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微納分析激光粒度儀的原理及光學(xué)結構

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激光粒度儀是根據顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現象測試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和極強的方向性，所以在沒(méi)有阻礙的無(wú)限空間中激光將會(huì )照射到無(wú)窮遠的地方，并且在傳播過(guò)程中很少有發(fā)散的現象。

 

　　米氏散射理論表明，當光束遇到顆粒阻擋時(shí)，一部分光將發(fā)生散射現象，散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個(gè)夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關(guān)，顆粒越大，產(chǎn)生的散射光的θ角就越??；顆粒越小，產(chǎn)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(jìn)一步研究表明，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數量。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(xué)手段對散射光進(jìn)行處理。在光束中的適當的位置上放置一個(gè)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(guò)富氏透鏡照射到多元光電探測器上時(shí)，光信號將被轉換成電信號并傳輸到電腦中，通過(guò)專(zhuān)用軟件對這些信號進(jìn)行數字信號處理，就會(huì )準確地得到粒度分布了。

 

　　激光粒度儀的光學(xué)結構

 

　　激光粒度儀的光路由發(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(xué)結構的關(guān)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(guò)測量區，以便儀器獲得樣品的粒度信息。