激光粒度儀的測(cè)量下限

激光粒度儀測(cè)量粒度的原理是米氏散射理論。米氏散射理論用數(shù)學(xué)語言描述折射率為 n、吸收率為 m、粒徑為 d 的球形顆粒，在波長(zhǎng)為 λ 的激光照射下，散射光強(qiáng)度隨散射角 θ 變化的空間分布函數(shù)，此函數(shù)也稱為散射譜。

根據(jù)米氏散射理論，大顆粒的前向散射光很強(qiáng)而后向散射很弱；小顆粒的前向散射光弱而后向散射光很強(qiáng)。如圖所示的是固定波長(zhǎng)下的大、中、小顆粒的散射譜示意圖。激光粒度儀正是通過設(shè)置在不同散射角度的光電探測(cè)器陣列測(cè)這些散射譜來確定顆粒粒徑的大小。對(duì)于特定顆粒，這種散射譜在空間具有穩(wěn)定分布的特征，因此稱此種原理的激光粒度儀又稱為靜態(tài)激光粒度儀。

根據(jù)米氏散射理論，當(dāng)顆粒粒徑小到一定程度（如小于波長(zhǎng) 的 1/10 左右）時(shí)，光強(qiáng)分布變成了兩個(gè)相近似對(duì)稱的圓（圖 1(1) d<<λ），此時(shí)稱為瑞利散射。產(chǎn)生瑞利散射的大粒徑就是激光粒度儀的測(cè)試下限。激光粒度儀的測(cè)試下限還與激光波長(zhǎng)有關(guān)，激光波長(zhǎng)越長(zhǎng)測(cè)試下限越大，波長(zhǎng)越短測(cè)試下限小。研究表明，具有同時(shí)測(cè)量前向和后向散射光技術(shù)，同時(shí)具有差分散射譜識(shí)別技術(shù)的激光粒度儀，在用紅光（波長(zhǎng)為 635nm）做為光源時(shí)的測(cè)量極限為20nm，用綠光（波長(zhǎng)為 532nm）時(shí)的測(cè)量極限為 10 nm。