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激光粒度仪(Laser Particle Size Analyzer)用于测量物料粒度大小及粒度分布，是无机分析、有机分析和生物分析中较为常用的粒度分析仪器。

工作原理

利用激光对样品中的粒子进行散射，通过测量散射光的强度和角度来计算出粒子的大小和分布情况。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。

激光束在无阻碍状态下的传播示意图

米氏散射理论表明，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，θ角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。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的，如下图所示。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，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。

不同粒径的颗粒产生不同角度的散射光

为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。我们在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号并传输到电脑中，通过专用软件对这些信号进行处理，就会准确地得到粒度分布了，如下图所示。

激光粒度仪原理示意图

光在传播中，波前受到与波长尺度相当的隙孔或颗粒的限制，以受限波前处各元波为源的发射在空间干涉而产生衍射和散射，衍射和散射的光能的空间(角度)分布与光波波长和隙孔或颗粒的尺度有关。用激光做光源，光为波长一定的单色光后，衍射和散射的光能的空间(角度)分布就只与粒径有关。对颗粒群的衍射，各颗粒级的多少决定着对应各特定角处获得的光能量的大小，各特定角光能量在总光能量中的比例，应反映着各颗粒级的分布丰度。按照这一思路可建立表征粒度级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型，进而研制仪器，测量光能，由特定角度测得的光能与总光能的比较推出颗粒群相应粒径级的丰度比例量。

特点优势

激光粒度仪集成了激光技术、现代光电技术、电子技术、精密机械和计算机技术，具有精度高、可靠性好、测量范围广、操作简便、数据处理快速等优点，现已成为全世界流行的粒度测试仪器。

• 高精度 快速测量

在科学研究和工程技术领域中，需要对样品的颗粒大小和分布进行准确的测量，才能进行下一步的设计、制造和应用。激光粒度分析仪能够快速、精确地测量样品的粒度大小，并提供统计结果，为后续工作提供重要参考。

• 测量范围广

该仪器可以测量几纳米至数百微米的颗粒，且能够分析相对分布、体积分布、数值分布和累积分布等多种数据形式。因此，它适用于不同领域的颗粒测量需求，如纳米颗粒、生物颗粒等。

• 操作简便 易于维护

操作人员只需按照仪器操作说明进行操作即可，无需特殊技能。同时，激光粒度仪的光路系统采用全封闭设计，仪器内部几乎没有运动部件，维护简单、易于清洗。放入分散介质和被测样品，启动超生发生器使样品充分分散，然后启动循环泵，实际的测试过程只有几秒钟。测试结果以粒度分布数据表、分布曲线、比表面积、D10、D50、D90等方式显示、打印和记录。

• 数据处理快速

该仪器的软件可以在各种计算机视窗平台上运行，具有操作简单直观的特点，不仅对样品进行动态检测，而且具有强大的数据处理与输出功能，用户可以选择和设计理想的表格和图形输出。

应用领域

激光粒度分析仪广泛应用于颗粒物质的制造、加工和研究领域，如化工材料、食品、医药、燃料、涂料、环保等方面。

• 医药行业

在药品制造和医疗器械生产等领域中有着广泛的应用，可以用来测量粉末、膏体、纳米药物的粒径分布、形态特征等。

• 矿物分析

矿物粉末在各种加工过程中，其粒径分布和形态特征是影响产品性能的重要因素。因此，利用激光粒度分析仪可以对各种矿物粉末进行精确地尺寸测量，判定其质量是否符合要求，同时也为研究物料机理提供有价值的数据。

• 粉末冶金

可以对各种粉末材料进行粒度测量，如合金粉末、金属粉末等。在粉末冶金制品研究中，对材料中的粒子尺寸、形态等特征进行精确测量，可以为产品性能的控制和改进提供重要依据。

• 生物医学研究

可以用来测量细胞、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的粒径分布和形态特征。通过这种方法可以更好地研究生物大分子的结构和功能，对于疾病诊断和治疗，有着重要的意义。

• 色素工业

颜料、染料、油墨等色素中的粒径分布和形态特征直接影响着其色素性能。利用激光粒度分析仪可以对色素进行精确测量和控制，保证产品的质量并优化其性能，有着广泛的应用前景。

• 化学工业

激光粒度分析可用于检测化学品、润滑油、乳化液等物质中的粒径大小及其分布趋势，并能帮助研究化学品的特性。这些数据可应用于催化剂、化学品制造等领域。

• 食品工业

在食品加工过程中可以用来测量面粉、糖、乳制品等物料中的粒径分布、形态特征等，确保产品的质量和口感。同时，还能研究这些物质中存在的微生物和其他形态特征，对食品安全和健康生产也起到重要的作用。

应用前景

激光粒度分析仪的应用范围很广，涵盖了许多行业和领域，这些应用领域对仪器的稳定性、精度及分辨率等要求也很高。随着科技的发展，它的应用将越来越广泛，促进更多领域的发展与繁荣。

随着医药行业的快速发展，药物粒子的粒径和粒度分布对药物的疗效和安全性有着至关重要的影响。激光粒度仪能够快速、准确地测量药物的粒径和粒度分布，为医药行业提供了一种可靠的解决方案。

在采矿行业中，对矿石的粒径和粒度分布的测量和控制非常重要，因为它们直接影响到矿石的产量和质量。激光粒度仪能够快速、准确地测量矿石的粒径和粒度分布，为采矿行业提供了一种高效的解决方案。

在环保领域，对悬浮颗粒物和气溶胶的测量和控制非常重要，因为它们会对空气质量和环境产生影响。激光粒度仪能够快速、准确地测量悬浮颗粒物和气溶胶的粒径和粒度分布，为环保行业提供了一种可靠的解决方案。

在化工领域，对化学反应物的粒径和粒度分布的测量和控制非常重要，因为它们直接影响到化学反应的效率和产品质量。激光粒度仪能够快速、准确地测量化学反应物的粒径和粒度分布，为化工行业提供了一种高效的解决方案。

因此，我们可以预见，未来激光粒度仪行业将会迎来更加广阔的发展空间和更加美好的前景。