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用激光散射法测量大颗粒时使用衍射理论的误差
内 容 简 介
激光粒度仪是根据光的散射原理测量颗粒大小的。光的散射现象
) 标准粒子中
粒 (一般都指直径大于 2mm 的颗粒)的光散射可
混有相当数量的极细(<lmm)粒子；(2) 复散射，即
以用该颗粒的投影圆片的衍射来描述。然而作者 入射光经两次或两次以上散射； (3) 理论计算有
在多年的激光测粒实际工作中，发现即便是直径 误差。
大致为 100-200mm 的颗粒，用衍射理论推算的 对第一种解释，作者做了如下实验：先将盛
分布与实测光能分布之间也存在明显的差异。本 放标物的小瓶摇晃多次，使粒子均匀地悬浮在液
文首先给出一组实测结果与衍射理论结果的比较， 体中。然后将瓶子竖立放置，瓶口朝上。观察到
指出其差异，然后从物理光学 、 几何光学以及 瓶内粒子大致已沉到瓶底时 ，再将瓶子慢慢倾斜，
Mie理论等几个方面对这种现象进行了分析，最 至瓶内液面略高于瓶口位置，挤出几滴液体到样
后得出用衍射理论计算大颗粒的散射光能分布 品池中，测量光能分布。如果液体中混有足够数
在一般情况下是有很大误差的, 并且这种误差会 量的细颗粒，那么摇匀后再与正常使用情况下测
导致对被测样品粒度分析的错误。 得的结果基本一致。竖放瓶子时，大颗粒下沉快，
小颗粒下沉慢，因而按上述方法挤出的液体中细
颗粒含量应大大高于正常方法挤出的液体，故而
1. 衍射理论光能与实测光能的差异 “翘尾”将更加严重，但测量结果与正常使用情
况下测得的结果基本一致。所以本实验证明细颗
笔者在用国家标准物质研究中心公布的GB
粒不是造成“翘尾”的主要原因。
W(E)12条列标准粒子(直径均大于2mm)校准激光
为检验第二种解释, 我们对同一种标样取3%
粒度仪时, 发现在较大散射角上实测