[发明专利]一种矿井下甲烷气体微纳传感器敏感机理分析方法在审
申请号: | 201911332159.2 | 申请日: | 2019-12-21 |
公开(公告)号: | CN113008974A | 公开(公告)日: | 2021-06-22 |
发明(设计)人: | 张晶园 | 申请(专利权)人: | 张晶园 |
主分类号: | G01N27/70 | 分类号: | G01N27/70 |
代理公司: | 西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙) 61240 | 代理人: | 李艳春 |
地址: | 710077 陕西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 矿井 甲烷 气体 传感器 敏感 机理 分析 方法 | ||
1.一种矿井下甲烷气体微纳传感器敏感机理分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、矿井下甲烷气体的化学反应体系分析;
分析矿井下甲烷气体各粒子生成的带电粒子的输运过程及其对放电空间的贡献作用;
步骤二、矿井下甲烷气体的放电安全性分析;
通过分析施加电压能否将CH4-N2混合气体击穿对矿井下甲烷气体的放电安全性进行分析;
步骤三、矿井下甲烷气体的放电敏感性分析;
通过分析不同甲烷气体浓度下,电流密度的变化对矿井下甲烷气体的放电敏感性进行分析。
2.按照权利要求1所述的一种矿井下甲烷气体微纳传感器敏感机理分析方法,其特征在于:步骤一中所述矿井下甲烷气体的化学反应体系分析的具体过程为:
步骤101、分析在CH4分子的基础上能够产生的带电粒子;
在CH4分子的基础上能够产生的带电粒子包括CH+5、CH+4、CH+3、CH+2、CH+和C+;
步骤102、分析在CH4分子的基础上能够产生的自由基;
在CH4分子的基础上能够产生的自由基包括CH3、CH2、CH和C;
步骤103、分析CH4分子电离生成的H2能够产生的带电粒子;
CH4分子电离生成的H2能够产生的带电粒子包括H+3、H+2、H+和H-;
步骤104、分析在背景气体N2分子的基础上能够产生的带电粒子;
在背景气体N2分子的基础上能够产生的带电粒子包括N+2,以及激发态的N2(a’1∑-u)和N2(A3∑+u);
步骤105、根据对放电空间的贡献作用,选取部分带电粒子和自由基;
带电粒子选取N+2、N2(a’1∑-u)和N2(A3∑+u),自由基选取CH3、CH2、H2和H,气体分子选取CH4和N2,自由电子e;
步骤106、分析步骤105中选取的10种粒子发生的碰撞反应和重离子反应。
3.按照权利要求2所述的一种矿井下甲烷气体微纳传感器敏感机理分析方法,其特征在于:步骤106中选取的10种粒子发生的碰撞反应和重离子反应包括:
4.按照权利要求1所述的一种矿井下甲烷气体微纳传感器敏感机理分析方法,其特征在于:步骤二中所述施加电压为-100V~-1700V。
5.按照权利要求1所述的一种矿井下甲烷气体微纳传感器敏感机理分析方法,其特征在于:步骤三中所述甲烷气体浓度为1×105ppm~9×105ppm。
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