导读

使用红外测温仪测量玻璃时，经常会遇到一个问题：仪器显示的温度与预期不一致，甚至无法测得玻璃后方物体的真实温度。因此，一些用户会认为“红外测温仪不能测玻璃”。

实际上，这种说法并不完全准确。

普通工业红外测温仪通常可以在一定条件下测量玻璃自身的表面温度，但一般不能像可见光一样“穿过玻璃”去测量玻璃后方物体的温度。测量结果还会受到玻璃材质、厚度、表面状态、发射率、环境反射以及红外测温仪工作波段等因素影响。

理解这一点，需要先了解红外测温仪究竟检测的是什么。

本文重点

● 红外测温仪测量的是目标表面释放并进入探测器的红外辐射，而不是直接检测物体内部温度。
● 普通玻璃对可见光透明，并不代表对红外测温仪使用的红外波段同样透明。
● 常见工业红外测温仪多工作在约 8–14 μm 的长波红外区域，在这一波段下，普通玻璃通常不能被简单视为透明材料。
● 因此，红外测温仪通常测到的是玻璃表面的辐射信息，而不是玻璃后方物体的温度。
● 玻璃表面的反射、发射率设置、测量角度和环境温度都会影响测量准确性。
● 如果需要测量透过玻璃后的目标，应使用针对特定红外波段和窗口材料设计的测温系统，而不能直接使用普通红外测温仪。

红外测温仪实际上测量的是什么？

所有温度高于绝对零度的物体都会向外释放电磁辐射，其中一部分位于红外波段。

红外测温仪通过光学系统收集目标表面的红外辐射，将辐射能量传递给红外探测器，再结合目标发射率、环境补偿以及仪器内部算法计算出表面温度。

因此，红外测温仪实际上接收到的辐射可能包含：

● 目标物体自身发出的红外辐射；
● 周围环境经过目标表面反射后进入测温仪的红外辐射；
● 对于部分红外透明或半透明材料，还可能包含从材料后方透射过来的红外辐射。

最终测得的温度是否准确，很大程度上取决于这几部分辐射之间的关系。

为什么肉眼可以透过玻璃，红外测温仪却不一定可以？

这是玻璃测温中最容易产生误解的地方。

人的眼睛主要感知约 0.4–0.7 μm 的可见光。普通玻璃在这一波段具有较高的透光率，因此我们能够透过玻璃看到后面的物体。

但红外测温仪并不工作在可见光波段。

许多用于工业维护的红外测温仪采用约 8–14 μm 的长波红外探测范围。在这一波段内，普通玻璃的光学性质与可见光区域明显不同，不能简单认为“肉眼能看过去，红外线也能穿过去”。

因此，当测温仪对准一块玻璃时，它通常不会直接获得玻璃后方目标发出的完整红外辐射，而主要接收到玻璃自身以及玻璃表面反射的红外辐射。

这也是为什么不能通过普通玻璃窗直接使用常规红外测温仪准确测量窗外设备、管道或其他目标的温度。

红外测温仪到底能不能测玻璃表面温度？

可以，但需要满足适当的测量条件。

对于普通工业红外测温仪而言，如果目标是测量玻璃自身表面的温度，通常具有实际可行性。问题主要在于玻璃并不是一个理想黑体，其测量结果可能同时受到发射率和反射辐射影响。

例如，测量一块正在加热的玻璃板时，红外测温仪接收到的主要辐射来源可能就是玻璃表面，因此可以得到具有参考价值的表面温度。

但如果用户希望将红外测温仪对准玻璃，并测量玻璃后面的电机、加热器或其他物体，则结果通常不代表后方目标的真实温度。

所以，更准确的表述应该是：

● 可以测量玻璃表面，但需要正确设置和控制测量条件；
● 普通红外测温仪通常不能透过普通玻璃准确测量后方物体。

为什么测量玻璃表面时仍然容易出现误差？

玻璃表面的红外测温误差通常不是由单一因素造成，而是多个因素共同作用的结果。

● 发射率设置不正确：红外测温仪根据目标发射率计算温度。如果仪器设定值与实际玻璃表面发射率差异较大，显示温度就会产生偏差。
● 玻璃表面存在反射：玻璃表面会反射一定比例的环境红外辐射。如果附近存在高温设备、加热器、人体或其他热源，它们的辐射可能经过玻璃反射进入测温仪。
● 表面处理不同：透明玻璃、镀膜玻璃、Low-E 玻璃、镜面玻璃、磨砂玻璃以及带涂层玻璃的红外特性可能存在明显差异。
● 测量角度过大：测温仪以较大的倾斜角度测量玻璃时，表面反射影响通常会更加明显，因此一般应尽量接近垂直方向测量。
● 测量区域过小：如果测量距离过远，测温仪的实际测量光斑可能超过玻璃目标区域，从而同时采集周围其他物体的红外辐射。
● 玻璃两侧温差较大：当玻璃处于明显的温度梯度环境中时，表面温度并不一定等于玻璃整体温度，更不等于玻璃另一侧空气或物体的温度。

为什么不能隔着玻璃测量设备温度？

假设需要测量一个位于玻璃观察窗后方的高温设备。

从肉眼看，可以清楚看到设备，因此很容易认为红外测温仪也能直接对准设备进行测量。

但对于普通长波红外测温仪而言，设备发出的红外辐射并不能像可见光一样完整通过普通玻璃进入仪器。

此时测温仪检测到的辐射主要可能来自：

● 玻璃自身的热辐射；
● 玻璃表面对周围热环境的反射；
● 少量与玻璃材料、波段和厚度有关的透射辐射。

仪器最终计算出来的温度可能接近玻璃表面温度，而不是玻璃后方设备的温度。

例如，一台内部温度很高的设备位于观察窗后方，即使肉眼能够清晰看到设备，红外测温仪显示的数值仍有可能明显低于设备真实表面温度。

玻璃为什么会反射环境中的红外辐射？

实际物体接收到的红外辐射并不完全来自自身。

对于不透明材料，可以用一个简化关系理解：

发射率 + 反射率 ≈ 1

当一个表面的发射率较低时，其反射环境红外辐射的能力通常会相应增强。

因此，如果玻璃表面具有较强反射特性，红外测温仪可能会接收到附近其他热源的反射辐射。

例如：

● 操作者站得过近时，人体辐射可能通过玻璃表面反射进入测温仪；
● 附近存在高温炉体时，高温设备的辐射可能影响玻璃测量结果；
● 在低温目标附近存在较热环境时，测量值可能被环境反射辐射抬高。

这也是为什么测量反射性较强的表面时，需要特别注意测量位置和周围环境。

如何提高玻璃表面温度测量的准确性？

如果确实需要使用红外测温仪测量玻璃自身表面，可以通过以下方法降低误差：

● 首先确认仪器测量的是玻璃表面，而不是试图透过玻璃测量后方目标。
● 根据玻璃类型和表面处理状态设置合适的发射率，不要默认所有玻璃都具有完全相同的发射率。
● 尽量使红外测温仪接近垂直于玻璃表面进行测量，减少大角度测量带来的反射影响。
● 避免测量区域反射人体、高温灯具、加热器、炉体等明显热源。
● 控制测量距离，保证目标区域完全覆盖测温仪的实际测量光斑。
● 对精度要求较高时，可使用已知发射率的高发射率贴片、涂层或其他参考表面进行对比测量，但必须确保参考材料与玻璃表面已经达到充分的热平衡。
● 对关键工艺温度进行测量时，应使用接触式温度传感器或经过校准的参考设备进行验证。

镀膜玻璃和普通玻璃测量结果一样吗？

不一定。

现代工业和建筑玻璃可能带有各种功能性涂层，例如低辐射镀膜、金属镀层或其他光学涂层。

这些涂层可能显著改变玻璃表面的红外发射率和反射率。

特别是 Low-E 低辐射玻璃，其设计目的之一就是降低特定波段的热辐射传递。因此，如果按照普通玻璃的参数直接进行红外测量，可能产生较明显的温度误差。

因此，对于镀膜玻璃，不能只根据“玻璃”这一材料名称确定发射率，而应结合具体玻璃类型、镀膜位置和材料特性进行判断。

红外测温仪能不能透过所有透明材料测温？

不能。

“肉眼透明”和“红外透明”是两个完全不同的概念。

一种材料是否能够被红外测温系统穿透，取决于：

● 材料本身；
● 材料厚度；
● 红外波长；
● 表面涂层；
● 温度范围；
● 光学系统设计。

有些材料在可见光下透明，但在长波红外区域并不透明；也有一些特殊材料虽然肉眼看起来并不像普通玻璃，却可以在特定红外波段具有较高透射率。

因此，在工业红外测温系统中，如果必须隔着保护窗口测量内部目标，通常会选择与测温系统工作波段相匹配的专用红外窗口材料，而不是普通玻璃。

哪些场景需要特别注意玻璃对测温的影响？

以下应用中尤其容易出现“隔着玻璃测温”的误操作：

● 透过设备观察窗测量内部电机或机械部件；
● 透过建筑窗户测量室外目标；
● 透过玻璃门测量冷柜或加热柜内部物体；
● 透过车辆玻璃测量车内零部件；
● 透过玻璃防护罩测量实验设备；
● 测量镀膜玻璃、Low-E 玻璃或反射玻璃。

遇到这些场景时，应首先确认红外测温仪实际接收到的是哪个表面的辐射，而不能仅凭激光点的位置判断被测目标。

激光瞄准玻璃后面的物体，为什么仍然不代表测到了它？

这是红外测温仪使用过程中非常重要的一个概念。

大多数手持式红外测温仪上的激光主要用于辅助瞄准，并不是实际进行温度检测的红外测量光束。

即使激光能够穿过透明玻璃并照射到后面的目标，也不意味着红外探测器所需要的红外辐射能够以相同方式穿过玻璃。

因此：

● 激光点落在哪里，不一定代表仪器真正接收到的红外辐射来自哪里；
● 激光能够穿透玻璃，也不能证明红外测温仪能够透过玻璃测量；
● 判断是否可以隔窗测温，应根据测温仪工作波段和窗口材料的红外透射特性，而不是根据可见激光是否能够穿过。

FAQ

红外测温仪完全不能测玻璃吗？

不是。普通红外测温仪通常可以测量玻璃自身的表面温度，但测量精度会受到发射率、反射、表面涂层和环境等因素影响。

可以隔着玻璃测量后面的物体吗？

对于常见工作在约 8–14 μm 波段的工业红外测温仪，一般不能通过普通玻璃准确测量玻璃后方物体的温度。

为什么激光能够穿过玻璃？

因为瞄准激光属于可见光波段，而温度检测使用的是另外一个红外波段。玻璃在不同波长下具有不同的透射特性。

测量玻璃时需要设置发射率吗？

需要。对于支持发射率调节的红外测温仪，应根据玻璃类型和表面状态设置适当参数。镀膜、磨砂或经过特殊处理的玻璃不能简单采用完全相同的设置。

为什么测玻璃时温度会随着测量角度变化？

倾斜测量会改变玻璃表面的反射条件，使环境红外辐射对测量结果产生更明显的影响。因此通常建议尽量接近垂直方向测量。

Low-E 玻璃可以按照普通玻璃测量吗？

不建议。Low-E 玻璃带有低辐射功能层，其红外特性可能与普通玻璃明显不同，应根据具体材料和表面结构确定测量方法。

如何判断测到的是玻璃还是玻璃后面的物体？

对于普通长波红外测温仪和普通玻璃，应优先认为测量结果主要对应玻璃表面，而不是玻璃后方目标。如果需要隔窗测量，应确认窗口材料在仪器工作波段具有足够的红外透射率。

总结

红外测温仪测量玻璃时最常见的误区，是把玻璃在可见光下的透明特性直接等同于红外波段的透明特性。

普通工业红外测温仪通常工作在长波红外区域，而普通玻璃在这一波段并不能像可见光一样让目标红外辐射直接通过。因此，仪器对准玻璃时，通常获得的是玻璃自身以及玻璃表面反射形成的红外辐射信息，而不是玻璃后方物体的真实温度。

因此，在实际使用中应区分两个概念：测量玻璃表面温度与透过玻璃测量后方目标温度。前者在正确设置发射率、控制测量角度和环境反射等条件下通常可以实现；后者则通常不能使用普通红外测温仪直接完成。

对于需要隔着保护窗口进行非接触测温的专业应用，应根据测温仪工作波段选择适合的红外窗口材料，并结合发射率、透射率、环境反射以及光学系统进行综合评估。