(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211315548.6 (22)申请日 2022.10.26 (71)申请人 杭州泽天春来科技有限公司 地址 310053 浙江省杭州市滨江区浦沿街 道至仁街2 2号1幢3楼3 01室 (72)发明人 邱梦春　唐怀武　周城　胡永淦　 于志伟　梁大荣　陆生忠　刘鹏　 于俊库　 (74)专利代理 机构 杭州钤韬知识产权代理事务 所(普通合伙) 33329 专利代理师 赵杰香 (51)Int.Cl. G01N 21/25(2006.01) G01N 1/34(2006.01) G01N 1/42(2006.01)G05B 13/04(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 尾气分析装置及方法 (57)摘要 本申请是关于一种尾气分析装置及方法。 包 括： 采样泵实时采集船舶尾气， 船舶尾气进入预 处理单元进行预处理， 将船舶尾气中的颗粒物、 有机物除掉， 并对船舶尾气进行水处理； 温湿度 传感器实时检测经过预处理的船舶尾气的温度 和湿度， 观 察温湿度传感器实时检测到的温度和 湿度是否达到预处理标准， 若达到标准， 则船舶 尾气进入气体分析单元； 若没达到处理标准， 则 船舶尾气通过PID控制单元再次进行预处理， 直 至船舶尾气温度和湿度达标后， 船舶尾气进入气 体分析单元进行气体分析， 最后计算出燃油的硫 含量。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 115372285 A 2022.11.22 CN 115372285 A 1.一种尾气分析装置， 包括： 采样泵， 用于采集船舶尾气； 气体分析 单元， 用于对所述船舶尾气进行分析； 其特征在于， 所述尾气分析装置还 包括： 预处理单元， 用于控制所述船舶尾气的温度和湿度； 温湿度传感单 元， 用于检测经 过所述预处 理单元处理后的船舶尾气的温度和湿度； 控制单元， 当所述温湿度传感单元检测到经过所述预处理单元处理后的船舶尾气的温 度大于温度预设阈值和/或船舶尾气的湿度大于湿度预设阈值时， 所述控制单元通过模糊 自适应PID算法控制所述预 处理单元的进气流量和/或制冷功 率， 使得所述预 处理单元 处理 后的船舶尾气的温度低于所述温度预设阈值且湿度低于所述湿度预设阈值； 当所述船舶尾气的温度低于所述温度 预设阈值且湿度低于所述湿度预设阈值 时， 所述 气体分析 单元对所述船舶尾气进行分析。 2.根据权利要求1所述的尾气分析装置， 其特征在于， 所述气体分析单元为高温伴热的 光谱分析模块， 采用光谱法测量船舶尾气中的SO2和CO2的浓度。 3.根据权利要求2所述的尾气分析装置， 其特征在于， 所述船舶尾气中的各个种类气体 浓度通过如下公式计算获得： 其中， V表示实时信 号， V0表示零气信 号， B(Q， T)  表示流量和温度补偿矩阵， k表示标定 系数， 表示任一种类型的气体浓度。 4.根据权利要求3所述的尾气分析装置， 其特征在于， 所述控制单元通过如下公式计算 获得燃油的含 硫量： 式中， m(s)表示燃油中所含硫的质量， m(fuel)表示燃油中燃料的质量， 表示船舶 尾气中实际含有的SO2的浓度， 表示空气中本身含有的SO2的浓度， 表示船舶尾气中实际含有的CO2的浓度， 表示空气中本身含 有的CO2的浓度。 5.根据权利要求1所述的尾气分析装置， 其特 征在于， 所述预处 理单元包括 颗粒物处 理模块， 用于处 理所述采样烟气中的颗粒物； 有机物处 理模块， 用于处 理所述采样烟气中的有机物； 水处理模块， 用于控制所述船舶尾气的温度和湿度， 所述水处理模块为变频压缩机或 半导体制冷器。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115372285 A 26.根据权利要求5所述的尾气分析装置， 其特征在于， 所述控制单元通过模糊自适应 PID算法控制所述水处 理模块的进气流 量和所述水处 理模块的制冷功率； 所述控制单 元包括： 接收模块， 所述接收模块用于接收所述温湿度传感单元实时检测获得的船舶尾气的温 度和湿度； 数据处理模块， 用于设定模糊PID自适应控制的设定温度和湿度， 并采用卡尔曼滤波算 法对模糊PID自适应控制的设定温度和湿度、 与温度传感器和湿度传感器的实时测量值进 行融合， 获取阶段性目标温度和阶段性目标湿度； 所述数据处理模块根据阶段性目标温度和设定温度， 阶段性目标湿度和设定湿度， 分 别计算温度误差和湿度误差的变化率， 并将温度误差变化率和湿度误差变化率作为模糊输 入量， 采用模糊PID自适应控制方法得到所述水处理模块的制冷功率的调节量和所述水处 理模块的进气流量的调节量， 并根据模糊 控制规则， 自动调节所述水处理模块的制冷功率 PID控制参数和所述水处 理模块的进气流 量PID控制参数。 7.根据权利要求6所述的尾气分析装置， 其特征在于， 当所述水处理模块为所述变频压 缩机时， 所述控制单元通过控制所述变频压缩机的风机电压和排气流量来控制所述水 处理 模块的制冷功率和所述水处 理模块的进气流 量； 所述变频压缩机的风机电压表示如下： 排气流量的调节量由下式表示： 式中， 、 、 、 为权重因子， 表示第 次的温度误差， 表示第 次的湿度 误差， 为风机电压的PID比例调节系数， 为风机电压的PID积分调节系数， 为风机电 压的PID微分调节系数， 为排气流量的调 节量的PID比例调节系数， 为排气流量的调 节量的PID积分调节系数， 为排气流量的调节量的PID微分调节系数。 8.根据权利要求7所述的尾气分析装置， 其特征在于， 所述水处理模块的制冷功率PID 控制参数通过如下公式实时优化获得： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115372285 A 3