激光粒度仪的工作原理及选购

为什么采用激光作光源?

激光是一种具有良好准直性、单色性的光源，由于它的单色性，当颗粒进入到激光束中时，可以得到清晰的光散射能谱分布，而这些能谱分布与粒径有关。

半导体激光有什么优点?

激光是二十世纪的重要发明之一，而半导体激光器是近二十年来激光科技进步的产物。它的优点是体积小，重量轻，效率高，电压低，寿命长，抗震性强等。早期的半导体激光器发出的激光单色性差，无法作为检测仪器的光源。随着科技的进步，现在高质量的半导体激光器所发出的激光的单色性已经接近或达到氦氖激光器的水平，在很多应用领域已经取代氦氖激光器。由于半导体激光器有众多优点，所以国外品牌激光粒度仪现在也大都改用半导体激光器做光源。

静态光散射激光粒度仪

能谱是稳定的空间分布。主要适用于微米级颗粒的的测试，经过改进也可将测量下限扩展到几十纳米。

动态光散射原理的激光粒度仪

根据颗粒布朗运动的快慢，通过检测某一个或二个散射角的动态光散射信号分析纳米颗粒大小，能谱是随时间高速变化。动态光散射原理的粒度仪仅适用于纳米级颗粒的测试

沉降粒度分析仪

沉降粒度仪，依据的原理是斯托克斯沉降定律

激光粒度仪测量原理由激光器发出的一束激光，经滤波、扩束、准值后变成一束平行光，在该平行光束没有照射到颗粒的情况下，光束穿过富氏透镜后在焦平面上汇聚形成一个很小很亮的光点——焦点。如图下图所示：

激光粒度仪测量原理图[4]当通过某种特定的方式把颗粒均匀地放置到平行光束中时，激光将发生散射现象，一部分光向与光轴成一定的角度向外扩散。理论与实践都证明，大颗粒引发的散射光的散射角小，颗粒越小，散射光的散射角越大。这些不同角度的散射光通过富氏透镜后将在焦平面上将形成一系列的光环，由这些光环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑。Airy中包含着丰富的粒度信息，简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径的颗粒，半径小的光环对应着较大粒径的颗粒;不同半径上光环的光能大小包含该粒径颗粒的含量信息。这样我们就在焦平面上安装一系列光的电接收器，将这些由不同粒径颗粒散射的光信号转换成电信号，并传输到计算机中，再采用米氏散射理论通过计算机将这些信号进行数学处理，就可以得出粒度分布了。