激光粒度仪在粒度检测中的应用

激光粒度分析不仅在先进的材料工程、国防工业、军事科学、而且在众多传统产业中都有广泛的应用前景。特别是高新材料科学的研究与开发 ,产品的质量控制等 ,如 :陶瓷、粉末冶金、稀土、电池、制药 、食品、饮料 、水泥 、涂料 、粘合剂 、颜料、塑料、保健及化妆品 。

由于颗粒粒子的特异性能在于它的粒径十分细小,粒径大小是表征颗粒性能的一个重要参数, 因此 ,对颗粒粒径进行测量是开展材料检测、评价颗粒材料的重要指标。当光线照射到颗粒上时会发生散射、衍射 。其衍射、散射光强度均与粒子的大小有关。观测其光强度，可应用夫琅和费衍射理论和 Mie 散射理论求得粒子径分布(激光衍射/散射法)。
 

光入射到球形粒子时可产生三类光:1)在粒子表面 、通过粒子内部、经粒子内表面的反射光;2）通过粒子内部而折射出的光;3)在表面的衍射光。这些现象与粒子的大小无关。全都可以作为光散射处理 。一般地，光散射现象可以用经Maxwell 电磁方程式严密解出的 Mie 散射理论说明。但是，实际使用起来过于复杂, 为了求得实际的光强度,可根据入射波长 λ和粒子半径r的关系 ,即 :r<<λ时,Rayleigh 散射理论r>>λ时,Fraunhofer衍射理论在使用上述理论时 ,应考虑到光的波长和粒子径的关系,在不同的领域使用不同的理论。
 

粒子径大于波长的时候,由Fraunhofer 衍射理论求得的衍射光强度和 Mie散射理论求得的散射光强度大体是一致的。因此，可以把Fraunhofer衍射理论作为 Mie 散射理论的近似处理。这时,光散射(衍射)的方向几乎都集中在前方,其强度与粒子径的大小有关,有很大的变化。即，表示粒子径固有的光强度谱。解出粒子的光强度分布(散射谱)就可以定出粒子径。当波长和粒子径很接近的时候 ,不能用 Fraunhofer 的近似式来表示散射强度。这时有必要根据 Mie 散射理论作进一步讨论。在Mie 散射中的散射光强度由入射光波长(λ)、粒子径(a)、粒子和介质的相对折射率(m)来确定。