【技术大神】MLX传感器应用有感：浅谈如何更高效进行温度测量

时间： 2019-07-30 来源：技术大神活动文章

技术问答

温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度对于医疗行业有很重要的意义，它不仅是医疗诊断一个重要的临床参数，还可以为治疗手段提供一个依据。所以温度控制和温度测量就是医疗乃至大健康产业的一个关键因素。

医疗行业的温度（临床），又有其特殊性。一是测量范围：对于37.5±5°C，医疗行业对于精度要求很高；二是测量时间：响应时间要尽可能的快；三是测量方式：因为无菌等要求，所以需要采用非接触式测量。

目前国内过量输注现象比较严重，基于当下国内医疗水平，这个问题很难从源头来解决。我们的一个恒温智能输注泵项目，可从侧面解决部分大输液问题。该恒温智能输液泵需要解决的一个问题就是大输液带来的低温效应乃至低温症问题。首先对输液流体（含药品）进行温度控制。原始温度在室温乃至4°C左右的流体，通过我们的输注泵及其配套输液器，保障其在37.5°C左右输注进人体。那么温度控制和温度测量就是一个核心难点了。

首先看下测量温度选择：1常规的测温系统；2红外测量系统。

常规的测温系统PT100/1000系统，是热传导模式。该系统有安装困难，并且发现有污染药液的可能性，因此我们放弃了这套方案。

我们更多把注意力集中在了红外测量系统上。在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm 的红外线。红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的，简言之就是：任何物体都有热红外辐射。

项目伊始，我们选择了台湾一家厂商的红外温度传感器产品，但技术支持很不给力，而且产品是输出微弱电压信号，对于输入电压，信号链路要求非常高。最后虽然我们的样品可以实现项目要求的功能，但在工程应用中，还是有一些问题一直困扰着我们，主要是：

1）：安装复杂。由于该传感器采用单点采集温度模式，而我们的接触面积是小于直径3mm的圆，所以对精度要求很常高。

2）：后端电路纤细，对我们外部环境要求高，电磁环境要求也很苛刻。

在我们计划优化项目时，偶尔一次和世强的张工沟通了解到MELEXIS 的 MLX FIR系列红外温度传感器产品，当时就有相见恨晚的感觉。

MLX FIR的结构图如下：

MLX FIR系列红外温度传感器集成了内部处理电路，还可输出标准数字信号，因此大大降低了我们的工程难度。而且这款传感器中位值36°C，很好的满足了我们医疗的应用范围，因此我们觉得这款产品是我们优化较佳的选择。于是我们和世强FAE及Melexis FAE积极沟通，得到了印证，很快确定了MLX90614这款产品型号并且发现该产品在满足了我们技术要求的同时还满足了我们的成本要求。

当然MLX FIR系列红外温度传感器还有很好的温度测量技术，也使我们的优化方案更锦上添花：
1）：面测量技术

2）：体温测量精度可达±0.2°C（医疗应用）
3）：FOV、黑体等方面专业的技术支持

根据实际应用情况和FAE沟通，项目中应用的MLX90614我们选择了5° FOV的，其窄角度解决了项目的安装问题。视角对面，我们涂装了黑体，避免了外部干扰。而且MLX90614芯片通过SMBus通信，解决了干扰问题。电路图如下：

通过这个项目的应用，我们对于MLX FIR系列特别是MLX90614在医疗行业应用，有了较大的信心。期待下一次针对医疗行业的定制化的温度传感器应用成功。最后附上我们的产品图。

作者：Robert Liu（力邦联盟）

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全部评论（5）

用户33876284 Lv3. 高级工程师 2018-10-25

直接数字输出的是最终温度吗?是否需校准呢？
terrydl Lv9. 科学家 2018-04-12

学习了
前程 Lv3. 高级工程师 2017-11-18

直接出数字信号，第一次见过，我们公司也有做红外温枪，用的是国外一家公司的芯片，主要问题是，温枪从一个温度环境到另外一个温度环境时，测量不准，下次看看这家的芯片，
用户_1943 Lv3. 高级工程师 2016-10-09

好东西，
serena Lv7. 资深专家 2016-10-09

将产品说得很清楚，不错。

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数据手册 - MELEXIS - Rev 004 - 2008年07月30日 PDF 中文下载

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Melexis（迈来芯）红外温度传感器介绍及技术指导

描述- 本资料主要描述了MLX红外温度传感器的工作原理、产品介绍及应用、设计问题及相关资料指引

型号- MLX90632SLD-BCB-000-RE,MLX90614DCC,MLX90614ESF-DCI,EVB90640,EVB90641,MLX90614ESF-DCC-000,MLX90614,MLX90615,MLX9064X,SGM2036-3.0,MLX90614ESF-DCI-000,MLX90615SSG-DAG-000,MLX90614ESF-ACC-000,MLX90640,ZTP-148,MLX90641,EVB90640-41,SGM2036,MLX90632,TS305

商品及供应商介绍 - MELEXIS - 2020年2月14日 PDF 英文下载