Was sind die wichtigsten Atemgeräte für Taucher?
Atemschutzgerät
Hauptartikel: Tauchset

Freizeittaucher beim Anlegen des Tauchgeräts vor dem Tauchen
Die wichtigste Ausrüstung eines Sporttauchers ist das namensgebende Tauchgerät, ein unabhängiges Unterwasseratemgerät, das es dem Taucher ermöglicht, während des Tauchens zu atmen, und das vom Taucher transportiert wird. Es wird im Allgemeinen auch als Tauchgerät bezeichnet.

Beim Abtauchen nimmt der hydrostatische Druck des Wassers zusätzlich zum normalen atmosphärischen Druck an der Oberfläche um etwa 1 bar pro 10 m Tiefe zu. Der Druck der eingeatmeten Luft muss den Umgebungsdruck ausgleichen, damit sich die Lungen kontrolliert aufblasen können. Unterhalb von drei Metern unter Wasser ist es praktisch unmöglich, Luft mit normalem Atmosphärendruck durch ein Rohr zu atmen.

Beim Sporttauchen wird meist eine Halbmaske verwendet, die Augen und Nase des Tauchers bedeckt, und ein Mundstück, das das Atemgas vom Lungenautomaten oder Rebreather liefert. Das Einatmen aus dem Mundstück eines Atemreglers wird sehr schnell zur zweiten Natur. Die andere gängige Lösung ist eine Vollgesichtsmaske, die Augen, Nase und Mund bedeckt und dem Taucher oft erlaubt, durch die Nase zu atmen. Professionelle Taucher verwenden eher Vollgesichtsmasken, die die Atemwege des Tauchers schützen, wenn er das Bewusstsein verliert.

Offener Kreislauf
Hauptartikel: Atemregler für Taucher

Aqualung Legend Atemregler der zweiten Stufe (Bedarfsventil)

Aqualung Atemregler der ersten Stufe

Gekko Tauchcomputer mit angeschlossenem Druckmesser und Kompass

Suunto-Tauchcomputer mit Manometeranzeige
Beim Gerätetauchen mit offenem Kreislauf ist es nicht vorgesehen, das Atemgas mehr als einmal zum Atmen zu verwenden. Das von der Tauchausrüstung eingeatmete Gas wird in die Umgebung oder gelegentlich in ein anderes Ausrüstungsstück für einen bestimmten Zweck ausgeatmet, in der Regel um den Auftrieb eines Hebegeräts wie einer Tarierweste, einer aufblasbaren Oberflächenmarkierungsboje oder eines kleinen Hebesacks zu erhöhen. Das Atemgas wird in der Regel aus einer Hochdruck-Tauchflasche über einen Atemregler zugeführt. Indem sie immer das passende Atemgas bei Umgebungsdruck bereitstellen, sorgen Lungenautomaten dafür, dass der Taucher bei Bedarf unabhängig von der Tiefe natürlich und ohne übermäßige Anstrengung ein- und ausatmen kann.

Das am häufigsten verwendete Tauchset verwendet einen "Einschlauch"-Regulator mit offenem Kreislauf und zwei Stufen, der an eine einzelne, auf dem Rücken montierte Hochdruckflasche angeschlossen ist, wobei die erste Stufe am Flaschenventil und die zweite Stufe am Mundstück angeschlossen ist.Die erste Stufe ist mit dem Flaschenventil und die zweite Stufe mit dem Mundstück verbunden. Diese Anordnung unterscheidet sich von Émile Gagnans und Jacques Cousteaus ursprünglicher "Zweischlauch"-Konstruktion aus dem Jahr 1942, die als Aqua-Lunge bekannt war und bei der der Flaschendruck in einer oder zwei Stufen auf den Umgebungsdruck reduziert wurde, die sich alle im Gehäuse befanden, das am Flaschenventil oder am Verteiler montiert war. Das "Einschlauch"-System hat für die meisten Anwendungen erhebliche Vorteile gegenüber dem ursprünglichen System.

Bei der zweistufigen "Ein-Schlauch"-Konstruktion reduziert der Regler der ersten Stufe den Flaschendruck von bis zu 300 bar (4.400 psi) auf einen Zwischendruck (IP) von etwa 8 bis 10 bar (120 bis 150 psi) über dem Umgebungsdruck. Der Druckminderer der zweiten Stufe, der über einen Niederdruckschlauch von der ersten Stufe versorgt wird, gibt das Atemgas mit Umgebungsdruck an den Mund des Tauchers ab. Die ausgeatmeten Gase werden über ein Rückschlagventil am Gehäuse der zweiten Stufe direkt in die Umwelt abgeleitet. Die erste Stufe hat in der Regel mindestens einen Auslass, der Gas mit vollem Flaschendruck abgibt und mit dem Tauchmanometer oder Tauchcomputer des Tauchers verbunden ist, um anzuzeigen, wie viel Atemgas noch in der Flasche ist.

Rebreather

Ein elektronischer Kreislauftauchcomputer von Inspiration
Hauptartikel: Rebreather für Taucher
Weniger verbreitet sind Kreislaufgeräte (CCR) und Halbkreislaufgeräte (SCR), die im Gegensatz zu Geräten mit offenem Kreislauf, die alle ausgeatmeten Gase ablassen, jeden ausgeatmeten Atemzug ganz oder teilweise für die Wiederverwendung aufbereiten, indem sie das Kohlendioxid entfernen und den vom Taucher verbrauchten Sauerstoff ersetzen. Kreislaufgeräte geben nur wenige oder gar keine Gasblasen ins Wasser ab und verbrauchen bei gleicher Tiefe und gleicher Zeit viel weniger gespeichertes Gasvolumen, weil der ausgeatmete Sauerstoff zurückgewonnen wird; dies hat Vorteile für Forschung, Militär, Fotografie und andere Anwendungen. Kreislauftauchgeräte sind komplexer und teurer als Tauchgeräte mit offenem Kreislauf, und aufgrund der größeren Vielfalt möglicher Fehlermöglichkeiten sind eine spezielle Ausbildung und eine korrekte Wartung erforderlich, damit sie sicher verwendet werden können.

In einem Kreislaufgerät wird der Sauerstoffpartialdruck im Kreislaufgerät so gesteuert, dass er auf einem sicheren, kontinuierlichen Höchstwert gehalten werden kann, wodurch der Inertgaspartialdruck (Stickstoff und/oder Helium) im Atemkreislauf reduziert wird. Die Minimierung der Inertgasbelastung des Gewebes des Tauchers für ein bestimmtes Tauchgangsprofil reduziert die Dekompressionspflicht. Dies erfordert eine kontinuierliche Überwachung der tatsächlichen Partialdrücke im Laufe der Zeit und für maximale Effektivität eine Echtzeit-Verarbeitung durch den Dekompressionscomputer des Tauchers. Die Dekompression kann im Vergleich zu Gasgemischen mit festem Verhältnis, wie sie in anderen Tauchsystemen verwendet werden, deutlich reduziert werden, so dass Taucher länger abtauchen können oder weniger Zeit zur Dekompression benötigen. Ein Kreislaufgerät mit halbgeschlossenem Kreislauf führt einen konstanten Massenstrom eines festen Atemgasgemischs in den Atemkreislauf ein oder ersetzt einen bestimmten Prozentsatz des Atemvolumens, so dass der Sauerstoffpartialdruck zu jedem Zeitpunkt des Tauchgangs vom Sauerstoffverbrauch und/oder der Atemfrequenz des Tauchers abhängt. Die Planung der Dekompressionsanforderungen erfordert bei einem SCR einen konservativeren Ansatz als bei einem CCR, aber Dekompressionscomputer mit Echtzeit-Sauerstoffpartialdruckeingabe können die Dekompression für diese Systeme optimieren. Da Rebreather nur sehr wenige Luftblasen produzieren, stören sie die Meeresbewohner nicht und machen die Anwesenheit des Tauchers an der Oberfläche nicht bemerkbar, was für Unterwasserfotografie und verdeckte Arbeit nützlich ist.
Das gebräuchlichste Atemgerät für das Gerätetauchen ist ein 2-stufiger Einschlauch-Atemregler mit offenem Kreislauf, der an eine einzelne Gasflasche angeschlossen ist.  Ein weniger gebräuchliches Gerät ist ein Kreislaufgerät oder ein halbgeschlossenes Kreislaufgerät.
What are the primary breathing apparatuses for scuba
Breathing apparatus
Main article: Scuba set

Recreational diver putting on his scuba set before diving
The defining equipment used by a scuba diver is the eponymous scuba, the self-contained underwater breathing apparatus which allows the diver to breathe while diving, and is transported by the diver. It is also commonly referred to as the scuba set.

As one descends, in addition to the normal atmospheric pressure at the surface, the water exerts increasing hydrostatic pressure of approximately 1 bar (14.7 pounds per square inch) for every 10 m (33 feet) of depth. The pressure of the inhaled breath must balance the surrounding or ambient pressure to allow controlled inflation of the lungs. It becomes virtually impossible to breathe air at normal atmospheric pressure through a tube below three feet under the water.[2]

Most recreational scuba diving is done using a half mask which covers the diver's eyes and nose, and a mouthpiece to supply the breathing gas from the demand valve or rebreather. Inhaling from a regulator's mouthpiece becomes second nature very quickly. The other common arrangement is a full face mask which covers the eyes, nose and mouth, and often allows the diver to breathe through the nose. Professional scuba divers are more likely to use full face masks, which protect the diver's airway if the diver loses consciousness.[43]

Open-circuit
Main article: Diving regulator

Aqualung Legend second stage (demand valve) regulator

Aqualung first stage regulator

Gekko dive computer with attached pressure gauge and compass

Suunto submersible pressure gauge display
Open circuit scuba has no provision for using the breathing gas more than once for respiration.[1] The gas inhaled from the scuba equipment is exhaled to the environment, or occasionally into another item of equipment for a special purpose, usually to increase the buoyancy of a lifting device such as a buoyancy compensator, inflatable surface marker buoy or small lifting bag. The breathing gas is generally provided from a high-pressure diving cylinder through a scuba regulator. By always providing the appropriate breathing gas at ambient pressure, demand valve regulators ensure the diver can inhale and exhale naturally and without excessive effort, regardless of depth, as and when needed.[23]

The most commonly used scuba set uses a "single-hose" open circuit 2-stage demand regulator, connected to a single back-mounted high-pressure gas cylinder, with the first stage connected to the cylinder valve and the second stage at the mouthpiece.[1] This arrangement differs from Émile Gagnan's and Jacques Cousteau's original 1942 "twin-hose" design, known as the Aqua-lung, in which the cylinder pressure was reduced to ambient pressure in one or two stages which were all in the housing mounted to the cylinder valve or manifold.[23] The "single-hose" system has significant advantages over the original system for most applications.[44]

In the "single-hose" two-stage design, the first stage regulator reduces the cylinder pressure of up to about 300 bars (4,400 psi) to an intermediate pressure (IP) of about 8 to 10 bars (120 to 150 psi) above ambient pressure. The second stage demand valve regulator, supplied by a low-pressure hose from the first stage, delivers the breathing gas at ambient pressure to the diver's mouth. The exhaled gases are exhausted directly to the environment as waste through a non-return valve on the second stage housing. The first stage typically has at least one outlet port delivering gas at full tank pressure which is connected to the diver's submersible pressure gauge or dive computer, to show how much breathing gas remains in the cylinder.[44]

Rebreather

An Inspiration electronic fully closed circuit rebreather
Main article: Diving rebreather
Less common are closed circuit (CCR) and semi-closed (SCR) rebreathers which, unlike open-circuit sets that vent off all exhaled gases, process all or part of each exhaled breath for re-use by removing the carbon dioxide and replacing the oxygen used by the diver.[45] Rebreathers release few or no gas bubbles into the water, and use much less stored gas volume, for an equivalent depth and time because exhaled oxygen is recovered; this has advantages for research, military,[1] photography, and other applications. Rebreathers are more complex and more expensive than open-circuit scuba, and special training and correct maintenance are required for them to be safely used, due to the larger variety of potential failure modes.[45]

In a closed-circuit rebreather the oxygen partial pressure in the rebreather is controlled, so it can be maintained at a safe continuous maximum, which reduces the inert gas (nitrogen and/or helium) partial pressure in the breathing loop. Minimising the inert gas loading of the diver's tissues for a given dive profile reduces the decompression obligation. This requires continuous monitoring of actual partial pressures with time and for maximum effectiveness requires real-time computer processing by the diver's decompression computer. Decompression can be much reduced compared to fixed ratio gas mixes used in other scuba systems and, as a result, divers can stay down longer or require less time to decompress. A semi-closed circuit rebreather injects a constant mass flow of a fixed breathing gas mixture into the breathing loop, or replaces a specific percentage of the respired volume, so the partial pressure of oxygen at any time during the dive depends on the diver's oxygen consumption and/or breathing rate. Planning decompression requirements requires a more conservative approach for a SCR than for a CCR, but decompression computers with a real-time oxygen partial pressure input can optimise decompression for these systems. Because rebreathers produce very few bubbles, they do not disturb marine life or make a diver's presence known at the surface; this is useful for underwater photography, and for covert work.[36]
The most common breathing apparatus for Scuba Diving is an open circuit single hose 2-stage demand regulator connected to a single gas cylinder.  A less common apparatus is a Closed Circuit or Semi-Closed rebreather.