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申请/专利权人：上海船舶运输科学研究所有限公司;大连海事大学

摘要：本发明提供了一种基于多通道红外遥感的船舶尾气CO2浓度监测方法及系统，先在距离船舶烟囱一定距离处架设红外相机，并获取红外相机中多个光谱通道的中心波长，根据二氧化碳气体的吸收截面谱线获取每个光谱通道下的二氧化碳吸收截面，然后采用特定的判断方法选出中心波长距离相近、且二氧化碳吸收截面有明显差异的第一光谱通道和第二光谱通道，最后基于朗伯比尔定律构建第一关系式，并采用系列逻辑的公式变换方法构建出最终关系式，进而计算得到船舶尾气中的二氧化碳浓度，消除了光路干扰对计算结果的影响，从而提高了船舶尾气二氧化碳浓度定量检测的准确率。

主权项：1.一种基于多通道红外遥感的船舶尾气CO2浓度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：波长及吸收截面获取步骤：在距离船舶烟囱一定距离处架设红外相机，并获取烟囱直径以及红外相机中多个光谱通道的中心波长，根据二氧化碳气体的吸收截面谱线获取每个光谱通道下的二氧化碳吸收截面；双通道判断步骤：依次逐对将相邻两个中心波长的差值分别与预设波长阈值进行比对，将差值小于预设波长阈值的各对中心波长保留，再将保留的各对中心波长对应的光谱通道下的二氧化碳吸收截面的差值分别与预设吸收截面阈值进行比较，将差值大于预设吸收截面阈值且差值最大的某对中心波长保留，并将该对中心波长对应的光谱通道作为第一光谱通道和第二光谱通道；像素辐射强度获取步骤：在某一时刻下红外相机分别采用第一光谱通道和第二光谱通道对船舶烟囱出口处的船舶尾气羽流进行拍摄，分别得到第一红外遥感图像和第二红外遥感图像，并从第一红外遥感图像和第二红外遥感图像中分别提取出烟囱中心像素点处的辐射强度，作为第一辐射强度和第二辐射强度；红外辐射强度计算步骤：使用已知辐射强度的至少两个基准点对红外相机测量的辐射强度进行标定，根据标定后的辐射强度和基准点的辐射强度，并采用线性拟合方法建立两者之间的定量关系式，根据第一辐射强度和定量关系式计算出第一光谱通道的红外辐射强度，并根据第二辐射强度和定量关系式计算出第二光谱通道的红外辐射强度；二氧化碳浓度计算步骤：基于朗伯比尔定律构建反应红外辐射强度与二氧化碳气体浓度的第一关系式，并在第一关系式中加入光路干扰因素的动态变量来构建第二关系式，将第一光谱通道的中心波长代入第二关系式计算得到第三关系式，并将第二光谱通道的中心波长代入第二关系式计算得到第四关系式，综合第三关系式和第四关系式计算得到第五关系式，再对两光谱通道的中心波长的距离采用近似方法对第五关系式进行近似处理，得到最终反应船舶尾气中的二氧化碳浓度的第六关系式；将第一光谱通道和第二光谱通道的红外辐射强度、烟囱直径、以及第一光谱通道和第二光谱通道下的二氧化碳吸收截面作为输入，根据第六关系式计算得到船舶尾气中的二氧化碳浓度。

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