导读
红外测温仪不需要接触物体,而是接收目标表面发出的红外辐射并将其转换为温度。因此,只要目标与测温仪之间存在足够清晰的红外传输路径,就可以进行测量。
但是,在水蒸气较多的环境中,目标发出的红外辐射需要先穿过蒸汽区域才能到达测温仪。水蒸气、悬浮水滴以及蒸汽本身的温度都会改变测温仪实际接收到的辐射信号。
因此,红外测温仪并不是完全不能在水蒸气环境中使用,而是测量可靠性取决于蒸汽的浓度、厚度以及测量条件。
本文重点
● 普通湿润空气中的水蒸气通常不会使短距离红外测温完全失效。
● 肉眼可以明显看到的浓厚蒸汽或水雾,对红外测温的影响通常更加明显。
● 目标发出的红外辐射穿过蒸汽时可能发生吸收、衰减,同时蒸汽本身也会产生红外辐射。
● 蒸汽越浓、红外测量路径越长,测量目标真实表面温度的难度通常越大。
● 如果蒸汽遮挡了目标,显示温度可能成为目标、蒸汽以及周围背景辐射共同作用后的结果。
● 蒸汽在测温仪镜头表面形成冷凝水时,可能造成更加明显的测量异常。
为什么水蒸气会影响红外测温
红外测温仪实际测量的并不是“距离”或“空气温度”,而是通过光学系统接收特定波段内的红外辐射。
在比较干净、透明的空气中,目标表面辐射能够较顺利地到达测温仪,因此空气本身造成的影响通常较小。
当光路中存在大量水蒸气、蒸汽雾或悬浮水滴时,情况会发生变化。
● 部分目标红外辐射可能被水蒸气或水滴吸收。
● 悬浮水滴可能使部分辐射发生散射和衰减。
● 蒸汽及水滴自身也具有温度,会产生红外辐射。
● 测温仪最终接收到的信号可能不再完全来自目标表面。
因此,蒸汽并不只是简单地“挡住”目标,而是会改变目标与红外测温仪之间的辐射传输条件。
空气湿度高和出现明显蒸汽并不是同一种情况
实际使用中,需要区分“空气湿度较高”和“存在浓厚可见蒸汽”。
普通高湿度环境中,空气虽然含有较多水蒸气,但如果测量距离较短、视线清晰,很多红外测温应用仍然可以正常进行。
例如,在潮湿的室内环境中测量设备外壳、管道或墙面温度,只要没有明显蒸汽遮挡目标,水蒸气通常不是最主要的误差来源。
但是,当目标前方出现白色蒸汽、雾状水滴或持续喷出的蒸汽层时,影响会明显增加。
这种情况下,红外测温仪需要“透过”一层不断变化的蒸汽区域观察目标。蒸汽浓度、温度和流动状态持续变化,显示温度就可能出现波动或偏差。
蒸汽越浓,测量误差通常越明显
水蒸气环境对红外测温的影响不是简单的“有影响”或“没有影响”,而是存在程度上的差别。
一般来说,以下情况更容易产生明显误差:
● 目标与测温仪之间存在浓厚、连续的蒸汽。
● 蒸汽已经明显遮挡目标表面。
● 测量距离较远,使红外辐射需要穿过更长的蒸汽路径。
● 目标温度与蒸汽温度差异较大。
● 蒸汽浓度不断变化,导致红外传输条件不稳定。
● 大量细小水滴悬浮在测量路径中。
例如,要测量蒸汽管道后方某个设备表面的温度,如果中间持续存在大量白色蒸汽,即使肉眼仍然能够勉强看到设备,也不代表红外测温仪能够准确得到该设备的表面温度。
可见光能够穿过某种介质,并不意味着红外辐射也能以相同方式穿过。
测得的温度可能不是目标表面的真实温度
当蒸汽比较浓时,一个常见误区是认为红外测温仪仍然只是在测量蒸汽后面的目标。
实际上,测温仪接收到的辐射可能同时受到多个因素影响,包括目标表面辐射、蒸汽层自身辐射以及周围环境的反射辐射。
最终显示温度可能是这些辐射共同作用后,由仪器根据内部算法计算得到的结果。
因此,在严重蒸汽遮挡情况下,即使屏幕上仍然能够显示一个稳定的温度数值,这个数值也不能自动等同于目标物体的真实表面温度。
尤其当蒸汽温度与目标温度接近时,错误可能不容易被察觉;当两者温差很大时,测量异常通常更加容易发现。
测量距离为什么也很重要
在水蒸气环境中,应尽量缩短测温仪与目标之间的有效测量距离。
原因之一是距离越长,目标发出的红外辐射需要经过的蒸汽路径也越长,受到吸收和衰减的机会随之增加。
同时还需要考虑红外测温仪的距离系数(D:S)。随着测量距离增加,测量光斑会扩大。如果目标尺寸不足以完全覆盖测量区域,周围蒸汽、背景或其他物体的辐射也可能进入测量范围。
因此,在保证操作安全的前提下:
● 尽量靠近被测目标。
● 确保目标尺寸明显大于测量光斑。
● 尽量选择蒸汽较薄或没有蒸汽直接遮挡的位置。
● 避免隔着大范围、高浓度蒸汽进行远距离测量。
这样通常比单纯调整发射率更有助于提高测量可靠性。
镜头结露可能比空气中的水蒸气影响更严重
在高温蒸汽环境中使用红外测温仪时,还需要特别注意镜头结露。
如果测温仪从较冷环境进入温暖潮湿区域,或者冷的仪器长时间暴露在高湿度蒸汽中,水分可能在红外光学镜头表面凝结。
一旦镜头上形成水膜或水滴,就相当于在目标与红外传感器之间增加了一层额外介质,会明显影响红外辐射进入仪器。
可能出现:
● 显示温度明显偏高或偏低。
● 同一目标连续测量时读数不断变化。
● 不同测量位置之间出现异常差异。
● 测量响应变慢或无法得到稳定读数。
如果发现镜头已经产生明显水汽或冷凝水,应停止使用并按照产品说明正确处理镜头,待光学表面恢复清洁、干燥后再进行测量。
如何在水蒸气环境中提高测量可靠性
如果现场必须使用红外测温仪,可以通过优化测量条件降低蒸汽带来的影响。
● 优先选择目标与测温仪之间蒸汽最少的位置。
● 尽可能缩短测量距离,同时满足安全操作要求。
● 等待短暂的蒸汽间隙,在目标表面清晰可见时进行测量。
● 避免让持续喷出的蒸汽直接横穿测量光路。
● 保证目标充分覆盖红外测量光斑。
● 确认被测表面的发射率设置合理。
● 注意保护红外镜头,避免蒸汽冷凝在光学窗口上。
● 在关键测量中进行多次读数,并观察数值是否具有良好的重复性。
如果蒸汽非常浓厚且无法避开,而测量结果又用于重要工艺控制、设备诊断或安全判断,则不应仅依赖单次非接触红外测量结果。
哪些场景需要特别谨慎
一些工业现场本身就容易出现大量蒸汽,因此使用红外测温仪时应更加注意测量条件。
例如:
● 蒸汽管道及阀门附近。
● 锅炉和热交换设备周围。
● 食品蒸煮和高温清洗设备。
● 高温水槽和热水处理设备。
● 造纸、纺织等存在高温高湿环境的生产区域。
● HVAC、暖通和工业加湿系统附近。
在这些场景中,首先应该判断目标与测温仪之间是否存在稳定、清晰的红外测量路径,而不能只判断肉眼是否能够看到目标。
FAQ
红外测温仪可以直接穿透水蒸气测量后面的物体吗?
不能简单理解为可以“穿透水蒸气”。低浓度水蒸气、较短测量距离下可能仍然可以得到有效结果,但浓厚蒸汽会吸收、衰减目标红外辐射,并加入自身辐射,从而降低测量可靠性。
空气湿度很高时还能使用红外测温仪吗?
通常可以。单纯的高湿度空气并不等于浓厚蒸汽。如果目标清晰、测量距离较短且镜头没有结露,很多常规红外测温任务仍可正常进行。
为什么隔着蒸汽测量时温度会不断变化?
因为蒸汽浓度、温度和流动状态可能不断变化,使目标到测温仪之间的红外透射条件持续改变,因此仪器接收到的辐射能量也会发生变化。
看到目标就说明红外测温一定没有问题吗?
不是。人眼主要接收可见光,而红外测温仪工作在特定红外波段。某种介质对可见光较透明,并不代表它对测温仪使用的红外波段同样透明。
蒸汽环境中距离越近越好吗?
在满足安全距离以及仪器使用要求的前提下,缩短距离通常有利于减少红外辐射经过蒸汽的路径,同时也有助于减小测量光斑。但仍需要避免蒸汽直接喷向测温仪和镜头。
镜头上有水汽还能继续测量吗?
不建议。镜头表面的冷凝水会直接影响红外辐射进入仪器,可能造成明显测量误差。应待镜头恢复清洁、干燥后再进行测量。
总结
红外测温仪能够在一定程度上用于水蒸气环境中的物体测温,但能否获得可靠结果,关键取决于目标与仪器之间的红外传输条件。
普通潮湿空气、短距离并且目标清晰的情况下,水蒸气造成的影响通常相对有限;但当存在浓厚可见蒸汽、雾滴或较长的蒸汽路径时,目标红外辐射可能受到明显吸收和衰减,蒸汽自身的辐射也可能参与测量,使显示温度偏离目标真实表面温度。
因此,在蒸汽环境中使用红外测温仪时,应重点控制蒸汽遮挡、测量距离、目标与光斑尺寸、发射率以及镜头结露等因素。对于无法避开浓厚蒸汽的重要测量,应谨慎评估红外测温结果的可靠性,必要时采用其他测温方式进行验证。















