呼吸混合气的配制和分析

进行深于60m的潜水作业或潜艇艇员脱险，为防止氮麻醉和氧中毒，需配制氦氧或氦氮氧等混合气作为呼吸介质。此外，饱和潜水、减压病治疗以及在潜水减压中为缩短减压时间，也需配制相应含氧浓度的呼吸用混合气。
一般原则 配气须严格按作业深度或特定要求，计算好适宜的含氧比例，以防氧浓度过高或过低，引起氧中毒或缺氧。对配制好的混合气体，必须采样分析，达到规定的浓度标准，不符合者要矫正。已配制好的混合气一般放置24小时后方可启用，以使气体均匀混合。若使用自动配气装置，则可边配边用。配气操作及所有高压容器的应用，均应遵守高压安全操作规则。所有气体，如氦、氮、氧等均应符合潜水呼吸用气的纯度标准。已配好的混合气，必须用标签标明配气日期、气体成分、配比浓度、分析日期及结果、操作人等。如用自动配气法，应事先认真检查自动配气装置的仪表和各调节部件的性能，确保正常运转。目前，常配制的混合气体有氦氧、氦氮氧、氮氧等。本条着重介绍常规氦氧潜水中氦氧混合气的配制与分析。不同深度吸用的氦氧混合气中适宜含氧百分比见下表：

60～200m氮氧潜水用混合气中的适宜氧浓度

下潜深度(m)	氧浓度(vol%)	安全氧压(ATA)
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200	18～20 18～20 18～20 16～17 14～15 13～14 11～12 10～11 10～11 9～10 9～10 7～8 7～8 6～7 6～7	1.26～1.40 1.44～1.60 1.62～1.80 1.60～1.70 1.54～1.65 1.56～1.68 1.43～1.56 1.40～1.54 1.50～1.65 1.44～1.60 1.53～1.60 1.26～1.44 1.33～1.52 1.20～1.40 1.26～1.47

配制方法
自动配气法 需要有自动配气供气的专门装置，该装置由固定的管道、阀门、仪表、流量计、气瓶组、自动分析仪和监控系统等构成。按需要的气体成分比例，同时启用各种气源，自动混合，混合后的气体成分由分析仪探头监测并显示，再通过反馈装置自动地修正气体成分的浓度，达到预定比例，直接供潜水作业使用，是比较理想的配气法。
手工配气法 分单瓶配气法及多瓶配气法。两者原理相同，只是前者仅并联两个气瓶(给气、受气瓶); 后者则为并联若干个瓶的两组气瓶。配气前，必须将气源、器材工具等准备就绪，其步骤大致是： 按下潜深度要求查表确定氦氧混合气中含氧百分比； 计算应向氦气瓶充入的氧压值； 用高压紫铜管联接配气盘压力表，通过控制阀，使之与氦气瓶和氧气瓶相连通，并分别测量各瓶压力；开启两个（或两组）气瓶阀，按每分钟不超过5Atm的流量进行配气，即由氧瓶向氦瓶内充氧，当达到预定充入的氧压值时关闭氧气瓶（组），继而再关闭氮气瓶（组）；配制完的气体放置24小时后取样进行分析。如急需用气，可将气瓶滚动百余次以上后采样分析。
配比气体的计算及校准 计算方法主要依据Dalton定律。
一般情况下配比计算 (1) 在不规定配成混合气的终压时，只要知道氦或氧一种压力及这两种气体的含氧百分比浓度与要求配制成混合气后的氧浓度，可按公式(1)、(2)计算出应充入的气体量。

(2) 在规定配成混合气体的终压时，只要知道氦与氧两种气瓶内的含氧百分浓度(vol%)及要求配成的混合气中的氧浓度(vol%)，可按公式(3)、(4)计算。

式中： Po₂氧瓶压力值
　PHe氦瓶压力值
　P氦氧混合后压力值
　a氧瓶内氧的百分浓度
　b氦瓶内氧的百分浓度
　c氦氧混合后瓶内混合气中氧的百分浓度
特殊情况配比计算 (1)氦氧混合气瓶使用后瓶内尚余一部分气体，但压力较低，如需利用这一部分余气重新配制新的氦氧混合气时，应按下式计算：

式中： P_x剩余混合气的压力
　d剩余混合气中氧浓度
利用公式(5)、(6)可计算出需要加入多少压力的氦与多少压力的氧才能与原剩余的混合气配成规定浓度的氧与具有一定终压的氦氧混合气体。
(2) 配好的氦氧混合气，若其含氧浓度有误差（偏高或偏低），需要进行校准时的计算：
配制好的氦氧混合气含氧浓度偏高，需增加氦气的计算，按公式(7):

配制好的氦氧混合气含氧浓度偏低，需增加氧气时的计算，按公式(8):

氦氧混合气体的分析 氦气成分及其纯度的测定需用专门的色谱质谱仪。一般在实际潜水时直接根据气瓶上出厂规格标签了解其纯度。当配制成供潜水用的氦氧混合气后，主要分析该混合气中的氧及CO₂浓度，再通过计算求出氦气在混合气中的含量百分比。分析氧及CO₂的方法分物理法及化学法两种。前者如极谱定氧法，可直接读数，测定迅速，操作方便，适用于现场； 后者用气体分析器，准确度高，操作复杂，速度慢。
氦氮氧混合气的配制 配制方法与氦氧混合气基本相同。首先按氦，氮、氧的比例将氦、氮两种气体充入气瓶，使二者压力之和为100～120kgf/cm²，然后，根据所要求的氧浓度充入氧气即可。如配制40%氦、40%氮和20%氧的氦氮氧混合气，氦氮比例按1:1充入空瓶中，即各充50～60kgf/cm²; 再按下潜深度规定的氧浓度，通过计算求出应充入的氧压值（计算公式同前），混合后再取样进行分析。
注意事项 配气工作环境应保持清洁，无油污、电火花及明火作业。室温不应超过30℃。气瓶各阀件、垫圈、高压管道接头、螺帽及一切用具，均不得沾有油脂，更严禁使用油脂润滑剂，必要的润滑只能用水与甘油的混合物(90%蒸馏水与10%纯甘油)。配制氦氧等混合气不应在氧气瓶内进行，以免充气时温度升高可能引起爆炸事故，应将氧充入氦瓶内。配气过程中必须严格检查各部件的气密性，避免氦气泄漏。开启气瓶阀动作要缓慢，以免冲击力过大，损坏压力表。充气速度应以每分钟5Atm或更慢些，配气完毕应认真关紧阀门，并用肥皂水检查各接头、瓶阀的气密性。
气体分析要力求精确，分析中如果不能得出一个不变的最后读数，一般表明分析仪器有故障，例如化学分析法中的化学吸收剂吸收不彻底或有漏气现象，必须进行检查。对配制过久的气体，潜水前要再次分析核对，以免由于浓度不准引起潜水事故。对分析结果，必须详细记录。