干法激光粒度儀是一種利用光的散射現(xiàn)象來(lái)測(cè)量固體顆粒粒度分布的精密儀器，廣泛應(yīng)用于建材、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。其核心原理基于顆粒對(duì)激光的散射規(guī)律，通過(guò)精準(zhǔn)捕捉散射光信號(hào)并進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒粒度的快速、準(zhǔn)確測(cè)定。?
1、光的散射與顆粒特性的關(guān)聯(lián)?
當(dāng)一束平行的激光照射到顆粒上時(shí)，會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象，即光線偏離原來(lái)的傳播方向而分散開(kāi)來(lái)。這種散射遵循米氏散射理論和瑞利散射理論：對(duì)于粒徑遠(yuǎn)小于激光波長(zhǎng)的顆粒，主要發(fā)生瑞利散射，散射光強(qiáng)度與顆粒直徑的六次方成正比，且散射角較??；對(duì)于粒徑與激光波長(zhǎng)相當(dāng)或更大的顆粒，則以米氏散射為主，散射光強(qiáng)度與顆粒直徑、折射率、激光波長(zhǎng)及散射角等多種因素相關(guān)，散射光在各個(gè)方向上的分布呈現(xiàn)特定規(guī)律。?
粒度儀正是利用這一特性，通過(guò)測(cè)量不同角度的散射光強(qiáng)度，建立散射光分布與顆粒粒度分布之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而反推出顆粒的大小及其分布情況。?
2、光路系統(tǒng)的精密設(shè)計(jì)?
激光粒度儀的光路系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量的基礎(chǔ)，主要由激光光源、擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)、樣品池、傅里葉透鏡和光電探測(cè)器陣列組成。?
激光光源通常采用氦 - 氖激光器，其發(fā)出的激光具有單色性好、相干性強(qiáng)、強(qiáng)度穩(wěn)定的特點(diǎn)，能保證散射光信號(hào)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)將激光束擴(kuò)束并準(zhǔn)直為平行光束，確保照射到樣品上的光線均勻且平行，減少因光束發(fā)散導(dǎo)致的測(cè)量誤差。?
樣品池是顆粒與激光相互作用的區(qū)域，干法測(cè)量中，顆粒以氣溶膠狀態(tài)通過(guò)樣品池，與平行激光束交匯產(chǎn)生散射。傅里葉透鏡則能將不同角度的散射光聚焦到光電探測(cè)器陣列的不同位置，即小角度散射光聚焦到探測(cè)器的外圍，大角度散射光聚焦到中心區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)散射光空間分布的精準(zhǔn)捕捉。?
3、樣品分散的關(guān)鍵作用?
在干法測(cè)量中，樣品的分散效果直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。干法激光粒度儀配備專(zhuān)門(mén)的干法分散系統(tǒng)，通常由氣源、分散裝置和樣品輸送機(jī)構(gòu)組成。?
氣源提供穩(wěn)定的壓縮空氣，經(jīng)過(guò)凈化和穩(wěn)壓處理后，進(jìn)入分散裝置。分散裝置通過(guò)高速氣流沖擊、剪切或振動(dòng)等方式，將團(tuán)聚的顆粒分散成單個(gè)顆粒，避免因顆粒團(tuán)聚導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大。樣品輸送機(jī)構(gòu)則將分散后的顆粒均勻地送入樣品池，確保顆粒以穩(wěn)定的濃度穿過(guò)激光束，使散射光信號(hào)具有良好的代表性。?
4、信號(hào)檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理的協(xié)同?
光電探測(cè)器陣列負(fù)責(zé)將接收到的散射光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，陣列由多個(gè)不同位置的探測(cè)器組成，能同時(shí)檢測(cè)不同角度的散射光強(qiáng)度。中心區(qū)域的探測(cè)器用于捕捉大角度散射光，對(duì)應(yīng)小顆粒信息；外圍探測(cè)器則檢測(cè)小角度散射光，對(duì)應(yīng)大顆粒信息。?
電信號(hào)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型（結(jié)合米氏散射理論或瑞利散射理論），將散射光強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顆粒的粒度分布數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可得出顆粒的 D10、D50、D90 等特征粒徑參數(shù)，以及粒度分布曲線，全面反映樣品的粒度特性。?
干法激光粒度儀憑借其基于光散射原理的精密設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)顆粒粒度的高效、準(zhǔn)確測(cè)量，為工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中顆粒物料的質(zhì)量控制與特性研究提供了有力的技術(shù)支持。?
