【技术大神】空气湿度对MLX90614红外传感器测量精度的影响
采用基于MLX90614的植物叶片温度测量系统对植物叶片进行测温的时候，会有很多因素使测量结果产生误差。在功能硬件模块设计方面，传感器和分立元件造成的误差是不可避免的。通常只能通过比较选择精度更高、功能更稳定的传感器实现，以减小系统的测量误差。另外，一些环境因素，比如大气环境也能够对MLX90614测量产生影响。
具体来讲红外传感器在测量目标温度时，会受大气吸收散射的影响。究其原因，目标发出的辐射功率进入红外测温传感器之前，一部分会被空气中某些气体成分吸收，一部分会被大气中的悬浮粒子散射，使辐射功率在传输过程中衰减从而影响测量精度。在近距离测量时，大气的吸收和散射作用相对较小，但测量影响依然不可避免。大气含有多种成分，如水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、臭氧等，这些都会对辐射选择性的吸收，其中水蒸气和二氧化碳的吸收作用最大，二氧化碳对2.7um、4.3um和15um波段有较强的吸收带。
MLX90614集成了光学滤波器，可透波段为5.5-14um，可截断可见光和近红外的辐射，避开二氧化碳的吸收波段。另外，在测量植物叶片时，还要注意叶片上是否有露水，当应用环境湿度过大时，需了解空气湿度湿度对MLX90614的影响。因此，笔者就空气湿度对MLX90614的影响进行了实验研究。
本实验将红外温传感器和黑体置于步入式温湿度实验箱LTH-24P-C（温度：-40-80℃，精度：±2℃，湿度：30% - 95%，精度：±5%）（图1），设置环境温度为20℃，相对湿度从30%开始，以10%为间隔，逐步增加到90%。采用设计的植物叶片温度测量系统对目标温度进行测量存储，目标物体为ISOTECH982黑体（英国爱松特公司），黑体的温度范围为-10-80℃，腔体直径为50mm，发射率为0.995，稳定性达到了0.1℃，显示分辨率为0.01℃，目标温度设定为25℃。
图1：步入式温湿度实验箱
用红外传感器MLX90614 DCI测量黑体温度，测量距离设为10cm，测量时将传感器对准黑体腔体的中心，使黑体腔体完全覆盖传感器的视场，读取八次读数，取平均值，记录数据。表1为不同湿度下红外测温值。
表1：环境的相对湿度对红外测温影响实验数据
由表1测量数据可知，随着室内湿度的增加，红外测温传感器的测量平均值为25℃左右，与黑体设定的温度相差±0.1℃，由此可见环境中的相对湿度对本系统的红外测温结果影响较小。其原因是MLX90614传感器集成了光学滤波器可过滤掉更多水蒸气能吸收的红外光谱，只要在检测过程中探头不结露就可以保证传感器测量精度。
作者：都市馨农民
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薛雨 Lv8. 研究员 2020-06-15学习了 -
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大风起兮 Lv8. 研究员 2019-10-26学习了 -
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sir Lv6. 高级专家 2019-03-18学习了 -
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用户14036625 Lv2. 工程师 2017-12-01原来如此 -
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Tonyxing Lv8. 研究员 2017-11-29赞一个
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MELEXIS Non-contact temperature sensor选型表
非接触式温度传感器,Operating temp:-20°C to 85°C,-40°C to 85°C,-40°C to 125°C;Object temp:-20°C to 100°C,-20°C to 200°C,-40°C to 300°C,-70°C to 380°C
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产品型号
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品类
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Type
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Operating temp（℃）
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Object temp（℃）
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Factory calibrated accuracy
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Supply Voltage（V）
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Supply current（mA）
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Sleep current（μA）
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Package
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Dimensions (mm)height
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Dimensions (mm)diameter
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Field of View（°）
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Output Type
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portfolio
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MLX90614KSF-AAA-000
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Non-contact temperature sensor
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Single pixel
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-40 to 125
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-70 to 380
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standard
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4.5-5.5
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<2
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<6
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TO-39
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4.1
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9.1
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90
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SMBus or PWM
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standard accuracy temperature detector
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选型表 - MELEXIS 立即选型
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