激光粒度测量仪测量粒度的原理是米氏散射理论。米氏散射理论用数学方法描述折射率为N、吸收率为M的特定物质的粒子为D的球形粒子,并在波长为A单色光时,散射光强度根据散射角的变化表示空间分布函数。此函数也称为散射光谱。根据米氏散射理论,粒子越大,前向散射越强,后向散射越弱。随着粒子大小的减少,前向散射迅速减弱,后向散射逐渐增加。
激光粒度仪是设置为不同散射角度的光电探测器阵列,测试粒子的散射光强度分布(坐标下),以确定粒子大小。这个散射光谱在特定粒子的空间有一定分布的特征,所以这个原理被称为静态激光粒子计。粒子的粒子大小小到一定程度(波长的1/10左右)时,光强分布会变成两个相互重叠的圆。如果粒子很小,前面的圆和后面的圆就完全对称(在本例中称为瑞利散射)。因此,粒子大小为DM的粒子的散射光强度分布与非常小的粒子的散射光强度分布相似,如果光电探测器阵列和后续信号处理电路无法区分,DM也被认为是激光粒子也是测量仪的测量下限。
此也与激光波长有关,研究表明,红色635nm波长的激光粒子计测量值为30mm,Blu-ray 405nm波长的激光粒度分析仪测量值为10mm。理论上,静态激光粒子测量仪需要光电探测器阵列,至少两个条件:(1)测量更大范围的散射角,以区分纳米级粒子。(2)要使用单色性更好的激光,要选择氦气激光,单色性好,对周围温度环境的波动较小。在可见光的范围内,10-30nm是静态激光粒子也是测量仪的测量下限。