激光衍射法是應用非常廣泛的用于粒度分析的方法。具有操作簡便，測試速度快，測試范圍廣，重復性和準確性好，可進行在線測量和干法測量等優點。

 

用激光衍射來測量粒徑是非常簡單的。測量顆粒的大小時，激光束直接照射顆粒，激光束的部分偏轉可在顆粒后方形成一個典型的、環形明暗相間的光強分布圖（我們稱為衍射圖案），然后通過特殊的檢測器進行測量。粒徑大小就是基于這些環形光強的間距計算出來的：大顆粒產生緊密的環形，小顆粒產生寬松的環形。最后通過不同的理論模型把衍射光強分布轉換為粒度分布。因此，激光粒度儀是基于粒子激光衍射的角度與粒子的大小相對應的關系進行分析的儀器。

 

2、基本概念

 

什么是激光？激光是由特殊光源產生的光，具有單色性、相干性和高度定向性的特點。

 

什么是衍射？衍射是光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面傳播的現象，叫光的衍射（Diffraction of light）。

 

激光粒度儀是將分散在空氣或液體中的粒子被引導到激光束上，然后激光束被它們衍射，產生衍射圖案。

 

2、顆粒大小和衍射角

 

衍射的角度取決于顆粒的大小，不同大小顆粒的樣品，形成不同的衍射圖案，檢測器檢測并分析這種衍射圖案得到粒徑分布。下面是一個小顆粒和一個大顆粒的衍射角和衍射圖案。

 

上面是衍射光通過徑向截面的強度圖(用紅色箭頭表示)。由方程可知，顆粒直徑(d)越大，艾里圓盤越小。總而言之:更大的粒子表現出更“致密”的衍射圖案。

 

3、計算理論和適用條件

 

上述所示的衍射圖案代表了完美球形顆粒單一大小群體的理想情況。然而，實際樣品由許多不同大小、有時也不同形狀的顆粒組成。安東帕PSA數據分析使用了描述光粒子相互作用的兩種衍射理論，即夫瑯和費（Fraunhofer）理論和米氏（Mie）理論(圖6)，它們都假設粒子形狀為球形。夫瑯和費理論比較簡單，因為它沒有考慮光的吸收、折射、反射或散射等現象。它適用于大的和/或不透明的粒子，并且不需要任何關于粒子光學特性的知識。然而，米氏理論沒有考慮到其他光散射現象，因此需要了解特定波長下粒子的折射率。這包括折射率的實部(包括光彎曲)和虛部(光吸收和消光)。但是，在不清楚材料的折射率時，推薦使用夫瑯和費法。

 

安東帕分析儀器

 

PSA系列激光粒度儀

 

PSA有三種型號:990、1090和1190，每個型號都有三種配置：濕法(L)，干法(D)或濕法和干法(L/D)，這取決于儀器是否有濕法、干法或兩者兼具的分散單元。

 

PSA低端型號PSA 990包含一個激光二極管(830 nm)和硅楔形探測器。與990相比，中檔型號PSA 1090有一個額外的激光二極管(635 nm)和一個額外的探測器，這擴大了其衍射角測量范圍。高端型號是PSA 1190，具有三個固態激光器和一個額外的CCD攝像機，可以同時看到樣品形態。