顆粒粒徑及其分布是評價粉體材料性能的關鍵參數，直接影響產品的流動性、溶解性、反應活性等重要特性。傳統的篩分法、沉降法等粒徑分析方法不僅耗時費力，而且難以全面反映顆粒體系的真實狀況。20世紀70年代，隨著激光技術的成熟，激光粒度儀應運而生，改變了顆粒表征的技術格局。

***、工作原理與技術特點

激光粒度儀的核心工作原理基于激光與顆粒相互作用產生的光散射現象。當激光束照射到分散的顆粒系統時，顆粒會使入射光發生散射，散射光的強度分布和角度分布與顆粒的大小直接相關。通過檢測這些散射光信號并運用適當的光學模型進行計算，就可以反演出顆粒的粒徑分布信息。

它通常由激光光源、光學系統、樣品分散裝置、光電檢測器和計算機數據處理系統五大部分組成。激光光源***般采用氦氖激光器或半導體激光器，輸出功率在1-10mW之間，具有優異的單色性和方向性。光學系統包括準直透鏡、傅里葉透鏡等組件，用于收集不同角度的散射光信號。樣品分散裝置確保顆粒在測量過程中保持適當濃度和均勻分散狀態。光電檢測器陣列負責將光信號轉換為電信號，***終由計算機通過專用算法計算出粒徑分布結果。

與傳統粒徑分析方法相比，具有明顯的技術優勢：測量速度快，單次測量通常在1-3分鐘內完成；測量范圍寬，現代儀器可覆蓋0.01微米至3000微米的寬廣范圍；重復性好，自動化程度高，人為誤差小；可提供完整的粒徑分布曲線，而不僅是平均粒徑值。

二、主要類型及比較

根據測量原理和應用需求的不同，主要分為激光衍射式、動態光散射式和圖像分析式三種類型。激光衍射式粒度儀（也稱為靜態光散射儀）適用于0.1-3000微米范圍的顆粒測量，基于夫瑯禾費衍射理論和米氏散射理論，通過分析散射光的空間強度分布來確定粒徑。這類儀器測量速度快、重復性好，廣泛應用于粉體材料、水泥、陶瓷等行業的質量控制。

動態光散射式粒度儀（DLS）主要用于納米顆粒和亞微米顆粒的測量，范圍通常在0.3納米至10微米。其原理是通過檢測顆粒布朗運動引起的散射光強度波動，利用自相關函數分析計算出顆粒的擴散系數，再通過斯托克斯-愛因斯坦關系轉換為粒徑。

圖像分析式激光粒度儀結合了光學顯微鏡和圖像處理技術，直接獲取顆粒的形貌圖像并進行統計分析。這類儀器可以提供顆粒的形狀、長徑比等形貌參數，彌補了單純光散射法只能獲得等效球徑的不足。然而，圖像法的統計代表性相對較差，測量速度較慢，通常作為光散射法的補充手段使用。

在選擇時，需綜合考慮測量范圍、精度要求、樣品性質和應用場景等因素。對于常規粉體材料，激光衍射式性價比；對于納米材料研究，動態光散射儀更為適合；當需要詳細形貌信息時，可考慮圖像分析系統。

三、應用領域

激光粒度儀的應用已滲透到眾多工業領域和科研方向。在粉體材料行業，是質量控制的關鍵設備，用于監控原料和成品的粒徑指標。例如在水泥生產中，粒度分布直接影響產品強度和凝結特性；在涂料行業，顏料粒徑決定了產品的遮蓋力和著色強度；在陶瓷粉體制備中，顆粒大小影響燒結性能和***終產品的微觀結構。

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