因启动迅速、经济性好、可靠性高等优点,柴油机自问世以来,便在海运的动力装置中占据主导地位。随着船舶行业的不断发展,船舶排放污染物在大气污染问题中占比逐年上升,NO_X作为船舶排放污染物中对环境危害性最大的组分,一直受到广泛的关注。为减少船舶造成的空气污染,各类法规对船用柴油机NO_X排放量的要求日益苛刻,同时对船舶柴油机NO_X组分检测技术的精度、动态响应特性及系统机动性都提出了极高的要求。传统测试仪器体积庞大、测试过程繁琐、机动性差等特点无法满足船舶运营过程中的排放实时监测的要求。针对上述问题,本论文开展TDLAS技术在柴油机排放NO_X浓度测试中的应用研究,旨在实现NO_X排放浓度的实时在线监测。首先分析现有船用柴油机排放测试技术存在的问题,论证TDLAS技术用于船用柴油机排放在线监测的可行性。开展光谱吸收技术机理研究,结合船用柴油机排放的实际特点,综合考虑环境对测试结果的影响;根据环境参数波动的特点,提出相应的修正方法。然后在Simulink中搭建了基于TDLAS技术的船用柴油机排放组分的直接测量法和谐波测量法浓度测量模型。选取NO为目标气体进行仿真分析,模拟了温度、压强、调制信号等参数对浓度测量的影响,仿真的结果对TDLAS的实测系统开发有一定的参考价值。最后,设计了基于TDLAS技术的船用柴油机排放组分测量系统。分别采用直接测量法和谐波测量法在YC6K420LN-C31型双燃料船用发动机上开展实验研究,并与AVL公司的排放分析仪进行对比分析,获得了较好的实验结果。通过本文开展的工作,证实了基于TDLAS技术的船用排放污染物测试技术能够满足精度高、实时性好、响应速度快、多组分测量等要求,可为船舶柴油机的故障诊断、智能控制提供有力支撑。