一种船舶废气排放智能溯源装置的制作方法

本实用新型涉及废气检测装置领域，具体是一种船舶废气排放智能溯源装置。

背景技术：

半个世纪以来，海上交通日益繁忙，同时全球船舶的废气排放量也迅速上升。我国交通运输部于2015年末设立了珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶大气污染物排放控制区，进而控制船舶硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放。

在现有技术中，对船舶废气排放的检测通常是在港口码头区安装固定的废气收集装置，然后对采用废气分析设备对收集的废气成分进行分析，以判断相关区域内船舶废气对环境的污染情况。

然而，现有技术对船舶废气的分析结果只能判断一定范围内船舶废气对环境的影响，具有较大的局限性，要想准确的获取大范围内（比如深圳辖区）的船舶废气信息，只能通过加大废气收集装置的安装密度，这样一来，建设成本太大，不利于普及。

技术实现要素：

为解决现有技术中对船舶废气分析的局限性和设备建设成本过大的问题，本实用新型提供一种船舶废气排放智能溯源装置，该装置体积较小，便于移动，通过不断的变换收集位置以获取较大范围内的船舶废气数据，以解决现有技术中设备成本过大的问题。

本实用新型的具体方案为：一种船舶废气排放智能溯源系统，包括废气分析装置、云平台和应用平台，所述废气分析装置将收集和分析的数据上传至云平台，云平台将废气分析装置上传的数据进行储存并供应用平台调用，所述应用平台还可以将控制命令发至云平台，云平台再将控制命令转发至废气分析装置，从而现实应用平台对废气分析装置的远程控制；

所述废气分析装置具有箱体，在箱体的顶部安装有微型气象站，在箱体的内部安装有进风管理单元、废气分析与处理单元、船舶自动识别装置、电源、空调装置、主控单元和通讯模块，所述主控单元分别与进风管理单元、废气分析与处理单元、船舶自动识别装置、空调装置、微型气象站、通讯模块通讯连接，所述电源与主控单元连接。

本实用新型所述的进风管理单元具有伸出至箱体外的可伸缩式进风管，可伸缩式进风管的底部连通有引风机，引风机的出风端通过主管道连接有分风机，所述主管道内安装有除盐除湿与温度控制装置，用于去除废气中的盐分和水分以及控制废气温度；

所述废气分析与处理单元包括氮氧化合物分析模块、二氧化硫分析模块和二氧化碳分析模块，所述分风机的出风口分接有三个支管道，分别与氮氧化合物分析模块、二氧化硫分析模块和二氧化碳分析模块连接，所述箱体的底部还设有出风管道，三个支管道与出风管道连通。

本实用新型所述的船舶自动识别装置用于实时收集船舶航行信息，所述船舶航行信息包括船舶静态信息和船舶动态信息，其中船舶静态信息包括船名、船舶识别号、船舶尺寸、船舶吨位、船舶主机信息；船舶动态信息包括航速、航向、船位信息；所述微型气象站用于实时获取船舶周围的气象信息，所述气象信息包括船舶周围风向、风速、气压、气温、湿度。

本实用新型所述的通讯模块采用4G通讯模块，所述废气分析装置与云平台之间采用4G网络进行无线通讯。

本实用新型所述的箱体底部安装有若干个具有自锁功能的万向轮。

本实用新型具备的优势在于：

1、将废气分析装置集成在可移动式的箱体内，可根据废气检测需求，在任意地点、任意时间对船舶排放的废气进行现场检测，提高了对船舶排放废气的检测准确性和灵活性，同时还大大降低了检测成本。

2、在废气分析装置中加入船舶自动识别装置，在收集船舶排放废气的同时，对废气排放的船舶进行身份识别，特别是针对单船航行的水域，可直接对检测到的船舶废气进行溯源分析，针对性更强，也更有利于船舶的管理和责任的追查。

3、所有的船舶排放废气数据最终都会上传至云平台，应用平台的用户通过调用云平台中存储的数据，对船舶排放废气数据实施进一步深入计算和分析，其分析结果可用于科学研究和为相关管理部门提供决策辅助信息，提高决策水平，改善水上交通环境。

附图说明

图1为本实用新型信息传输示意图；

图2为本实用新型中废气分析装置结构示意图。

图中：1-废气分析装置，2-云平台，3-应用平台，4-箱体，5-微型气象站，6-船舶自动识别装置，7-电源，8-空调装置，9-主控单元，10-通讯模块，11-进风管，12-引风机，13-主管道，14-分风机，15-除盐除湿与温度控制装置，16-支管道，17-氮氧化合物分析模块，18-二氧化硫分析模块，19-二氧化碳分析模块，20-出风管道。

具体实施方式

本实施例中，一种船舶废气排放智能溯源系统，包括废气分析装置1、云平台2和应用平台3，废气分析装置1将收集和分析的数据上传至云平台2，云平台2将废气分析装置1上传的数据进行储存并供应用平台3调用，此外，应用平台3还可以将控制命令发至云平台2，云平台2再将控制命令转发至废气分析装置1，从而现实应用平台3对废气分析装置1的远程控制；

本实施例中，废气分析装置1、云平台2和应用平台3三者之间的通讯关系为：废气分析装置1与云平台2采用4G网络进行双向通讯，云平台2采用4G网络（也可用3G网络或者有线宽带）与应用平台3进行双向通讯。

本实施例中，云平台采用云服务器 ECS（Elastic Compute Service），该服务器是一种弹性可伸缩的计算服务器，可有效提升运维效率，降低IT成本；应用平台采用“智慧海事监管平台”，该平台具有船舶交通流计算、区域船舶交通流统计、船舶废气排放监测和船舶异常行为检测等功能。

本实施例中，废气分析装置1具有箱体4，为便于使用过程中的移动，箱体4的底部对称安装有四个具有自锁功能的万向轮（未画出），在箱体4的顶部安装有微型气象站5，在箱体4的内部安装有进风管理单元、废气分析与处理单元、船舶自动识别装置6、电源7、空调装置8、主控单元9和通讯模块10；

本实施例中，主控单元9通过串口分别与进风管理单元、废气分析与处理单元、船舶自动识别装置6、空调装置8、微型气象站5、通讯模块10通讯连接；同时，电源7通过主控单元对进风管理单元、废气分析与处理单元、船舶自动识别装置6、空调装置8、微型气象站5对通讯模块10进行供电，各部件的功能和参数如下：

本实施例中，主控单元9负责对其他各模块部件进行控制、协调和相关的逻辑运算，其型号选用STM32F103RCT6，它是一种32位ARM微控制器，拥有五个UART/USART串口、两个I2C接口、一个RS485串口、一个CAN接口、USB和开发电源接口以及SD/MMC卡座，如果里面部件有需要，可以加装接口转换器；

本实施例中，进风管理单元具有伸出至箱体外的可伸缩式进风管11，通过调整进风管11的进风口高度，获取对应高度的船舶排放废气，该可伸缩式进风管11的底部连通有引风机12，引风机12的出风端通过主管道13连接有分风机14，所述主管道13内安装有除盐除湿与温度控制装置15，用于去除废气中的盐分和水分以及控制废气温度；

本实施例中，引风机12采用六寸斜流管道抽风机，其型号为6寸-150P，其功率为48-54W，风压为240-300pa，风量为410-540立方米每小时，转速为1850-2550转每分钟；分风机14采用引风机12改装而成，即将引风机12的出风口改造为三个直径相同的支管道16，分别与废气分析与处理单元的不同部位连通；引风机12与分风机14串联，共同与主控单元9的其中一个UART串口连接，以控制引风机12和分风机14的工作启停状态和转速大小；

本实施例中，废气分析与处理单元包括氮氧化合物分析模块17、二氧化硫分析模块18和二氧化碳分析模块19，分别与分风机14的三个支管道16对应连接，氮氧化合物分析模块17、二氧化硫分析模块18和二氧化碳分析模块19串联，共同与主控单元9的其中一个I2C串口连接，其中：

氮氧化合物分析模块17采用氮氧化物气体检测仪，型号为XLA-BX-NOX的，该检测仪的检测方式采用泵吸式或者扩散式进行检测，检测范围为每立方米50-5000毫克，分辨率为每立方米0.01毫克至每立方米0.1毫克；

二氧化硫分析模块18采用二氧化硫气体分析与检测仪，型号为AS8805，其测量范围为0-20PPM，分辨率为0.1ppm；

二氧化碳分析模块19采用二氧化硫气体分析与检测仪，型号为AS8403，其测量范围为350-9999PPM，分辨率为5ppm；

本实施例中，箱体4的底部还设有出风管道20，三个支管道16与出风管道20连通，即废气分析与处理单元对废气分析完毕后，将废气从箱底部排出，以便不对后续船舶废气分析造成“噪声”影响；

本实施例中，船舶自动识别装置6采用船用AIS接收机，其型号为RS35 VHF/AIS，与主控单元9的其中一个UART串口连接；船舶自动识别装置6用于实时收集船舶航行信息，所述船舶航行信息包括船舶静态信息和船舶动态信息，其中船舶静态信息包括船名、船舶识别号、船舶尺寸、船舶吨位、船舶主机信息；船舶动态信息包括航速、航向、船位信息；

本实施例中，微型气象站5的型号为WS400-UMB，与主控单元的其中一个UART串口连接；微型气象站5用于实时获取船舶周围的气象信息，所述气象信息包括船舶周围风向、风速、气压、气温、湿度；

本实施例中，空调模块8采用维嘉隆三代微型空调，与主控单元9的一个UART串口连接，该空调模块8为箱体内的温度进行调节，以使得箱体4内的温度保持在各部件正常工作温度范围内；

本实施例中，电源7采用UPS电源，与主控单元9的一个UART串口连接，为废气分析装置1中各部件提供稳定持续的电能。

本实施例中，废气分析装置1的箱体4采用型号为6063-T5的铝合金材质制成，该材质具有密度小、强度高、耐蚀性好、易加工和材料成本相对较低等优势。