激光粒度測試儀的粒子技術涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空、環(huán)保、科技和國防等領域,粒子尺寸大小及分布是其重要的參數(shù)和質量指標。在眾多粒子測量方法中,激光散射法由于具有非接觸、無干擾、精度高、速度快、測量范圍寬等優(yōu)點而得到迅速發(fā)展。以波長650nm功率5mW的單模半導體激光器為光源,采用一組非球面透鏡改善其出射光斑,研制了以夫瑯和費衍射理論為基礎的激光粒度測試儀,為實現(xiàn)儀器的小型化、便攜式和在線測量奠定了基礎。結合激光粒度測量系統(tǒng),分析半導體激光束的溫度效應對粒度測量的影響。分別采用He-Ne激光器和半導體激光器為光源,對標準粒子進行對比實驗,表明半導體激光器在激光粒度測試儀測量中應用的*性。
　　半導體激光粒度測試儀由半導體激光器發(fā)出的光束,先通過非球面透鏡組改善光斑,再經(jīng)準直系統(tǒng)準直后,照射到待測顆粒場,散射光被傅里葉物鏡會聚到后焦平面的32單元環(huán)形探測器上,進行光電轉換,再經(jīng)處理電路轉化為數(shù)字信號進入計算機。根據(jù)夫瑯和費衍射理論衍射理論,可以得到32個同心半圓環(huán)帶的相對光能方程組,寫成矩陣形式為:
　　E=TW；
　　式中：E表示測得的相對光能值,為32×1矩陣;T為光能貢獻矩陣,為32×32矩陣,與傅里葉物鏡焦距及光源波長等有關;W表示粒度分布,為32×1矩陣。根據(jù)公式,測得光能分布E,即可反演算得到粒子的尺寸分布W。