激光粒度仪测量原理 丹东市百特测试设备服务中心（仅供参考）第1 页 激光粒度测量原理 （丹东市百特仪器有限公司 王永全） 引 言 目前，在颗粒粒度测量仪器中，激光衍射式粒度测量仪已得到广泛应用，特别是在国外，该种仪器已取得一致公认。其显著特点是：测量精度高、反应速度快、重复性好、可测粒径范围广、可进行非接触测量等。 国内对于该类型仪器的研究和生产都相对不足。而我国的市场需求量又十分巨大，每年都需大量进口国外的仪器。国外仪器比较昂贵，价格最低的也在5 万美元左右。保守一点估计，我国每年至少需 100 台，那么每年用于该类型仪器的外汇最少也有500 万美元。 近年来我们研制成功了多种型号的激光粒度测量仪。它们的只要性能与国外同类产品相当，而价格却不到其十分之 一左右。 激光衍射式粒度测量仪的测量原理 我们所 研制的激光粒度测量仪的工 作 原理基 于夫 朗 和费 （Fraunhofer）衍射和米 （Mie）氏 散射理论 相结 合 。物 理光学 推 论 ，颗粒对于入 射光的散 射服从 经 典 的米 氏 理论 。米 氏 散 射理论 是麦克 斯 韦 电 磁 波 方 程 组 的严 格数 学 解 ，夫 朗 和费 衍射只是严 格米 氏 散 射理论 的一种近似 。适 用于当被 测颗粒的直 径远 大于入 射光的波 长 时 的情 况 。夫 朗 和费 衍射假 定 光源 和接收 屏 幕 都距 离 衍射屏无 穷 远 ，从 理论 上 考虑 ，夫 朗 和费 衍射在应用中要相对简 单 。 低能源 半 导 体 激光器发 出 波 长 为 0.6328 微 米 的单 色 光，经 空 间 滤 波 和扩 束 透 镜 ，滤 去 杂 光形成直 径最大 10mm 的平 行单 色 光束 。该光束 照 射测量区 中的颗粒时 ，会 产生光的衍射现 象 。衍射光的强 度分布 服从 夫 朗 和费 衍射理论 。在测量区 后 的付 立 叶 转 换 透 镜 是接收 透 镜（已知 透 镜 的范围），在它的后 聚 焦 平 面 上 形 成散 射光的远 磁 场衍射图 形 。在接收 透 镜 后 聚 焦 平 面 上 放 置 一多环 光电 检测器，它接收 衍射光的能量并 转 换 成电 信 号输 出 。检 测器上 的中心小 孔 （中央 检 测器）测定 允 许的样 品体 积 浓 度。在分析 光束 中的颗粒的衍射图 是静 止 的并 集 中在透 镜 光轴 的范围。因 此 颗粒动态 ...
