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基于近红外光谱的船舶含油污水检测技术研究
| 论文题名： | 基于近红外光谱的船舶含油污水检测技术研究 |
| 关键词： | 船舶含油污水;浓度检测;近红外光谱;高斯拟合 |
| 摘要： | 随着我国推进海洋强国和“海上丝绸之路”等国家战略方针，航运业进一步得到发展，同时也增加了由于船舶排放所引起的海洋污染事故的风险。船舶含油污水作为海洋污染的一个重要污染源，船舶含油污水浓度的准确检测，对船舶污水合理排放、航运安全保障与海洋生态环境保护等具有十分重要的意义。 近红外光谱检测技术作为一种非接触式传感技术，克服了含油污水浓度检测中采样复杂和响应周期方面的难题，并且随着近红外光谱探测器小型化和精细化的发展，能够实现含油污水浓度的高效无损检测。但由于船舶含油污水来源多，浓度范围大，船舶含油污水浓度检测存在较大的困难，并且现有的检测设备也存在测量误差大、设备复杂和易损坏等缺点。针对以上问题，本论文基于近红外光谱技术开展船舶含油污水浓度检测方法的研究，建立含油污水浓度与近红外光谱强度关系，构建一种高效准确的船舶含油污水浓度检测的技术方法。利用近红外光谱分析技术的特点，以不同油种在不同浓度下的含油污水作为研究对象，进行了含油污水近红外光谱获取与分析的实验研究，主要内容如下： （1）根据目前国际上船舶含油污水排放要求，选择典型油种和设置含油污水浓度梯度，以可调氙灯光源和近红外光谱仪作为实验装置，设计不同浓度含油污水近红外光谱获取实验，获得不同浓度含油污水的初始数据。 （2）针对近红外光谱数据图谱重叠问题，提出一种基于数据归一化的近红外光谱数据预处理方法，并对不同浓度含油污水的近红外光谱数据进行特征波段选取。 （3）利用高斯拟合算法对不同浓度含油污水的光谱数据进行拟合，建立了基于近红外光谱数据的含油污水浓度反演函数，并采用实验数据进行对比验证，且相关系数R2值均达到0.95以上，证实了浓度检测方法的可行性和准确性，为船舶含油污水浓度检测提供了技术方法。 |
| 作者： | 徐明斐 |
| 专业： | 航海科学与技术 |
| 导师： | 刘大刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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