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激光粒度分析仪的测量原理

点击次数:5453 更新时间:2011-03-28
 
    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Fraunhofer 衍射理论和Mie 散射理论求得粒子径分布(激光衍射/ 散射法),使用Mie 散射理论进行计算。光入射到球形粒子时可产生三类光:*类,在粒子表面、通过粒子内部、经粒子内表面的反射光;第二类,通过粒子内部而折射出的光;第三类,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、粒子径、粒子和介质的相对折射率来确定。为激光粒度分析仪工作原理简图。

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