导读

使用红外测温仪测量塑料、橡胶、涂层等表面时，读数通常比较稳定，但在测量不锈钢，尤其是光亮或经过抛光处理的不锈钢表面时，经常会出现数值上下波动、同一位置重复测量结果不同，甚至与实际温度存在明显偏差的情况。

这通常并不意味着红外测温仪本身出现故障。红外测温仪测量的是目标表面发出的红外辐射，而不锈钢表面的发射率、反射特性和表面状态都比较复杂。对于这类低发射率、高反射率材料，测量结果会比普通非金属材料更容易受到环境和操作方式影响。

本文重点

● 不锈钢表面尤其是光亮、抛光表面通常具有较低的红外发射率。

● 低发射率表面会更明显地反射周围环境产生的红外辐射。

● 测温仪接收到的辐射可能同时包含不锈钢自身辐射和环境反射辐射，因此读数容易发生变化。

● 不锈钢的抛光程度、氧化状态、表面粗糙度、油污和涂层等都会改变实际发射率。

● 测量角度、测量距离和目标尺寸不合适，也会进一步增加测量误差。

● 对于要求较高的测量，可使用高发射率胶带、涂层或接触式温度传感器进行辅助验证。

为什么不锈钢表面容易出现测量不稳定？

红外测温仪并不是直接“读取”物体内部温度，而是通过检测目标表面在特定红外波段内发出的辐射能量，再根据仪器设定的发射率等参数计算表面温度。

问题在于，不同材料向外辐射红外能量的能力并不相同。

不锈钢特别是经过抛光的光亮表面，往往属于低发射率、高反射率表面。它自身向红外测温仪辐射的能量相对较弱，而来自周围墙壁、机器、加热设备、人体或其他高温物体的红外辐射，则可能被不锈钢表面反射进入测温仪。

因此，仪器实际接收到的辐射信号不一定完全来自不锈钢本身。

当测温仪位置、操作人员位置或周围热源发生变化时，反射进入测温仪的背景辐射也可能随之变化。即使不锈钢表面的真实温度基本没有改变，显示温度仍可能发生波动。

发射率为什么是最重要的影响因素之一？

发射率表示材料表面向外辐射红外能量的能力，其数值范围通常为 0～1。

很多普通非金属材料具有相对较高的发射率，因此红外测温相对容易。而金属表面，特别是干净、光亮和经过抛光的金属，发射率通常明显更低。

如果红外测温仪的发射率设置与不锈钢表面的实际发射率不匹配，仪器根据接收到的辐射计算出的温度就可能出现明显偏差。

例如，如果直接按照高发射率材料的设置去测量光亮不锈钢，得到的结果可能并不能准确代表不锈钢真实表面温度。

更需要注意的是，不锈钢并不存在一个适用于所有情况的固定发射率。

实际发射率会受到以下因素影响：

● 表面是镜面抛光、普通光亮面还是拉丝表面；

● 表面是否经过氧化；

● 表面粗糙程度；

● 是否存在油污、灰尘或其他附着物；

● 是否有涂层或其他表面处理；

● 测量所使用的红外波段以及实际温度范围。

因此，仅根据“材料是不锈钢”选择一个固定发射率，并不能保证所有测量都准确。

为什么周围环境也会影响不锈钢的测量结果？

对于高发射率表面，目标自身产生的红外辐射通常占主要部分，周围背景反射造成的影响相对较小。

但不锈钢光亮表面的情况不同。

由于自身发射率较低，其反射率往往相对较高，因此周围环境的红外辐射更容易通过不锈钢表面反射到测温仪中。

例如，在测量同一块不锈钢板时：

● 旁边存在高温设备，测量值可能受到高温背景反射影响；

● 测量人员移动位置后，人体产生的红外辐射可能改变反射条件；

● 测温仪改变角度后，表面反射到仪器中的背景区域可能发生变化；

● 附近存在低温墙面或冷却设备时，也可能使测量结果向较低温度方向偏移。

因此，低发射率金属的红外测温结果有时会表现为偏高，有时也可能偏低，并不能简单认为金属表面测温一定只会产生某一个方向的误差。

为什么改变测量角度后温度会发生变化？

测量角度是测量不锈钢时容易被忽略的因素。

光亮金属具有较强的反射特性。当测温仪从不同方向测量时，不锈钢表面反射进入仪器的环境辐射来源可能不同，因此显示结果也可能随之变化。

尤其是在较大的倾斜角度下，表面的有效发射特性以及反射条件都会更加复杂。

实际测量时，应尽量让红外测温仪接近垂直于被测表面进行测量，并保持测量角度一致。

对于需要进行多次比较或趋势监测的场合，固定测量位置、测量距离和测量角度，比每次随意改变测量位置更容易得到具有可比性的结果。

表面状态不同为什么会测出不同温度？

即使是同一块不锈钢，不同位置的表面状态也可能存在明显差异。

例如，一部分经过抛光，另一部分经过拉丝处理；一部分保持光亮，另一部分已经发生氧化；某些区域有油膜、污渍或其他附着物，这些变化都会改变表面对红外辐射的吸收、发射和反射特性。

因此，在真实温度相同的情况下，红外测温仪测量不同表面区域时仍可能显示不同的温度。

这也是为什么不能仅仅看到红外测温仪显示温度不同，就立即判断不锈钢表面一定存在实际温差。

对于金属表面，首先需要区分：

● 是真实温度发生变化；

● 还是发射率和表面状态变化造成的表观温度差异。

测量距离和光斑大小会不会造成读数波动？

会。

红外测温仪具有一定的距离系数，也就是常说的 D：S（Distance-to-Spot Ratio，距离与光斑直径比）。

随着测量距离增加，仪器实际测量的区域会逐渐增大。如果被测不锈钢区域没有完全覆盖测量光斑，测温仪就可能同时接收到目标周围其他物体的红外辐射。

例如，要测量一根较细的不锈钢管，但测量距离过远，实际光斑已经大于管道直径，此时测量结果可能混入后方墙面、设备或其他物体的辐射信号。

为了减少这种影响：

● 确保目标有效区域明显大于测量光斑；

● 根据仪器的 D：S 比例选择合理测量距离；

● 不要把激光点简单理解为实际测量区域。

激光通常主要用于辅助瞄准，真正的红外测量区域通常比激光点大。

怎样提高不锈钢表面的测温稳定性？

首先应确认红外测温仪是否支持发射率调整。如果可以调整，应尽量根据实际表面状态设置合理的发射率，而不是默认所有材料都使用相同参数。

同时可以采取以下方法：

● 尽量选择氧化、粗糙或已经具有稳定表面处理的区域进行测量，避免直接测量高度抛光的镜面区域；

● 尽量垂直于目标表面测量，并保持角度一致；

● 减少附近高温设备、人体或强热源对测量区域形成明显反射；

● 保持测量距离稳定，确保目标区域充分覆盖红外测量光斑；

● 进行重复测量时，尽量保持测量位置、距离、角度及环境条件一致；

● 不要只根据单次瞬时读数判断温度，应观察数值是否具有稳定趋势。

对于质量控制、实验测试或其他对准确性要求较高的场合，还应使用经过验证的参考方法确认发射率或真实表面温度。

为什么使用黑胶带可以改善不锈钢测温？

对于适合粘贴胶带且温度条件允许的表面，可以在不锈钢上贴一小块具有已知或较高发射率的胶带，等待胶带与金属表面充分达到热平衡后，再用红外测温仪测量胶带区域。

这种方法的核心并不是“黑色一定测得更准”，而是利用一个发射率更高、更稳定、更容易确定辐射特性的表面作为测量参考。

相比光亮的不锈钢表面，高发射率胶带对周围背景红外辐射的反射影响通常更小，因此读数往往更加稳定。

需要注意：

● 胶带必须能够承受实际表面温度；

● 应等待胶带与不锈钢表面达到充分的热平衡；

● 测量区域应完全位于胶带范围内；

● 应根据胶带实际发射率正确设置仪器参数。

如果表面温度过高、胶带可能熔化、脱落或影响生产工艺，则不应使用这种方法。

什么时候不建议仅依靠红外测温仪？

红外测温的优势是非接触、速度快，并且可以测量移动、高温或难以接近的目标，但对于低发射率、高反射率的不锈钢表面，它并不是所有情况下都适合作为绝对温度测量方法。

以下情况尤其需要谨慎：

● 高度抛光或接近镜面状态的不锈钢；

● 要求较高绝对温度准确度；

● 周围存在明显高温或低温背景；

● 无法确定实际发射率；

● 测量区域很小，无法充分覆盖仪器光斑；

● 需要进行计量、校准或高精度实验验证。

对于这些场景，可以结合热电偶、热电阻或其他接触式温度传感器进行交叉验证，再建立适合该不锈钢表面的红外测量参数。

FAQ

● 不锈钢可以用红外测温仪测量吗？
可以，但不锈钢尤其是光亮表面属于红外测温中相对困难的材料。必须重点考虑发射率和环境反射，否则测量结果可能存在较大偏差。

● 为什么同一个位置连续测量温度还会变化？
除了实际温度变化外，周围背景辐射的反射、仪器角度变化、手持位置变化以及测量光斑覆盖范围变化，都可能引起读数波动。

● 不锈钢的发射率应该设置多少？
不能简单使用一个数值代表所有不锈钢。不锈钢的发射率与表面抛光程度、氧化程度、粗糙度、污染情况、表面处理以及测量条件有关。对于准确测量，应根据具体表面确定。

● 为什么抛光不锈钢比拉丝不锈钢更难测？
高度抛光表面通常具有更强的红外反射特性，对环境背景辐射更加敏感，因此测量条件稍有变化，读数就可能出现明显变化。

● 将发射率直接设置为 0.95 可以吗？
不建议在不了解实际表面特性的情况下直接使用固定值。0.95 常用于许多高发射率材料，但并不意味着它适合光亮不锈钢。如果设置与实际发射率差异较大，计算出的温度可能出现明显误差。

● 使用黑胶带是不是一定可以得到真实温度？
黑胶带可以明显改善很多低发射率金属的测量条件，但仍需保证胶带耐温、与被测表面达到热平衡，并正确设置胶带对应的发射率。如果测量精度要求很高，还应通过接触式测温等方法进行验证。

总结

测量不锈钢表面时红外测温仪出现读数波动，并不一定是仪器性能不稳定，更常见的原因是不锈钢本身具有较低发射率和较强的环境红外反射能力。

尤其是光亮、抛光不锈钢，测温仪接收到的红外能量可能同时包含目标自身辐射和周围环境反射辐射，因此测量结果容易受到表面状态、测量角度、环境背景、距离以及光斑大小等因素影响。

实际使用时，应根据具体表面合理设置发射率，尽量保持固定的距离和角度，减少周围热源反射，并确保目标充分覆盖测量光斑。对于要求更高的应用，可使用高发射率胶带、稳定涂层或接触式温度传感器进行辅助测量和验证。

对于不锈钢等低发射率金属而言，正确理解表面辐射特性和测量条件，往往比单纯追求红外测温仪本身更高的精度参数更加重要。