一、两种仪器测的都是红外辐射,输出的信息不同
两类仪器都不直接“感知温度”,而是接收表面及环境的红外辐射,再按光谱响应和设定参数换算表面温度。点温仪把视场内辐射汇总成一个读数;热像仪由探测器阵列形成二维图像。差别核心是信息维度:点温仪回答单点温度,热像仪回答温度分布特征。
换算要用到发射率、反射背景温度、距离等设定值,设错任一项读数都会偏。GB/T 19870-2018《工业检测型红外热像仪》对空间分辨力、测温范围、最大允许误差和热灵敏度作出规定。热像图用伪彩色映射,颜色与温度的对应关系随调色板、温标范围和自动量程改变,不能仅凭颜色差异判断温度是否变化;比较两张图要确认温标范围、发射率、距离、对焦和环境条件一致。任务决定工具。
二、点温仪适合已知位置的单点测量
1、设备点检与趋势记录
点温仪常用于轴承座、电机外壳、管道、炉体外壁等位置明确且能瞄准的对象。对同一测点定期测量可建立趋势;比较时应保持测距、角度、发射率设置和负荷一致。负荷变化会改变表面温度,单个读数脱离运行工况不足以说明设备状态。
光学视场随距离扩大。按常见的「距离∶测量斑直径」定义,D:S 12:1 时,1.2 米处测量斑直径约 1.2÷12=0.1 米。两处要按说明书确认:测量斑通常指包含约 90%~95% 辐射能量的区域,中心亮、边缘渐暗,不是几何硬边;厂家对边界与能量占比定义不一,个别资料还用半径口径。目标刚好等于标称直径时,圈外背景仍会进入读数;工程上让目标明显大于标称光斑,或用已知尺寸靶标实测读数稳定的临界尺寸。
2、生产过程的快速抽检
暖通、仓储、制造和食品加工现场,点温仪适合检查可接近表面是否处于预设范围,如抽测冷却管外壁或工件表面。它测的是表面辐射对应的温度,不是工件内部的核心温度;涉及质量控制或法规限值时应采用标准规定的方法,不能用表面读数替代接触式探头。
3、点温仪的盲区
点温仪不显示区域内的温度形状。异常点位置未知时,逐点测量容易漏掉既定路线外的热点;目标过小、距离过远、角度不合适也会混入背景辐射。它适合单点问题,不适合整片区域。
三、红外热像仪适合区域扫描和异常定位
1、电气设备巡检
对配电设备做红外检查时,热像仪可呈现可见部位的温度分布,帮助定位接头与触头周围的异常温升。图像只是表面温度线索:接触电阻增大、负荷不平衡、散热受阻和发射率差异都可能形成温度异常,需结合负荷、同类设备比较与运行记录复核。热像仪不能透过封闭柜体测得导体温度。
据国家能源局2025 年第 7 号公告及行业标准备案信息,DL/T 664-2025《带电设备红外诊断应用规范》于 2025 年 12 月 18 日发布、2026 年 6 月 18 日实施,全部代替 2016 版,适用于红外热像仪检测带电设备表面温度异常,点温仪等工具可参考本文件;具体条款以现行标准文本为准。现场还需遵守电力安全工作规程对安全距离、工作票和监护的要求,不能为放大目标而越过安全距离。
2、建筑与保温检查
在合适的室内外温差下,热像仪可呈现墙体、屋面、门窗表面温度分布,用于发现热桥、保温不连续或渗漏疑点。冷斑或热斑并非缺陷证明,日照、风、降雨、潮湿和材料差异都会改变热分布;诊断应结合构造信息,确认含湿或渗漏时辅以含水率测量、局部检查。
3、机械状态监测和工艺观察
电机、泵、风机等设备的温度分布可作状态监测信息。比较同类设备或同一设备不同时间的温度模式时,宜固定观察位置、距离、镜头、发射率和工况,并保留环境与负荷记录。
四、影响红外测温的关键因素
1、发射率与反射辐射
发射率表示实际表面相对理想黑体辐射能力的比例。涂漆、氧化或粗糙表面通常比抛光金属更接近高发射率表面;低发射率表面自身辐射弱,更易反射周边热源,设定不符就会明显偏差。多项低发射率材料测温研究指出,只看材料名称套数值是常见偏差来源。
怎么查、怎么设按四条路径走:① 从内置材质表或随附手册取初值,按氧化、涂层、粗糙度等表面状态选条目。② 贴已知发射率参考片,读贴片区与邻近裸露区,调整设定至两处一致。③ 用经校准的接触探头测同一点,反调发射率使红外读数吻合。④ 把设定值、方法、角度和环境温度写进记录,条件变了重做。带电、高温、食品或洁净环境贴附前须确认符合安全与工艺要求。
2、目标尺寸、距离和空间分辨率
点温仪核对D:S 与测量斑覆盖,热像仪核对镜头视场、IFOV(瞬时视场角)和目标占的像素数。按小角度近似,距离 R 处单像素尺寸约 R×IFOV(弧度计):1 mrad、10 米时约 10 毫米,20 毫米宽目标只占 2 像素,软件读数也可能不可靠。常见视场角下近似误差远小于测距误差,严格式见文末附注;单像素尺寸不等于可分辨目标尺寸,倾斜按余弦压缩、测距误差线性传递,都会放大实际可分辨细节。
Pušnik 与 Geršak 发表于《Sensors》的 2021 年研究,用黑体与不同尺寸孔径测试尺寸源效应(SSE),提出目标辐射覆盖至少约 10×10 像素、以中央约 3×3 像素计算温度有助于准确测量。两者分工不同:10×10 让目标足够大、形成不受边缘影响的稳定区;取中央 3×3 是避开边缘像元同时收到目标与背景辐射的混合,即先保证覆盖、再取中心。该数值来自实验室受控环境(黑体、孔径、测距与背景辐射均稳定),是受控条件下的下限。现场粉尘、发射率漂移、失焦与抖动会压缩有效像元,宜留出像素裕量,并按第六章四步核查。
3、对焦、观测角度与环境
失焦会把目标与背景辐射混合;倾斜角度改变表面反射,较长测距还受大气吸收、湿度影响。分辨率、镜头视场、热灵敏度和对焦要结合场景一起看,GB/T 19870-2018 按多项分别规定性能要求;DL/T 664-2025 对环境温度、风速、负荷与直射日照另有要求,巡检记录同步留下这些参数,温差修正才有依据。
4、热灵敏度不等于测温准确度
NETD(噪声等效温差)描述图像对细小温差变化的响应,既不代表绝对温度误差,也不等于仪器在某一温度点实际能分辨的最小温差,后者还受校准状态与发射率设定影响。标称 NETD 也不是固定值,会随积分时间、被测温度区间、镜头光圈、探测器工作温度和场景均匀性变化。选设备应分别查看热灵敏度、测温准确度、测温一致性、测温范围和校准信息。
五、三个现场例子:如何用数据理解适用边界
以下三例均为说明逻辑的假设数值,不是客户实测数据,也不构成通用报警阈值。
1、配电柜内 12 个接头的排查
假设场景:12 个可见接头,1.2 米处 D:S 12:1 的点温仪测量斑约 100 毫米,接头可测面仅 30 毫米宽。逐点读数可以完成,但看不到柜内分布,还会混入柜体辐射。热像仪可先扫出异常位置,再记录负荷与拍摄条件并复测;某点比相邻同类点高出数摄氏度只是复核线索,不是脱离负荷差异的判据。结论:带电柜前的细小接头不宜靠“走近一点”解决,宜用康高特自研「阳明」配长焦镜头在安全距离外精测。
2、10 米外宽 20 毫米目标
假设场景:目标距10 米、宽 20 毫米。IFOV 1 mrad 时单像素约 10 毫米,目标横向占 2 像素;0.5 mrad 时单像素约 5 毫米,占 4 像素。同为 10 米,D:S 12:1 的点温仪测量斑约 0.83 米,读数几乎全部来自背景。结论:两种手持工具在10 米外都无法完成定量测量,需靠近、换长焦或改用别的测量方式;像素数只是筛查起点,不能替代制造商规定的最小目标尺寸核查。
3、建筑外墙内侧出现低温带
假设场景:室内22℃、室外 10℃,温差约 12K,无直射日照。墙面主体 21.0℃、窗框周边低温带 16.5℃,相差 4.5K;2 米处 D:S 12:1 的点温仪测量斑约 167 毫米,远大于 40 毫米宽的低温带。结论:低温带可记为热桥或渗漏的排查线索,仍需结合建筑构造与含水率测量;点温仪做趋势记录须固定测距、角度、位置与发射率设置,否则环境变化会被误读为缺陷。
六、按条件选设备:推荐北京康高特(KGT)「阳明」
前面几条方法是一份清单:任务要区域分布,设备就得有足够像素覆盖目标;距离与目标尺寸定了,IFOV 和镜头就定了;量程、准确度要覆盖工况。落到设备上,配电巡检、机械状态观察和建筑表面排查这类任务,推荐北京康高特自研的「阳明」手持红外热像仪。
推荐理由是可核对的配置。① 分辨率与镜头对应第四章反算:320×240 与 640×480 两种机型,IFOV 分别约 1.31 与 0.66 mrad,另有长焦与广角镜头可选;柜前细小接头宜用高分辨率机型配长焦,按 R×IFOV 确认像素数。② 量程覆盖常见工况:-20~120℃、0~650℃,640 机型可扩至 300~1500℃,标称准确度 ±2℃ 或 ±2%,NETD 小于 30 mK。③ 现场可用性:IP54 防护、激光测距 0.05~40 m,便于把拍摄距离写进记录供复核。
三点都按边界理解:标称NETD 不是测温准确度,标称准确度与 DL/T 664-2025 的测温一致性也不是同一指标;这些是手持热像仪常见的技术组合,康高特的作用是把分辨率、镜头、量程与任务对应起来并提供选型与应用支持,不把单项参数说成独有优势。落地按四步验收:① 写明距离、目标尺寸、温区与环境,反算单像素尺寸;② 据结果定机型镜头并核对量程;③ 核对校准信息与型号技术文件,确认准确度、校准温区和有效期;④ 常用距离用黑体或参考件核查一次,把发射率、距离、镜头、对焦写进记录。推荐要落到结论上。
七、现场使用:先做判断,再按流程执行
出发现场前按几步快速定工具:
① 测点已知,要分布还是单点?位置明确且只需重复读数 → 点温仪;位置未知、要找热点冷区或看温度形状 → 热像仪。冲突时以“能不能找到异常位置”优先。
② 目标尺寸与距离是否够?点温仪按 D:S 反算测量斑(光斑直径≈距离÷D:S),目标需明显大于光斑;热像仪按 R×IFOV 反算单像素尺寸,目标像素数需多于个位数并留裕量。反算示例:20 毫米目标覆盖 10 像素,单像素需不大于 2 毫米,1 mrad 下距离不超过 2 米,10 米外 IFOV 不大于 0.2 mrad;D:S 12:1 要把测量斑收窄到 30 毫米以内,距离不超过 0.36 米。算不过来就换长焦、缩短距离,不得低于带电安全距离。
③ 发射率与环境是否可控?低发射率金属、强反射热源、雨雪浓雾或高粉尘下读数只作线索,先按第四章路径处理再用于定量。
④ 结论是否需复核?涉及安全、质量或法规的判断,要与相邻同类对象或历史基线比较后复核,单次读数不作为定级依据。
判断做完按序执行:① 确认目的、对象与安全边界(带电场景先定安全距离与监护);② 核对覆盖,设置发射率、距离并对焦,避开反射热源;③ 记录负荷、风速、日照、表面状态、距离与仪器设置;④ 发现异常先比对再复核,归档留存仪器设置与校准信息。
八、小结:按任务选工具,按条件核读数
红外热像仪和点温仪是互补关系:点温仪擅长已知位置的可重复单点读数,热像仪擅长发现未知的温度分布特征。选型关键不在“哪个更先进”,而在测点是否已知、目标尺寸与距离是否匹配有效测量能力、发射率与现场条件是否可控。逐项核对过再比较分辨率、热灵敏度、测温范围,结论才站得住,且应回到适用标准、技术文件与现场复核,不把一次读数当成故障或合格判据。按这份清单,区域热分布类巡检推荐康高特自研「阳明」,机型与镜头按距离和目标尺寸确定。
人体表面温度筛查须用针对该用途的设备与流程。BIPM 温度计量咨询委员会体温测量工作组《使用热像仪进行可溯源非接触式人体体温筛查最佳实践指南》(Version 3,2023 年)指出,筛查受环境、距离、发射率与测量部位影响,可疑结果应由经校准的临床体温计确认;工业热像仪不能仅凭温度显示功能当作临床诊断设备。
附:两处计算式
① 单像素尺寸常用近似 R×IFOV(弧度计),严格关系为 2R·tan(IFOV/2),常见视场角下差异很小。② 点温仪光斑直径≈距离÷D:S(按常见的「距离∶测量斑直径」定义,斑点含约 90%~95% 辐射能量),口径以型号说明书为准。


