激光粒度儀原理
導讀：激光粒度儀顧名思義既然是粒度儀那當然是測量顆粒的，利用了激光具有的單色性和極強的方向性等特性，本文將詳細解述激光粒度儀的工作原理，感興趣的童鞋快來學習學習吧。
激光粒度儀原理——什么是激光粒度儀
激光粒度儀是利用顆粒對光的散射(衍射)現(xiàn)象測量顆粒大小的。即光在行進過程中遇到顆粒(障礙物)時，會有一部分偏離原來的傳播方向，顆粒尺寸越小，偏離量越大;顆粒尺寸越大，偏離量越小.散射現(xiàn)象可用嚴格的電磁波理論，
即Mie散射理論描述。當顆粒尺寸較大(至少大于2倍波長)，并且只考慮小角散射(散射角小于5°)時，散射光場也可用較簡單的Fraunhoff衍射理
激光粒度儀原理——結構
激光粒度儀的光路如下圖所示：由發(fā)射、接受和測量窗口等三部分組成。
發(fā)射部分由光源和光束處理器件組成，主要是為儀器提供單色的平行光作為照明光。
接收器是儀器光學結構的關鍵。測量窗口主要是讓被測樣品在完全分散的懸浮狀態(tài)下通過測量區(qū)，以便儀器獲得樣品的粒度信息。
激光粒度儀原理——原理
激光粒度儀是根據顆粒能使激光產生散射這一物理現(xiàn)象測試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和極強的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會照射到無窮遠的地方，并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
米氏散射理論表明，當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象，散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關，顆粒越大，產生的散射光的θ角就越小;顆粒越小，產生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大顆粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小顆粒引起的。進一步研究表明，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣，測量不同角度上的散射光的強度，就可以得到樣品的粒度分布了。
為了測量不同角度上的散射光的光強，需要運用光學手段對散射光進行處理。我們在光束中的適當?shù)奈恢蒙戏胖靡粋€富氏透鏡，在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組多元光電探測器，不同角度的散射光通過富氏透鏡照射到多元光電探測器上時，光信號將被轉換成電信號并傳輸?shù)诫娔X中，通過專用軟件對這些信號進行處理，就會準確地得到粒度分布了。
激光粒度儀原理——特點解剖
Ⅰ：重復性好
儀器采用Furanhofer衍射及Mie散射理論，測試過程不受溫度變化、介質黏度，試樣密度及表面狀態(tài)等諸多因素的影響，只要將待測樣品均勻地展現(xiàn)于激光束中，即可獲得準確的測試結果。
Ⅱ：采用半導體激光發(fā)生器
具有光參數(shù)穩(wěn)定、效率高、壽命長、不怕振動等一系列優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)氣體激光器由于自然漏氣，需定期更換的缺點。
Ⅲ：測試迅速
由于無須沉降過程，使測試速度大幅度提高，在通常情況下，1分鐘內即可完成一次樣品測試。(注：不包括樣品制備時間)。
Ⅳ：自動化程度高操作簡單
儀器采用微機進行實時控制，自動完成數(shù)據采集、分析處理、結果保存、打印等功能，操作簡單，自動化程度高。
Ⅴ：測試范圍寬
由于采用了大尺寸光電探測陣列(70個通道)、側向輔助光電探測陣列(12個通道)及其它相應技術，使 單透鏡 測試范圍達到0.1---450微米;并且由于儀器使用過程中無須更換鏡頭及調整光學系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，簡化了操作過程。
Ⅵ采用獨特的機械攪拌裝置
具有攪拌力矩大、速度快、攪拌均勻等一系列優(yōu)點。
激光粒度儀原理——可測試的對象
Ⅰ：各種非金屬粉：如重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土、石墨、硅灰石、水鎂石、重晶石、云母粉、膨潤土、硅藻土、黏土等。
Ⅱ：各種金屬粉：如鋁粉、鋅粉、鉬粉、鎢粉、鎂粉、銅粉以及稀土金屬粉、合金粉等。
Ⅲ：其它粉體：如催化劑、水泥、磨料、醫(yī)藥、農藥、食品、涂料、染料、熒光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各種乳濁液。
總結：激光粒度儀是根據顆粒能使激光產生散射這一物理現(xiàn)象測試粒度分布的原理工作的，配合米氏散射理論：當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象，散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關，顆粒越大，產生的散射光的θ角就越小;顆粒越小，產生的散射光的θ角就越大。
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