激光粒度测试仪的粒子技术涉及工业、农业、航空、环保、科技和国防等领域,粒子尺寸大小及分布是其重要的参数和质量指标。在众多粒子测量方法中,激光散射法由于具有非接触、无干扰、精度高、速度快、测量范围宽等优点而得到迅速发展。以波长650nm功率5mW的单模半导体激光器为光源,采用一组非球面透镜改善其出射光斑,研制了以夫琅和费衍射理论为基础的激光粒度测试仪,为实现仪器的小型化、便携式和在线测量奠定了基础。结合激光粒度测量系统,分析半导体激光束的温度效应对粒度测量的影响。分别采用He-Ne激光器和半导体激光器为光源,对标准粒子进行对比实验,表明半导体激光器在激光粒度测试仪测量中应用的*性。
　　半导体激光粒度测试仪由半导体激光器发出的光束,先通过非球面透镜组改善光斑,再经准直系统准直后,照射到待测颗粒场,散射光被傅里叶物镜会聚到后焦平面的32单元环形探测器上,进行光电转换,再经处理电路转化为数字信号进入计算机。根据夫琅和费衍射理论衍射理论,可以得到32个同心半圆环带的相对光能方程组,写成矩阵形式为:
　　E=TW；
　　式中：E表示测得的相对光能值,为32×1矩阵;T为光能贡献矩阵,为32×32矩阵,与傅里叶物镜焦距及光源波长等有关;W表示粒度分布,为32×1矩阵。根据公式,测得光能分布E,即可反演算得到粒子的尺寸分布W。