基于MLX90614的非接触式体温测量系统设计

　　0 引言

　　非接触测温技术也叫辐射测温。 非接触红外测温优点如下：

　　(1)它的测量不干扰被测温场，不影响温度场分布，从而具有较高的测量准确度;

　　(2)测温范围宽。 在理论上无测量上限，可以测量相当高的温度;

　　(3)探测器的响应时间短，反应速度快，易于快速与动态测量;

　　(4)不必接触被测物体，操作方便;

　　(5)可以确定微小目标的温度。

　　1 辐射测温基本原理

　　一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布，与它的表面温度有着十分密切的关系。 通过对物体自身辐射的红外能量的测量，能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。非接触测温常用的测温方法有亮温法、全辐射测温法、部分辐射测温法、比色法和多波长测温法。

　　2 设计方案

　　2.1 测温仪的基本指标

　　根据测量要求，测量目标主要针对人体体表温度，同时可通过软件进行切换测温范围和精度，以满足不同测量场合的需要。 要求设计技术指标如下：①测温范围：25-50℃;②温度分辨率：0.02℃;③距离系数：300:5;④重复精度：±0.4%;⑤工作波长：8μm-14μm;⑥响应时间：200ms;⑦工作电压：9V。

　　2.2 设计要点

　　采用辐射测温法。 在进行方案设计时注意以下几点。

　　(1)由于低温目标红外辐射信号微弱 ，故要选择高响应率的红外探测器，这是实现低温目标能量探测的关键。

　　(2)光经红外探测器转为电信号，此信号极其微弱，因此要选择低噪声、高输入阻抗、低温漂、高共模抑制比的运放，来提高测温精度和稳定性。

　　(3)由于本测温仪包含数字信号和模拟信号 ，因此在进行电路设计和PCB板设计时，一定要尽量避免数字信号对模拟信号产生影响，采取相应的屏蔽措施。

　　(4)由于测量体表温度，不同的部位体表温度有所不同 ，因此正确的环境温度补偿和误差修正必不可少。

　　(5)使光学系统与激光瞄准保持平行 ，以保证被测物体的准确定位。

　　2.3 红外测温仪的设计方案

　　测温仪由热电堆传感器、单片机、液晶显示、电源管理等部分组成。 通过热电堆探测器得到物体温度对应的电信号，电信号经过前置放大后送至A/D模块进行数模转换， 再通过SMBus总线将数据传到8051单片机系统， 由单片机进行数据处理，并把处理完的最终温度值送往液晶进行实时显示。整体结构如图1所示。