激光粒度儀(Laser Particle Size Analyzer)用于測量物料粒度大小及粒度分布，是無機分析、有機分析和生物分析中較為常用的粒度分析儀器。

工作原理

利用激光對樣品中的粒子進行散射，通過測量散射光的強度和角度來計算出粒子的大小和分布情況。由于激光具有很好的單色性和極強的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會照射到無窮遠的地方，并且在傳播過程中很少有發散的現象。

激光束在無阻礙狀態下的傳播示意圖

米氏散射理論表明，當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發生散射現象，散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關，顆粒越大，產生的散射光的θ角就越小；顆粒越小，產生的散射光的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，如下圖所示。進一步研究表明，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。

不同粒徑的顆粒產生不同角度的散射光

為了測量不同角度上的散射光的光強，需要運用光學手段對散射光進行處理。我們在光束中的適當的位置上放置一個富氏透鏡，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富氏透鏡照射到多元光電探測器上時，光信號將被轉換成電信號并傳輸到電腦中，通過專用軟件對這些信號進行處理，就會準確地得到粒度分布了，如下圖所示。

激光粒度儀原理示意圖

光在傳播中，波前受到與波長尺度相當的隙孔或顆粒的限制，以受限波前處各元波為源的發射在空間干涉而產生衍射和散射，衍射和散射的光能的空間(角度)分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關。用激光做光源，光為波長一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間(角度)分布就只與粒徑有關。對顆粒群的衍射，各顆粒級的多少決定著對應各特定角處獲得的光能量的大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應反映著各顆粒級的分布豐度。按照這一思路可建立表征粒度級豐度與各特定角處獲取的光能量的數學物理模型，進而研制儀器，測量光能，由特定角度測得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應粒徑級的豐度比例量。

特點優勢

激光粒度儀集成了激光技術、現代光電技術、電子技術、精密機械和計算機技術，具有精度高、可靠性好、測量范圍廣、操作簡便、數據處理快速等優點，現已成為全世界流行的粒度測試儀器。

? 高精度 快速測量

在科學研究和工程技術領域中，需要對樣品的顆粒大小和分布進行準確的測量，才能進行下一步的設計、制造和應用。激光粒度分析儀能夠快速、精確地測量樣品的粒度大小，并提供統計結果，為后續工作提供重要參考。

? 測量范圍廣

該儀器可以測量幾納米至數百微米的顆粒，且能夠分析相對分布、體積分布、數值分布和累積分布等多種數據形式。因此，它適用于不同領域的顆粒測量需求，如納米顆粒、生物顆粒等。

? 操作簡便 易于維護

操作人員只需按照儀器操作說明進行操作即可，無需特殊技能。同時，激光粒度儀的光路系統采用全封閉設計，儀器內部幾乎沒有運動部件，維護簡單、易于清洗。放入分散介質和被測樣品，啟動超生發生器使樣品充分分散，然后啟動循環泵，實際的測試過程只有幾秒鐘。測試結果以粒度分布數據表、分布曲線、比表面積、D10、D50、D90等方式顯示、打印和記錄。

? 數據處理快速

該儀器的軟件可以在各種計算機視窗平臺上運行，具有操作簡單直觀的特點，不僅對樣品進行動態檢測，而且具有強大的數據處理與輸出功能，用戶可以選擇和設計理想的表格和圖形輸出。

應用領域

激光粒度分析儀廣泛應用于顆粒物質的制造、加工和研究領域，如化工材料、食品、醫藥、燃料、涂料、環保等方面。

? 醫藥行業

在藥品制造和醫療器械生產等領域中有著廣泛的應用，可以用來測量粉末、膏體、納米藥物的粒徑分布、形態特征等。

? 礦物分析

礦物粉末在各種加工過程中，其粒徑分布和形態特征是影響產品性能的重要因素。因此，利用激光粒度分析儀可以對各種礦物粉末進行精確地尺寸測量，判定其質量是否符合要求，同時也為研究物料機理提供有價值的數據。

? 粉末冶金

可以對各種粉末材料進行粒度測量，如合金粉末、金屬粉末等。在粉末冶金制品研究中，對材料中的粒子尺寸、形態等特征進行精確測量，可以為產品性能的控制和改進提供重要依據。

? 生物醫學研究

可以用來測量細胞、蛋白質、DNA、RNA等生物大分子的粒徑分布和形態特征。通過這種方法可以更好地研究生物大分子的結構和功能，對于疾病診斷和治療，有著重要的意義。

? 色素工業

顏料、染料、油墨等色素中的粒徑分布和形態特征直接影響著其色素性能。利用激光粒度分析儀可以對色素進行精確測量和控制，保證產品的質量并優化其性能，有著廣泛的應用前景。

? 化學工業

激光粒度分析可用于檢測化學品、潤滑油、乳化液等物質中的粒徑大小及其分布趨勢，并能幫助研究化學品的特性。這些數據可應用于催化劑、化學品制造等領域。

? 食品工業

在食品加工過程中可以用來測量面粉、糖、乳制品等物料中的粒徑分布、形態特征等，確保產品的質量和口感。同時，還能研究這些物質中存在的微生物和其他形態特征，對食品安全和健康生產也起到重要的作用。

應用前景

激光粒度分析儀的應用范圍很廣，涵蓋了許多行業和領域，這些應用領域對儀器的穩定性、精度及分辨率等要求也很高。隨著科技的發展，它的應用將越來越廣泛，促進更多領域的發展與繁榮。

隨著醫藥行業的快速發展，藥物粒子的粒徑和粒度分布對藥物的療效和安全性有著至關重要的影響。激光粒度儀能夠快速、準確地測量藥物的粒徑和粒度分布，為醫藥行業提供了一種可靠的解決方案。

在采礦行業中，對礦石的粒徑和粒度分布的測量和控制非常重要，因為它們直接影響到礦石的產量和質量。激光粒度儀能夠快速、準確地測量礦石的粒徑和粒度分布，為采礦行業提供了一種高效的解決方案。

在環保領域，對懸浮顆粒物和氣溶膠的測量和控制非常重要，因為它們會對空氣質量和環境產生影響。激光粒度儀能夠快速、準確地測量懸浮顆粒物和氣溶膠的粒徑和粒度分布，為環保行業提供了一種可靠的解決方案。

在化工領域，對化學反應物的粒徑和粒度分布的測量和控制非常重要，因為它們直接影響到化學反應的效率和產品質量。激光粒度儀能夠快速、準確地測量化學反應物的粒徑和粒度分布，為化工行業提供了一種高效的解決方案。

因此，我們可以預見，未來激光粒度儀行業將會迎來更加廣闊的發展空間和更加美好的前景。