干法激光粒度仪是一种利用光的散射现象来测量固体颗粒粒度分布的精密仪器，广泛应用于建材、化工、医药等领域。其核心原理基于颗粒对激光的散射规律，通过精准捕捉散射光信号并进行分析，实现对颗粒粒度的快速、准确测定。
1、光的散射与颗粒特性的关联
当一束平行的激光照射到颗粒上时，会发生散射现象，即光线偏离原来的传播方向而分散开来。这种散射遵循米氏散射理论和瑞利散射理论：对于粒径远小于激光波长的颗粒，主要发生瑞利散射，散射光强度与颗粒直径的六次方成正比，且散射角较小；对于粒径与激光波长相当或更大的颗粒，则以米氏散射为主，散射光强度与颗粒直径、折射率、激光波长及散射角等多种因素相关，散射光在各个方向上的分布呈现特定规律。
粒度仪正是利用这一特性，通过测量不同角度的散射光强度，建立散射光分布与颗粒粒度分布之间的对应关系，从而反推出颗粒的大小及其分布情况。
2、光路系统的精密设计
激光粒度仪的光路系统是实现精准测量的基础，主要由激光光源、扩束准直系统、样品池、傅里叶透镜和光电探测器阵列组成。
激光光源通常采用氦 - 氖激光器，其发出的激光具有单色性好、相干性强、强度稳定的特点，能保证散射光信号的稳定性和可重复性。扩束准直系统将激光束扩束并准直为平行光束，确保照射到样品上的光线均匀且平行，减少因光束发散导致的测量误差。
样品池是颗粒与激光相互作用的区域，干法测量中，颗粒以气溶胶状态通过样品池，与平行激光束交汇产生散射。傅里叶透镜则能将不同角度的散射光聚焦到光电探测器阵列的不同位置，即小角度散射光聚焦到探测器的外围，大角度散射光聚焦到中心区域，实现对散射光空间分布的精准捕捉。
3、样品分散的关键作用
在干法测量中，样品的分散效果直接影响测量结果的准确性。干法激光粒度仪配备专门的干法分散系统，通常由气源、分散装置和样品输送机构组成。
气源提供稳定的压缩空气，经过净化和稳压处理后，进入分散装置。分散装置通过高速气流冲击、剪切或振动等方式，将团聚的颗粒分散成单个颗粒，避免因颗粒团聚导致测量结果偏大。样品输送机构则将分散后的颗粒均匀地送入样品池，确保颗粒以稳定的浓度穿过激光束，使散射光信号具有良好的代表性。
4、信号检测与数据处理的协同
光电探测器阵列负责将接收到的散射光信号转换为电信号，阵列由多个不同位置的探测器组成，能同时检测不同角度的散射光强度。中心区域的探测器用于捕捉大角度散射光，对应小颗粒信息；外围探测器则检测小角度散射光，对应大颗粒信息。
电信号经放大和模数转换后，传输至数据处理系统。系统根据预先建立的数学模型（结合米氏散射理论或瑞利散射理论），将散射光强度分布数据转换为颗粒的粒度分布数据。通过对数据的统计分析，可得出颗粒的 D10、D50、D90 等特征粒径参数，以及粒度分布曲线，全面反映样品的粒度特性。
干法激光粒度仪凭借其基于光散射原理的精密设计，实现了对颗粒粒度的高效、准确测量，为工业生产和科学研究中颗粒物料的质量控制与特性研究提供了有力的技术支持。
