro nennt für ein aktuelles Modell ein für 300 Meter ausgelegtes Gehäuse, eine Druckanzeige bis 290 Meter und einen Umschaltpunkt: Zwischen 115 und 120 Metern kündigt das Gerät den Wechsel in den reinen Tiefenmesser-Modus an, oberhalb von 120 Metern schaltet es um und rechnet keine Dekompression mehr. Der Tauchmodus beginnt bei 0,8 Metern — flacher merkt das Gerät nicht, dass es im Wasser ist.

Der Tiefenmesser ist damit das zweite Instrument neben dem Finimeter, dessen Anzeige man kennen muss, um sie richtig zu lesen. Das Finimeter misst einen Vorrat, der Tiefenmesser eine Umrechnung.

Muss ich meinen Tauchcomputer im See auf Süßwasser umstellen?

Wenn das Gerät die Einstellung anbietet, ja. Nach der Angabe von Scubapro entspricht eine Tiefe von zehn Metern im Salzwasser etwa 10,3 Metern im Süßwasser; bei falscher Einstellung liegt die Abweichung bei rund drei Prozent oder etwa einem Meter auf vierzig Meter. Der Fehler geht dabei in die unangenehme Richtung: Mit Salzwassereinstellung im See zeigt das Gerät eine zu geringe Tiefe an. Die Dekompressionsrechnung ist davon nicht betroffen, weil sie mit dem Absolutdruck arbeitet.

Was sagt die EN 13319 über mein Tauchcomputermodell aus?

Nur etwas über Tiefe und Zeit. Der Anwendungsbereich der Norm umfasst die funktionellen und sicherheitstechnischen Anforderungen an Tiefenmesser und an die Tiefenmesserfunktion anderer Geräte; sie ist ausdrücklich nicht auf andere angezeigte Informationen anwendbar, und Dekompressionsangaben sind ausgenommen. Anforderungen an die Zeitmessung gelten nur, wenn das Gerät die Tauchzeit selbsttätig zählt. Über die Güte des Dekompressionsmodells sagt eine Konformitätsangabe deshalb nichts.

Ist ein Kapillartiefenmesser noch brauchbar?

Als Zweitgerät im Flachen, mit Einschränkungen. Seine Anzeige ist bis etwa zehn Meter recht genau, weil dort die halbe Skala liegt, und er hat kein bewegliches Teil, das versagen könnte. Darunter wird er zunehmend ungenau, er reagiert stark auf Temperaturänderungen der eingeschlossenen Luftblase, und die erreichte Maximaltiefe kann er nicht festhalten. Für die Tiefen, in denen Dekompression eine Rolle spielt, ist er kein geeignetes Instrument.

Quellen

Wikipedia: Tiefenmesser — das Messprinzip als Manometer, die drei mechanischen Bauarten (Boyle-Mariotte-Glasröhrchen, Bourdonrohr, Membrandose) mit den Genauigkeitsurteilen „gut“ und „sehr gut“, Schleppzeiger, elektronische Speicherung der Maximaltiefe, Einsatz an U-Booten. Wiki-Quelle.
Wikipedia (englisch): Depth gauge — Definition als Manometer mit Äquivalenztiefenanzeige, Temperaturempfindlichkeit von Kapillar-, Rohr- und Membrangerät, Dehnungsmessstreifen und piezoresistive Siliziumsensoren, Notwendigkeit der Temperaturkorrektur, Abhängigkeit der Genauigkeit von Salzgehalt und Temperatur des Wassers. Wiki-Quelle.
EN 13319:2000, Katalogeintrag mit Anwendungsbereich — vollständiger Titel, Veröffentlichung im März 2000, Beschränkung auf Tiefe und Zeit, Ausnahme der Dekompressionsangaben, Bedingung für die Anforderungen an die Zeitmessung. Der Normtext selbst ist kostenpflichtig und liegt dieser Darstellung nicht zugrunde; konkrete Toleranzen und Prüfschritte stehen allein dort.
Scubapro, Galileo 3: Benutzerhandbuch (PDF) — angenommene Salzwasserdichte 1,025 kg/l, Entsprechung von 10 m Salzwasser und 10,3 m Süßwasser, Abweichung von etwa drei Prozent beziehungsweise einem Meter auf vierzig Meter, Unabhängigkeit der Dekompressionsrechnung vom eingestellten Wassertyp, Auslegung auf 300 m mit Anzeige bis 290 m, Umschaltung in den Tiefenmesser-Modus oberhalb von 120 m, Beginn des Tauchmodus bei 0,8 m, einstellbare Dichte im Apnoe-Modus. Herstellerquelle; die Werte gelten für diese Baureihe, nicht allgemein.
König/Lipp, Lehrbuch für Forschungstaucher, Kapitel 1 (PDF) — die Formel p = ρ · g · D, die Faustregel „10 m ≈ 1 bar“ mit einer Abweichung von rund zwei Prozent, die Dichten 1,00 und etwa 1,03 kg/l.

Zur Quellenlage: Die Zahlen zur Süß- und Salzwasserumrechnung stammen von einem Hersteller und sind dessen Baureihe zugeordnet; eine verbandsübergreifende Festlegung dazu liegt nicht zugrunde. Die Genauigkeitsurteile zu den mechanischen Bauarten („gut“, „sehr gut“) sind Wiki-Angaben ohne Messwert und ohne Toleranzangabe. Die quantitativen Anforderungen der EN 13319 stehen allein im kostenpflichtigen Normtext.