Para sistemas tradicionais de espectroscopia de absorção a laser de diodo sintonizável (TDLAS), cuja velocidade de processamento é dificultada pela complexidade do ajuste espectral e algoritmos de inversão numérica, tornando difícil atender às necessidades de medição de combustão transitória em motores na escala de milissegundos, foi proposto e desenvolvido um sistema de processamento espectral de hardware rápido baseado em amplificação logarítmica. A pesquisa abrangeu o projeto geral do sistema, o projeto do circuito automático de subtração de radiação de fundo, o projeto do circuito de amplificação logarítmica, a correção de algoritmos e a arquitetura de processamento de dados em tempo real. O sistema introduz na interface analógica um circuito automático de subtração de radiação de fundo de design próprio e um circuito amplificador diferencial logarítmico baseado no chip LOG114, que fornece diretamente um sinal de tensão proporcional à absorbância; a parte digital utiliza um FPGA (Field Programmable Gate Array) para coleta de dados em alta velocidade e integração da absorbância, enquanto o microcontrolador realiza a inversão de temperatura. Os resultados experimentais mostraram que, na frequência de varredura de 100 kHz, o sistema pode realizar a subtração estável da radiação de fundo, e o tempo de cálculo da temperatura única é de aproximadamente 2,5 ms. O sistema pode realizar medições rápidas de campo de fluxo em alta temperatura na escala de milissegundos e tem potencial para capturar as variações de combustão transitória do motor.

TDLAS;campo de combustão;resposta de alta frequência;amplificação logarítmica diferencial;subtração de radiação de fundo;medição rápida