激光粒度仪原理

---

  激光粒度仪顾名思义既然是粒度仪那当然是测量颗粒的，利用了激光具有的单色性和极强的方向性等特性，本文将详细解述激光粒度仪的工作原理，感兴趣的童鞋快来学习学习吧。

  激光粒度仪是利用颗粒对光的散射(衍射)现象测量颗粒大小的。即光在行进过程中遇到颗粒(障碍物)时，会有一部分偏离原来的传播方向，颗粒尺寸越小，偏离量越大;颗粒尺寸越大，偏离量越小.散射现象可用严格的电磁波理论，

  即Mie散射理论描述。当颗粒尺寸较大(至少大于2倍波长)，并且只考虑小角散射(散射角小于5°)时，散射光场也可用较简单的Fraunhoff衍射理

  发射部分由光源和光束处理器件组成，主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。

  接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下经过测量区，以便仪器获得样品的粒度信息。

  激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有非常好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。

  米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就能够获得样品的粒度分布了。

  为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光做处理。我们在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件对这些信号做处理，就会准确地得到粒度分布了。

  仪器采用Furanhofer衍射及Mie散射理论，测试过程不受气温变化、介质黏度，试样密度及表面状态等诸多因素的影响，只要将待测样品均匀地展现于激光束中，就可以获得准确的测试结果。

  具有光参数稳定、效率高、寿命长、不怕振动等一系列优点，克服了传统气体激光器由于自然漏气，需定期更换的缺点。

  由于无须沉降过程，使测试速度大幅度提高，在通常情况下，1分钟内就可以完成一次样品测试。(注：不包括样品制备时间)。

  仪器采用微机进行实时控制，自动完成数据采集、分析处理、结果保存、打印等功能，简单易操作，自动化程度高。

  由于采用了大尺寸光电探测阵列(70个通道)、侧向辅助光电探测阵列(12个通道)及其它相应技术，使 单透镜 测试范围达到0.1---450微米;并且由于仪器使用的过程中无须更换镜头及调整光学系统，提高了系统的稳定性，简化了操作过程。

  Ⅰ：各种非金属粉：如重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、石墨、硅灰石、水镁石、重晶石、云母粉、膨润土、硅藻土、黏土等。

  Ⅱ：各种金属粉：如铝粉、锌粉、钼粉、钨粉、镁粉、铜粉以及稀土金属粉、合金粉等。

  Ⅲ：其它粉体：如催化剂、水泥、磨料、医药、农药、食品、涂料、染料、荧光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各种乳浊液。

  总结：激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的原理工作的，配合米氏散射理论：当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。