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要超越休闲潜水的深度限制，技术潜水员使用Trimix气体，它将大量的氮气和小量的氧气换成氦气或是氩气。而目前的研究和实际经验来看，氦气是比较被偏好使用的气体，不但是因它和氮气比较起来麻醉性较低，它的低密度、易压缩性使得氦气在大深度的高压下能让调节器的供气有更顺畅的表 现。
依不同浓度的混合比，一个受过完整训练且装备齐全的潜水员，可以潜水远超过100米而且非常安全。Trimix潜水员会依据潜水的时间，深度来调制每次潜水的气体混合比浓度，以避免氧气和氮气对潜水的影响。
氦气克服氮气和氧气在大深度中带给潜水员的危险，但不表示氦气它本身就是完全安全的气体。由于氦气是较轻、传递较快的特性，使得人体在吸收、排放氦气的速度也比氮气快，这表示在水中潜水员上深的速度必需要更缓慢，而且要做深度要大的安全停留以免氦气的排放造成减压病。
只有深水潜水的氧气瓶中才必须填充氧气和氦气。氦气不容易发生深海麻痹现象，在深海潜水中氦气是用来代替氮气的。
一般的潜水活动(又可称为水肺潜水)，潜水者沉潜至水面下活动所背负的压缩空气成份与自然空气相同，其中有1/5的氧气，和4/5的氮气 (N2)。气瓶中的氮气，在高压下氮分子会融入神经细胞而造成不同程度的麻醉性。
大约停留於水中30公尺的压力一个小时后，人体就会开始产生所谓「氮醉」的麻痹现象。但若使用纯氧潜水在30公尺水深的压力下，停留一个小时以上时，也会引发人类脑部的氧中毒。所以当潜水者在深海中需要停留相当长的时间时，就必须以氦气取代氮气，依适当的比例使用氦气－氧气混合气体潜水，称之为氦氧潜水。
所以在某些情况下，潜水者在深海中需要停留相当长的时间时，常以氦气取代氮气，并且依适当的比例使用氦－氧混合气体。氦气的优点在於会溶解於体内的氦气只有氮气的百分之四十。而且氦分子的体积非常小，使其扩散速率是氮气的2.5倍，所以使用氦－氧混合气体不但可以减少麻痹现象，也可利用它迅速扩散的特性，缩短减压上升的时间。
人用压缩空气潜水超过30m水深就可出线氮麻醉的现象。空气主要成分是氮气和氧气,如果继续使用压缩空气（也可看作是21%的氮氧混合气）超过50m,那大多数人都会出现较明显的氮麻醉现象,如果再深,则会出现晕厥、昏迷类似酒醉的现象进而危及生命.这时用氦气替代混合气里的氮气就成为了氦氧混合气,使用氦氧混合气适用于更大深度的潜水作业.
氦气是更加稳定的惰性气体,使用氦氧混合气主要就是为了克服氮麻醉让人类可以潜入更深的海域或者水域进行长时间的潜水作业.目前人类潜水深度的极限记录是法国comex公司创造的,达到了701m,记得使用的混合气就是氦氧混合气.不同的目的深度需要配置不同浓度的氦氧混合气.
混合气体潜水,又称人工空气潜水,是一种常用工程潜水方法，潜水员的呼吸气体是人工空气。所谓人工空气是一混合气体有：氮气、氧气混合气体，氦气、氧气混合气体，氢气、氧气混合气体和其他混合气体。
由于氮气的麻醉效应，我国规定空气或氮氧混合气体潜水不能超过60米，而国际规定一般为50米。更深深度的潜水一般用氦气替代氮作为中性呼吸气体，氢氧混合气由于安全等原因，不被采用。
一般来说氦氧混合气潜水的深度可以到达100米左右，到达更深的深度由于需要漫长的水下减压时间，及在水下减压期间的不安全性，不被采用。目前氦氧混合气潜水一般采用开式钟或闭式钟的潜水设备系统。
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