[发明专利]基于红外光谱测量船舶燃料含硫量的方法及装置

说明书

本发明提供一种基于红外光谱测量船舶燃料含硫量的方法及装置，所述方法包括步骤：利用光谱仪跟踪待测船舶，获取实测光谱，所述实测光谱至少包括：待测船舶的排放气体的光谱、大气背景的光谱；获取实时的大气背景的光谱；在所述实测光谱中去除所述实时的大气背景的光谱，得到中间光谱；在所述中间光谱中进行目标物质的特征提取，获取所述目标物质的光谱特征，并计算所述目标物质的浓度程长积值；以所述目标物质的浓度程长积值为依据，得到待测船舶燃料含硫量。所述装置用于实现所述方法。本发明可改善现有技术中无法跟踪具体船只或者即使发现SO₂明显增加也无法确认哪艘船排放超标的问题。

技术领域

本发明涉及船舶燃料含硫量的测量领域，具体涉及一种基于红外光谱测量船舶燃料含硫量的方法及装置。

背景技术

船舶在航运过程中排放大量氮氧化物和硫化物等有害气体，会对沿海城市环境和人体健康造成严重危害。由于船舶排放污染物与其燃料质量密切相关，所以我国以及欧盟等国际组织针对各自领域的工业发展水平对船舶燃料含硫量的上限制定了相关法规。

目前对于船舶燃料含硫量主要以文书检查、抽油检测为主，这种方式不仅需要船舶靠港配合而且耗时耗力，无法对航行中船舶检测。目前国内外都开展了基于船舶尾气的燃料含硫量检测技术研究，例如利用岸边定点监测站、或者用无人机直接检测烟气，这些方法要么操作风险高，要么不能跟踪到具体船只，即使发现SO₂明显增加，也无法确认哪艘船排放超标。

发明内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本发明提供一种基于红外光谱测量船舶燃料含硫量的方法及装置，旨在解决现有技术中无法跟踪具体船只或者即使发现SO₂明显增加也无法确认哪艘船排放超标的问题。

为实现上述及其他目的，本发明提供一种基于红外光谱测量船舶燃料含硫量的方法，包括步骤：

利用光谱仪跟踪待测船舶，获取实测光谱，所述实测光谱至少包括：待测船舶的排放气体的光谱、大气背景的光谱；

获取实时的大气背景的光谱；

在所述实测光谱中去除所述实时的大气背景的光谱，得到中间光谱；

在所述中间光谱中进行目标物质的特征提取，获取所述目标物质的光谱特征，并计算所述目标物质的浓度程长积值；

以所述目标物质的浓度程长积值为依据，得到待测船舶燃料含硫量。

在一个实施方式中，在利用光谱仪跟踪待测船舶的步骤之前还包括：

获取待测船舶燃料含硫量的红外光谱模型。

在一个实施方式中，所述获取实时的大气背景的光谱包括步骤：

获取温度、湿度廓线数据，并以所述温度、湿度廓线数据为依据，得到大气谱线；

根据光谱仪线型函数及所述大气谱线计算实时的大气背景光谱。

在一个实施方式中，所述在所述中间光谱中进行目标物质的特征提取，获取所述目标物质的光谱特征的步骤包括：

确定目标物质的目标波段；

提取目标物质在目标波段内的特征，以得到所述目标物质的光谱特征。

在一个实施方式中，所述目标物质至少包括：CO₂及SO₂。

在一个实施方式中，CO₂的目标波段为900-1150cm^-1；SO₂的目标波段为1000-1250cm^-1。

在一个实施方式中，所述待测船舶燃料含硫量的红外光谱模型为：