[發明專利]基于紅外光譜測量船舶燃料含硫量的方法及裝置在審
| 申請號： | 202010840271.3 | 申請日： | 2020-08-19 |
| 公開（公告）號： | CN114076742A | 公開（公告）日： | 2022-02-22 |
| 發明（設計）人： | 崔方曉;王安靜;李大成;李揚裕;吳軍;曹志成 | 申請（專利權）人： | 中國科學院合肥物質科學研究院 |
| 主分類號： | G01N21/3504 | 分類號： | G01N21/3504;G01N21/31 |
| 代理公司： | 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 苗曉娟 |
| 地址： | 23000*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 紅外 光譜 測量 船舶 燃料 含硫量 方法 裝置 | ||
本發明提供一種基于紅外光譜測量船舶燃料含硫量的方法及裝置，所述方法包括步驟：利用光譜儀跟蹤待測船舶，獲取實測光譜，所述實測光譜至少包括：待測船舶的排放氣體的光譜、大氣背景的光譜；獲取實時的大氣背景的光譜；在所述實測光譜中去除所述實時的大氣背景的光譜，得到中間光譜；在所述中間光譜中進行目標物質的特征提取，獲取所述目標物質的光譜特征，并計算所述目標物質的濃度程長積值；以所述目標物質的濃度程長積值為依據，得到待測船舶燃料含硫量。所述裝置用于實現所述方法。本發明可改善現有技術中無法跟蹤具體船只或者即使發現SO2明顯增加也無法確認哪艘船排放超標的問題。
技術領域
本發明涉及船舶燃料含硫量的測量領域，具體涉及一種基于紅外光譜測量船舶燃料含硫量的方法及裝置。
背景技術
船舶在航運過程中排放大量氮氧化物和硫化物等有害氣體，會對沿海城市環境和人體健康造成嚴重危害。由于船舶排放污染物與其燃料質量密切相關，所以我國以及歐盟等國際組織針對各自領域的工業發展水平對船舶燃料含硫量的上限制定了相關法規。
目前對于船舶燃料含硫量主要以文書檢查、抽油檢測為主，這種方式不僅需要船舶靠港配合而且耗時耗力，無法對航行中船舶檢測。目前國內外都開展了基于船舶尾氣的燃料含硫量檢測技術研究，例如利用岸邊定點監測站、或者用無人機直接檢測煙氣，這些方法要么操作風險高，要么不能跟蹤到具體船只，即使發現SO2明顯增加，也無法確認哪艘船排放超標。
發明內容
針對現有技術中的不足與缺陷，本發明提供一種基于紅外光譜測量船舶燃料含硫量的方法及裝置，旨在解決現有技術中無法跟蹤具體船只或者即使發現SO2明顯增加也無法確認哪艘船排放超標的問題。
為實現上述及其他目的，本發明提供一種基于紅外光譜測量船舶燃料含硫量的方法，包括步驟：
利用光譜儀跟蹤待測船舶，獲取實測光譜，所述實測光譜至少包括：待測船舶的排放氣體的光譜、大氣背景的光譜；
獲取實時的大氣背景的光譜；
在所述實測光譜中去除所述實時的大氣背景的光譜，得到中間光譜；
在所述中間光譜中進行目標物質的特征提取，獲取所述目標物質的光譜特征，并計算所述目標物質的濃度程長積值；
以所述目標物質的濃度程長積值為依據，得到待測船舶燃料含硫量。
在一個實施方式中，在利用光譜儀跟蹤待測船舶的步驟之前還包括：
獲取待測船舶燃料含硫量的紅外光譜模型。
在一個實施方式中，所述獲取實時的大氣背景的光譜包括步驟：
獲取溫度、濕度廓線數據，并以所述溫度、濕度廓線數據為依據，得到大氣譜線；
根據光譜儀線型函數及所述大氣譜線計算實時的大氣背景光譜。
在一個實施方式中，所述在所述中間光譜中進行目標物質的特征提取，獲取所述目標物質的光譜特征的步驟包括：
確定目標物質的目標波段；
提取目標物質在目標波段內的特征，以得到所述目標物質的光譜特征。
在一個實施方式中，所述目標物質至少包括：CO2及SO2。
在一個實施方式中，CO2的目標波段為900-1150cm-1；SO2的目標波段為1000-1250cm-1。
在一個實施方式中，所述待測船舶燃料含硫量的紅外光譜模型為：
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