[发明专利]一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，包括：井下工作平台和管理终端，所述井下工作平台包括瓦斯气体净化模块、粒子加速器以及电荷耦合检测器，所述瓦斯气体净化模块用于将井下空气净化得到纯净的甲烷气体混合物，所述粒子加速器用于加速碳原子，使加速后的碳原子和纯净的甲烷气体混合物碰撞输入至电荷耦合检测器，所述电荷耦合检测器用于采用光谱技术测量空气中碳原子含量，将空气中的碳原子含量转换为电信号发送至管理终端，所述管理终端用于将电流信号转为对应的空气中瓦斯含量。

2.如权利要求1所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述瓦斯气体净化模块包括空气抽取模块、静电除尘模块、高温氧化模块以及过滤模块。

3.如权利要求2所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述空气抽取模块用于抽取井下空气；

所述静电除尘模块用于采用静电场将井下空气电离使尘粒带电吸附到电极上去除煤尘颗粒物杂质；

所述高温氧化模块用于将去除杂质后的井下空气加热，使空气中的一氧化碳转化为二氧化碳；

所述过滤模块用于将氧化后的井下空气反复通过滤网过滤空气中的二氧化碳。

4.如权利要求2所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述空气抽取模块采用真空管。

5.如权利要求2所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述加速的碳原子为碳14原子。

6.如权利要求2所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述过滤网采用氢氧化钠过滤网。

7.如权利要求3所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述将井下空气电离使尘粒带电吸附到电极上为采用高压静电场使灰尘与负离子结合带上负电荷后趋向阳极表面放电沉积。

8.如权利要求3所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测系统，其特征在于，所述加热温度为850度，同时加热持续60秒以上。

9.一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

将井下空气净化得到纯净的甲烷气体混合物；

加速碳原子，使加速后的碳原子和纯净的甲烷气体混合物碰撞；

采用光谱技术测量空气中碳原子的含量，将空气中的碳原子含量转换为电信号；

将电流信号转为对应空气中的瓦斯含量。

10.如权利要求9所述的一种基于低温高速碳原子的空气瓦斯检测方法，其特征在于，将井下空气净化得到纯净的甲烷气体混合物包括：

抽取井下空气；

采用静电场将井下空气电离使尘粒带电吸附到电极上去除煤尘颗粒物杂质；

将去除杂质后的井下空气加热，使空气中的一氧化碳转化为二氧化碳；

将氧化后的井下空气反复通过滤网过滤空气中的二氧化碳。