Предложена и разработана система быстропроизводительной спектральной обработки на основе логарифмического усиления для традиционных систем спектроскопии поглощения лазера на настраиваемом диоде (TDLAS), у которых из-за сложного подгона спектра и численных обратных алгоритмов скорость обработки не удовлетворяет требованиям миллисекундных измерений переходного сгорания двигателя. В работе изучены общий дизайн системы, схема автоматического вычитания фонового излучения, схема логарифмического усиления, коррекция алгоритмов и архитектура обработки данных в реальном времени. В аналоговой части введена самостоятельно разработанная схема автоматического вычитания фонового излучения и логарифмический дифференциальный усилитель на базе микросхемы LOG114, которые напрямую выдают напряжение, пропорциональное оптической плотности; цифровая часть использует ПЛИС (FPGA) для высокоскоростного сбора данных и интегрирования оптической плотности, а микроконтроллер выполняет температурное обращение. Экспериментальные результаты показали, что при частоте сканирования 100 кГц система обеспечивает стабильное вычитание фонового излучения, а время вычисления температуры за один цикл составляет около 2.5 мс. Система может реализовать быстрые миллисекундные измерения высокотемпературных потоков, обладая потенциалом для захвата переходных изменений сгорания двигателя.

TDLAS;поле сгорания;высокочастотный отклик;логарифмический дифференциальный усилитель;вычитание фонового излучения;быстрое измерение