生器21與總管、氧氣發生器20與總管、空壓機18與總管間都連接有一個手動閥31，總管上設置有流量計32。
[0031]配氣系統用于向試驗罐內充入甲烷、氧氣和氮氣，使試驗罐內的溫度、濃度和壓力達到試驗要求。配氣時通過控制電磁閥V2和手動閥向試驗罐充氣。配氣完成后關閉電磁閥，關閉設置在巷道外的手動閥，并將甲烷氣瓶、氧氣瓶和空壓機連接管路拆下，以確保安全。
[0032]配氣過程分為低溫液氮配氣和常溫氧、甲烷配氣兩個階段。在低溫液氮配氣階段，為了更快的降低試驗罐內膽溫度，通過電磁閥V2先向內膽配入低溫液氮，此液氮既作為試驗介質的一部分，也起到降低試驗罐溫度的輔助作用。當溫度降低到設定值時，進行常溫的配氣，按事先計算充氣量與試驗罐內壓力變化的關系，通過手動閥按照氧氣-甲烷的順序通過液氮浴預冷后向試驗罐內充氣，通過甲烷流量計和壓力值確定充氣量。向試驗罐充氣過程中，試驗罐不向外排氣，試驗罐內的壓力隨著充氣過程上升。
[0033]在配氣過程中，很可能由于操作不精確，壓力測量誤差以及實際氣體和理想氣體的差別，導致最終的甲烷濃度不符合要求。所以在配氣過程中，根據甲烷濃度傳感器和氧氣濃度傳感器判斷是否向試驗罐中補充甲烷或者氧氣，通過V5閥可以對試驗罐進行泄壓或者排氣，通過補充配氣使試驗罐內的甲烷濃度和壓力維持在試驗要求值。
[0034]在配氣過程中，試驗罐內壓力嚴禁超過爆破片的泄爆壓力，若壓力接近該值，則通過排氣閥向外排氣，壓力降低后根據實際濃度進行補充配氣。為了配氣的方便和濃度測量的準確，盡可能通過夾層液氮的量控制內膽溫度，使其維持在目標配氣溫度下。
[0035]本發明的制冷由兩大部分組成，一是液氮浴預冷、二是夾層液氮制冷。
[0036](1)液氮浴預冷
[0037]對進入罐內的氣體進行液氮預冷處理，減小夾層降溫的負荷和降低試驗罐內混合氣體的壓力。在配入氣體時，使用液氮預冷裝置對氣體進行預冷，使氣體通過液氮預冷裝置以低溫狀態進入試驗罐。為了使試驗罐內氣體狀態達到指定的溫度與壓力，需要控制各氣體預冷后的溫度。只有各氣體預冷后的溫度達到指定條件后，各定量氣體混合后的溫度才能達到較低值，從而減小夾層預冷的制冷負荷。
[0038](2)夾層液氮制冷
[0039]為使進入罐內混合氣體達到溫度-164.3°C、壓力0.23MPa.G的狀態，夾層充入液氮對試驗罐降溫，當試驗罐降到一定溫度后，通過夾層液氮以導熱方式降低充入氧氣和甲烷的溫度，以使其達到規定的點火狀態。
[0040]通過進口閥向夾層內充入液氮，讓液氮在夾層內氣化吸熱，降低內膽的溫度，同時夾層的壓力會上升，當壓力接近設定壓力時，開啟出口閥門V3，維持夾層的壓力平衡。由于需大量的液氮，所以使用3瓶液氮連續給試驗罐降溫。
[0041]為確保人員安全，本實施例中，人員在地面操作電磁閥來完成試驗罐的進氣和排氣，電磁閥均選用FC(斷電時關閉)型閥，安裝于巷道內靠近試驗罐處。
[0042]對于需要調節液氮液位的閥門(1-A、1-B、1-C，V2、V9)，采用電動調節閥。
[0043]監控系統由攝像機和數據處理設備組成。攝像機位于巷道內，可監控試驗罐泄爆端的實際情況，所拍攝的畫面傳輸到地面數據處理設備并可在顯示屏幕上監控到巷道內情況。監控系統所需設備為高清防爆攝像機、供電電源及圖像處理設備。攝像系統的安裝位置應避免安裝在試驗罐泄爆口，且采用高強度殼體進行保護。
[0044]在進行試驗前，應對各個試驗設備進行常規檢查，包括氣密性、試驗測試儀器能否正常工作、瓦斯檢測儀的整定檢核，試驗罐接地是否良好。
[0045]利用上述系統進行低溫瓦斯爆炸特性試驗的方法，包括以下步驟:
[0046]S1.檢查試驗系統氣密性；
[0047](a)常溫氣密性試驗:關閉巷道內非防爆用電器的電源。裝入填料(填料的類型和數量按照試驗結果表)，并固定填料，裝上試驗罐法蘭和爆破片。接通試驗罐體上的管線和數據采集線，確認各方無誤后所有人員撤出巷道。通過空壓機向試驗罐注入壓縮空氣至第一目標壓力(300KPa)，關閉壓縮空氣進氣閥，使整個試驗系統內充滿壓力為第一目標壓力的壓縮空氣。觀察試驗管道上的壓力表，一段時間(30min)后，若整個系統內的壓縮空氣壓降不超過第二目標壓力(lOKPa)，可認為常溫下試驗系統密封性良好。若出現泄漏情況，對泄漏處進行密封處理。重復檢漏，直至合格。
[0048](b)低溫氣密性試驗:常溫試驗合格后，打開V1、V2向試驗罐內膽和夾層同時通入低溫氮氣，將罐體溫度降低到第一目標溫度(-170Γ )，并將壓力維持在試驗狀態下的壓力，然后進行檢漏(注意檢漏過程保持溫度變化不超過1°C )，若出現泄漏情況，并對泄漏處進行密封處理。重復檢漏，直至合格。
[0049]檢查試驗測試儀器
[0050]檢查試驗罐接地是否良好，點火開關是否處于斷開狀態并鎖在箱內。啟動視頻監視系統，確保能通過監視系統觀察和記錄試驗情況。打開試驗測試系統，測試各個試驗儀器是否正常工作。
[0051]S2.進行配氣及濃度檢測；
[0052]為了達到點火前罐內指定的氣體狀態(溫度_164.3°C，壓力0.23MPa.G，甲烷0.1578kg、氮氣0.3253kg、氧氣0.2095kg)，具體配氣實施方案如下所述:
[0053]①配入氮氣。打開閥門V2、V5、V10對試驗罐內膽充注一定量的液氮后關閉閥門V2，利用液氮冷量對試驗罐進行降溫，此外充入的液氮氣化后可作為試驗原料氣使用。當罐內氣體溫度至第二目標溫度(_180°C)，壓力為第三目標壓力(約0.1MPa.G)，此時關閉試驗罐排氣閥V5。
[0054]②配入氧氣。打開氧氣鋼瓶出口閥V4使氧氣進入液氮預冷裝置，并控制液氮預冷裝置出口的氧氣溫度為第一目標溫度(_170°C )，若未達到指定溫度，則打開排氣閥V7，氧氣放空而不進入試驗管內。同時通過V9閥門控制液氮量來調節液氮預冷裝置的換熱強度，使氧氣溫度降低。當被預冷的氧氣達到指定溫度第一目標溫度(-170Γ)時，首先開啟罐內排氣閥V5，將罐內壓力降至第四目標壓壓(0.06968MPa.G)后關閉該排氣閥V5，之后關閉排氣閥V7同時打開進入罐內膽的進氣口閥V10，充入溫度為第一目標溫度(_170°C)的氧。當罐內壓力傳感器顯示壓力上升到第五目標壓力(0.173MPa.G)時，關閉該進氣口閥V10和氧氣鋼瓶閥門，停止充氣。
[0055]③配入甲烷。打開甲烷鋼瓶出口閥使甲烷進入液氮預冷裝置，并控制液氮預冷裝置出口的甲烷溫度為第三目標溫度(-138.375°C )，若未達到指定溫度，則打開閥V7排氣口，甲烷放空而不進入試驗管內。同時通過V9閥門控制液氮量來調節液氮預冷裝置的換熱強度，使甲烷溫度降低。溫度達標后，關閉該排氣閥V7同時打開進入罐內膽的進氣口閥V10，充入溫度為第三目標溫度(-138.375Γ)的甲烷。當罐內壓力傳感器顯示壓力上升到第六目標壓力(0.389MPa.G)時，關閉該進氣口閥V10和甲烷鋼瓶閥門，停止充氣。
[0056]④當三種氣體都充入罐內之后，這時采用夾層降溫方式，使其降溫至試驗所述溫度及壓力(溫度為_164.3°C、壓力為0.23MPa.G)的試驗狀態。
[0057]氣體濃度的檢測通過打開閥門V4-A、V4-B，讓氣體進入組分傳感器，又傳感器將信號遠傳至控制室。濃度達到試驗條件時，關閉V4兩個閥門。
[0058]巷道口應設警戒標志，試驗開始后，若需進入巷道，必須經當值試驗負責人允許，進入巷道不得少于2人，且攜帶唯一的能打開點火開關的鑰匙和便攜式甲烷探測儀。配氣開始后，至罐體置換和巷道徹底吹掃之間，嚴禁任何人員進入巷道。
[0059]S3.點火能量，從低到高依次進行試驗，直到點爆試驗罐內的氣體。
[0060](1)待配氣檢測合格后，關閉配氣系統閥門V1、V2、排氣閥V3、V5、V10以及濃度分析儀的閥門V4，并將配氣系統(即巷道外的甲烷和氧氣鋼瓶、空氣壓縮機)從軟管末端配氣口總閥門處拆除，將鋼瓶搬離巷道入口，消除爆炸對配氣鋼瓶的威脅。確保試驗罐區無人以及其他爆炸源。
[0061](2)檢測人員將點火開關鑰匙交由試驗人員。試驗人員觀察試驗監測系統，視頻監視系統，再次確保各處無安全隱患后，報告試驗組織負責人，申請試驗點火。在征