激光粒度仪的工作原理

激光粒度仪是通过颗粒的衍射或散射光的空间分布(散射谱)来分析颗粒大小的仪器，采用Furanhofer衍射及Mie散射理论，测试过程不受温度变化、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，即可获得准确的测试结果。

粒度是指颗粒的大小。通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的粒度用边长表示.对不规则的矿物等颗粒，可将与矿物颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。实验室常用的测定物料粒度分布的方法有激光粒度仪法、显微镜法和筛分法。由于激光粒度仪测量精度高、检测范围宽，测试结果稳定、操作方便快捷，现如今在各企事业中应用Z为广泛。

激光粒度仪粒度特性的几个关键指标：

①D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。

②D97：一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。其它如D10、D90等参数的定义与物理意义与D97相似。

③比表面积：单位重量的颗粒的表面积之和。比表面积的单位为m2/kg或cm2/g。比表面积与粒度有一定的关系，粒度越细，比表面积越大，但这种关系并不一定是正比关系。

欧美克激光粒度分析仪LS-609型（点击图片查看产品详情）

激光粒度仪的主要种类

1.静态激光

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

2.动态激光

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。

3.光透沉降

通常所说激光粒度仪是指衍射和散射原理的粒度仪，光透沉降仪，依据的原理是斯托克斯沉降定律而不是激光衍射/散射原理，因此这类仪器不能称作激光粒度仪。

激光粒度仪的工作原理

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。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。

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。散射理论和实验结果都告诉我们，散射角θ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。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，在不同的角度上测量散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。

激光粒度仪的测试对象

1.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。

2.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。

3.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。

激光粒度仪的优势：

激光粒度仪可以将物体粒度的分布很清晰地分辨出来，在分辨出后年就可以得出基本的结论，接着我们就可以利用这结论进行我们下一步的工作。至于这个仪器其实它也是有着自己的优点的，所以在这里我们需要就它的优点来进行分析。

1、可靠的光学平台

①采用水平直线光路布置，无反射棱镜，光路结构稳定可靠。

②底座采用槽钢制作，结构性好。器件安装平面一次性加工，光路一致性好。

③模块化结构设计，维护更加方便。

④整体外罩设计，防尘防水效果明显。

2、优化的光路结构

①光路采用透镜后傅立叶变换结构，Zda接收角不受傅立叶镜头口径限制。

②光源采用He-Ne气体激光发射器，相比于其他的激光发射器具有单色性好、相干性高、发散角小、稳定性强等优点，同时采用一体化激光发射器设计，有效降低了激光管热变形、外界机械振动对仪器稳定性的影响。

③对于激光发射器，除进行输出功率值的传统检测外，还增加输出功率稳定性试验，以保证仪器的测试性能。

④采取滤波平滑处理技术，降低激光管功率波动对测量的影响。

⑤增加后向探测器，扩展测量下限到0.1微米。

3、先进的数据采集及处理技术

①采用8通道同时采样16位ADC(模拟/数字转换器)，帧数据采样率高达1kHz。

②采用64通道同时采样技术和超低泄露电流采样保持开关，满量程精度高达0.15%。

③具备电背景补偿功能，有利于获得更加准确的光能数据。

激光粒度仪作为一种新型的粒度测试仪器，已经在粉体加工、应用与研究领域得到广泛的应用。它的特点是测试速度快、测试范围宽、重复性和真实性好、操作简便等等。