【应用】非接触式红外温度传感器，助力电磁炉温测更准确

时间： 2017-02-04 来源：世强作者：在路上

技术问答

【摘要】在电磁炉设计中，要求用于监测锅底面温度的传感器设计简单，测量温度的精确度高。对此本文对比分析了最佳测温方式，并且介绍了具有高精度，高分辨率且采用红外热电堆技术的MLX90614，分析了其在电磁炉温测中的工作状态及优势。

电磁炉的工作原理及组成部分
电磁炉灶因具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、节能环保、方便耐用等优势而迅速地进入了普通百姓家庭。其采用电磁感应加热的原理，利用高频电流（一种交变电流，家用电磁炉使用的是15～30KHZ的高频电流，由主控制器内部的定时器产生高频PWM波形，驱动IGBT的通断，产生高频脉冲电流）通过环形线圈，从而产生无数封闭磁场力，当磁场的磁力线通过导磁材料（如：铁质锅的底部），会产生无数小涡流。使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。下图1展示了电磁炉灶内部结构和组件。

图1：电磁炉灶内部结构和组件

图2是电磁炉更详细的组成框图，主要由主电路、辅助电源、人机界面（按键、温度和模式显示及蜂鸣器报警）、检测电路（包括主电路电压、电流检测、IGBT温度和锅底温度检测等）、主控制器以及功率驱动（隔离驱动、IGBT及风扇驱动）几部分组成。对于电磁炉系统，我们几乎可提供所有的器件，比如RENESAS的MCU、隔离驱动、IGBT；新电元的整流桥堆、快恢复及肖特基二极管；理光的DC/DC、 LDO；SILICON LABS的MCU、隔离放大器、隔离ADC；力特的FUSE、MOV、TVS；以及一些被动器件如电解电容、薄膜电容；甚至包括LAIRD的磁珠、共模扼流圈、电感及绝

缘导热材料等等。当然这些不是本文介绍的重点，就不一一展开了。

在此主要推荐的是可用于锅底面温度检测的MELEXIS的红外温度传感器。其应用在电磁炉上，安装的位置位于图2的红色椭圆框中。下面重点介绍一下该传感器及其应用于电磁炉上究竟有何优势。

图2：电磁炉详细组成框图

为什么非接触式红外测温方式使设计更简单？
众所周知，测量温度的方法很多，接触式的如热电阻、热电偶、半导体测温传感器以及非接触式的红外测温方式。在这里如果采用接触式的方式，由于陶瓷面板有一定的厚度且不能随便开孔将传感器引出与锅底面接触。因此采用非接触式的红外测温方式，按照图2的设计框图，只要开孔大小合适（开孔上方覆盖有不影响红外热能穿透的材料），设计起来更简单一些。

高精度！高分辨率！采用红外热电堆技术的MLX90614
MELEXIS的MLX90614采用红外热电堆技术，检测锅底因涡流效应产生的红外热辐射能量。其采用小体积的TO-39金属封装，内部集成可阻碍可见光和近红外光辐射的光学滤波器，在没有锅放在上面时，可检测环境背景温度，同时对环境光和日光中的红外分量有免疫能力。MLX90614内部集成有红外感应热电堆探测器芯片、低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信号处理单元，可实现高精度和高分辨率温度的测量。

MLX90614出厂校准（可保证测量的准确性和一致性）的温度范围为：环境温度-40˚C到125˚C，物体温度-70˚C到382.2˚C。这么宽的环境温度和物体温度测量范围，完全满足电磁炉锅底温度测量的需求。传感器测量的温度为视场里锅底面积上温度的平均值。MLX90614室温下的标准精度为±0.5ºC。有数字PWM和SMBus输出模式。直接转换为温度数据，可非常方便的与MCU进行接口。

MLX90614有5V和3V供电，单温区、双温区和带热梯度补偿及不同视角(FOV)的型号，可供选择。这里推荐为电磁炉推荐MLX90614E(K)SF-AAA/ACA/ACC这几个型号。型号命名规则如下：

结语：
将MELEXIS的红外温度传感器MLX90614应用在电磁炉上，不仅可设计降低设计的难度，提高温度测量的准确性；而且还可提高电磁炉的智能化水平，通过在程序中加入高温报警、过温保护，可防止用户因疏忽（如忘记关闭电磁炉、长时间外出锅内水烧干等）造成的安全隐患。另外，MLX90614还可应用于除电磁炉外的其他厨房电器上（如抽油烟机、燃气灶、电饭煲、热水器）以及其他需要非接触式温度测量的应用场合。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 2
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（2）

无所畏 Lv4 资深工程师 2018-10-10

开孔是需要在晶板上开孔吗？黑色晶板会影响红外线吗？
- 用户65435210_世强回复：请描下具体的应用，如果是使用Silicon Labs SI1153光传感器这种红外光接近检测的话，黑色对红外光有较大影响。
  查看全部1条回复
古月工 Lv8. 研究员 2017-12-19

请问可否做锅具发射率补偿，让MLX90614透过不开孔的陶瓷面板检测锅底温度吗？

没有更多评论了

【应用】IR温度传感器比接触式更适合配电柜过温、火花监测

Melexis提供的非接触式红外温度传感器整体方案，相对接触式NTC温度传感器，红外温度传感器不需要热传递，安装灵活，能实时测量到受测物体的温度，及环境温度。

新应用发布时间 : 2017-08-30

Melexis（迈来芯） MLX90614红外温度传感器数据手册（中文）

型号- MLX90614KSF-DCA,MLX90614ESF-CBA,MLX90614KSF-CAA,MLX90614KSF-DCB,MLX90614ESF-CBB,MLX90614ESF-CBC,MLX90614KSF-DCF,MLX90614KSF-CAB,MLX90614KSF-DCC,MLX90614KSF-CAC,MLX90614KSF-AAA-000-TU,MLX90614ESF-BBA-000-TU,MLX90614ESF-CBF,MLX90614KSF-DCA-000-TU,MLX90614ESF-BCI -000-TU,MLX90614,MLX90614ESF-ACA-000-TU,MLX90614ESF-DAA-000-TU,MLX90614KSF-CAF,MLX90614ESF-ACF-000-TU,MLX90614ESF-BAA,MLX90614ESF-CCB,MLX90614KSF-DBA,MLX90614ESF-BAB,MLX90614ESF-CCC,MLX90614ESF-BAC,MLX90614ESF-BAA-000-SP,MLX90614KSF-DBB,MLX90614KSF-DBC,MLX90614ESF-CCA,MLX90614ESF-CCF,MLX90614ESF-BAF,MLX90614ESF-DCH-000-SP,MLX90614KSF-DBF,MLX90614KSF-BAA,MLX90614KSF-CCB,MLX90614KSF-BAB,MLX90614KSF-CCC,MLX90614ESF-DBA,MLX90614ESF-DBB,MLX90614KSF-CCA,MLX90614ESF-DBC,MLX90614KSF-CCF,MLX90614KSF-BAF,MLX90614KSF-BAC,MLX90614ESF-BAA-000-TU,MLX90614ESF-BCF-000-TU,MLX90614KSF-ACC-000-SP,MLX90614ESF-BCC-000-TU,MLX90614ESF-DBF,MLX90614ESF-DCI -000-TU,MLX90614ESF-DCI-000-TU,MLX90614ESF-BBA-000-SP,MLX90614ESF-DCF-000-TU,MLX90614KSF-CBA,MLX90614ESF-DCA,MLX90614KSF-CBB,MLX90614ESF-CAA,MLX90614ESF-DCB,MLX90614ESF-CAB,MLX90614ESF-DCC,MLX90614ESF-CAC,MLX90614KSF-CBF,MLX90614KSF-CBC,MLX90614ESF-DCF,MLX90614ESF-CAF,MLX90614ESF-BCF-000-SP,MLX90614KSF-DAC-000-TU,MLX90614ESF-DCI-000-SP,MLX90614ESF-DCA-000-SP,MLX90614KSF-AAB,MLX90614KSF-BCC,MLX90614ESF-ABC,MLX90614KSF-AAC,MLX90614KSF-BCA,MLX90614KSF-AAA,MLX90614KSF-BCB,MLX90614ESF-ABF,MLX90614KSF-AAF,MLX90614ESF-ABA,MLX90614KSF-BCF,MLX90614ESF-ABB,MLX90614ESF-BCI-000-SP,MLX90614ESF-BCH-000-SP,MLX90614KSF-ACC-000-TU,MLX90614ESF-DCC-000-TU,MLX90614ESF-DCA-000-TU,MLX90614ESF-AAA-000-TU,MLX90614KSF-BBB,MLX90614KSF-BBC,MLX90614ESF-DAA,MLX90614ESF-ACF,MLX90614KSF-BBA,MLX90614ESF-DAB,MLX90614KSF-BBF,MLX90614ESF-ACA,MLX90614ESF-ACB,MLX90614ESF-ACC,MLX90614ESF-BCC-000-SP,MLX90614ESF-DAC,MLX90614ESF-DAF,MLX90614ESF-AAA-000-SP,MLX90614ESF-ACI-000-SP,MLX90614ESF-BCA-000-TU,MLX90614ESF-BBB,MLX90614ESF-BBC,MLX90614KSF-ACB,MLX90614KSF-ACC,MLX90614ESF-ACF-000-SP,MLX90614KSF-DAC,MLX90614ESF-ACC-000-SP,MLX90614KSF-DAA,MLX90614KSF-ACF,MLX90614KSF-DAB,MLX90614ESF-BBA,MLX90614ESF-BBF,MLX90614KSF-ABA-000-TU,MLX90614KSF-ACA,MLX90614ESF-ABA-000-TU,MLX90614ESF-BCI-000-TU,MLX90614ESF-BCH-000-TU,MLX90614KSF-DAF,MLX90614KSF-ABC,MLX90614ESF-AAB,MLX90614ESF-BCC,MLX90614ESF-AAC,MLX90614KSF-ABA,MLX90614KSF-ABB,MLX90614ESF-BCF,MLX90614ESF-DCH-000-TU,MLX90614ESF-BCA,MLX90614KSF-ABF,MLX90614ESF-AAA,MLX90614ESF-BCB,MLX90614ESF-ACC-000-TU,MLX90614ESF-AAF,MLX90614ESF-DAA-000-SP,MLX90614ESF-DCC-000-SP

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

【经验】Melexis红外温度传感器FOV视场角的选择方法

Melexis（迈来芯）推出了多款基于红外热电堆的温度传感器芯片，在非接触式温度计、智能空调、热源检测仪、智能穿戴设备中有广泛应用。而在项目评估初期，如何判断红外温度传感器是否能满足要求以及怎么选择合适的型号呢？本文给大家介绍一下迈来芯红外传感器最重要的一个参数：FOV（视场角），以作抛砖引玉，给工程师一点参考意见。

设计经验发布时间 : 2019-07-23

迈来芯微型红外温度传感器助力健康监测：在减小尺寸的同时获得医疗级精度和温度补偿

你知道非接触式体温测量法可以帮助你在不接触任何东西的情况下监测你的健康吗？这听起来很不错，但要使它准确可靠，还存在一些挑战。这就是为什么我们喜欢 EETimes 对 Melexis 营销经理 Joris Roels 的采访，它显示了我们如何用一个创新的红外温度传感器解决这些问题。它体积小、速度快、精度高，而且可以对不同的环境因素进行补偿。

原厂动态发布时间 : 2023-07-25

【经验】MLX90614/5系列单点红外温度传感器的FOV（视场角）如何在有阻隔物的应用中合理设计

Melexis（迈来芯）推出了多款基于红外热电堆的温度传感器芯片，包括MLX90614、MLX90615、MLX90632等单点红外温度传感器芯片，在非接触式工业测温度上面等到广泛的应用。以下就其客户在实际应用中碰到对其有阻隔物的实际开孔大小的设计具体讲解。

设计经验发布时间 : 2019-11-01

【经验】迈来芯红外温度传感器额温转体温算法

最近有收到不少做额温枪、门禁等人体温度项目的朋友反映说是为何迈来芯红外温度传感器测出来的温度数值和体温偏差很大。其实我们非接触式人体红外温度传感器一般是用来测量额温或者是体表温度，这个温度实际上和体温是有一定的差异的。迈来芯原厂有提供一个额温转体温算法的参考，本文给大家分享。

设计经验发布时间 : 2020-04-13

迈来芯出席EAC2023和2023国际AIoT生态发展大会，展示最新的磁位置传感器和红外温度传感器解决方案

在EAC2023上，我们围绕车用传感器和驱动器的产品和应用做了重点展出，包括磁传感器芯片，氛围灯驱动芯片，电机驱动芯片，ToF飞行时间等。同时，我们的技术工程师分享了iToF在汽车IMS应用的优势。在2023国际AIoT生态发展大会上我们重点向大家展示了最新的磁位置传感器和红外温度传感器解决方案。

原厂动态发布时间 : 2023-07-13

红外温度传感器阵列MLX90621通过飞线搭建的实验平台，做一致性测试，测试结果64个目标温度值一致性不理想，温度相差±5°C以上，怎么解决？

红外温度传感器阵列MLX90621测量到的温度值一致性不好，是因为MLX90621的电气环境不是最佳的使用环境，测量Vdd发现客户的供电电压为3.3V，有一定纹波，把Vdd改为2.6V，加上10nf去耦电容后，一致性问题可以解决。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

【选型】论红外温度传感器MLX90615和MLX90614的异同

MLX90615采用的是TO-46封装，而MLX90614采样的是TO-39封装，MLX90615的体积要比MLX90614小不少，所以对于空间受限的应用，MLX90615是个优选。

器件选型发布时间 : 2017-08-26

【应用】迈来芯红外温度传感器MLX90614ESF-BCK-000-SP助力电磁炉设计，最高物体测量温度可达380℃

对于电磁炉，其中最核心的器件当属红外温度传感器，烧水做菜对温度把控的要求很高，传感器能够测量的温度越高，精度越准，用户的使用感便越好，本文讲述迈来芯的温度传感器MLX90614ESF-BCK-000-SP在电磁炉中的使用优势。

应用方案发布时间 : 2023-05-06

当被测物体距离传感器MLX90614很近时测量温度准确，距离传感器较远时测量温度偏低，这是什么原因？

根据红外测温传感器的原理，传感器测得的被测物体的温度是视场角范围内的平均温度，当测量距离较远时视场角区域变大从而引入环境温度造成被测物体温度不准确，建议在规定范围内测量避免引入误差。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

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