レーザ粒度測定器主に材料の粒度の大きさと粒度分布を測定するために用いられ、無機分析、有機分析と生物分析の中で比較的に常用する粒度分析機器である。その原理はレーザー散乱に基づいており、散乱光の強度と角度を測定することによってサンプル中の粒子の大きさ分布を決定する。この器具は高精度、高速測定、測定範囲が広く、操作が簡便であるなどの利点がある。

レーザー粒度試験器の原理はレーザーを用いてサンプル中の粒子を散乱し、散乱光の強度と角度を測定することによって粒子の大きさと分布状況を計算することである。具体的には、試料が装置に注入されると、レーザビームが試料粒子に照射されて散乱する。散乱光は収集システムによって収集され、光学デバイスによって集束された後、検出器に投射される。検出器は散乱光の強度と散乱角度を測定し、データをコンピュータに転送して分析と処理を行う。Mie理論と光散乱法則に基づいて、サンプル中の粒子の大きさ分布を計算することができる。

　　レーザ粒度測定器のコンポーネント：

一、光学系（コア）

これは機器の「心臓」であり、レーザービームを発生させ、散乱光信号を収集する役割を担っている。

レーザー光源（Laser Source）：

機能：高強度、高コヒーレンス、波長安定のモノクロレーザ（通常波長633 nmのHe-Neレーザまたは405 nm/650 nmの半導体レーザ）を放射する。

要求：ビーム品質が良く、電力が安定し、発散角が小さい。

光路システム（Optical Path）：

ビーム拡散ミラー（Beam Expander）：元のレーザービームを拡大し、平行度の高いコリメートビームを形成し、サンプル領域に均一に照射する。

Fourierレンズ（Fourier Lens）：異なる角度で散乱された光を焦点平面上の検出器に集光するための試料セルの後方に位置している。その焦点距離は計器の測定範囲を決定した。

空間フィルタ（Spatial Filter）：通常、レーザービーム中の迷光と高次回折を除去し、純粋なベースモードビームを得るためのピンホールを含む。

検出器システム（Detector System）：

機能：粒子によって散乱されたレーザー信号を受信し、定量化する。

構成：多環、多チャンネル光検出器からなる焦点平面アレイ。

中心検出器：散乱されていない透過光を受信する（サンプル濃度を計算するために使用する）。

外環検出器：複数の同心環と扇形領域から構成され、それぞれ異なる散乱角度の光信号を受信する。小粒子散乱光は前方小角度に集中し、外環小角度通路に受光される、大きな粒子散乱光は、外側リングの大きな角度と側面チャネルによって受信される前方の大きな角度と側面を含む、より広い角度に分布する。

作用：光信号を電気信号に変換し、角度で空間分解する。

二、サンプルシステム（重要）

測定される粒子試料を単分散状態でビームに導入する責任がある。

サンプルプール（Sample Cell）：

機能：サンプルを収容し、レーザービームがこの領域を通過して粒子を照射する。

材質：通常は石英または高品質光学ガラスであり、透光性と化学不活性性を保証する。

タイプ:

湿式分散システム（Wet Dispersion Unit）：最も一般的。液体（通常は水または有機溶媒）中に懸濁した循環槽を含む。

ドライ分散システム（Dry Dispersion Unit）：粉末サンプルに使用し、気流（圧縮空気または窒素ガス）によって粉末を分散し、ビームを吹き付ける。

分散と循環システム（湿式専用）：

超音波分散器（Ultrasonic Probe/Bath）：超音波エネルギーを印加し、粒子の凝集を分散し、単粒子分散を実現する。

攪拌機（Stirrer）：試料懸濁液の均一性を維持し、粒子の沈降を防止する。

循環ポンプ（Circulation Pump）：試料槽と配管内で懸濁液を循環させ、測定の代表性を確保する。

サンプラ（オプション）：

自動注入器は複数ロットサンプルの無人測定を実現し、フラックスを高めることができる。

三、電子制御システム

計器の各部品の協調運転と信号処理を担当する。

マスター回路基板：

レーザースイッチ、超音波、攪拌、ポンプ、バルブなどの部品の起動と停止とパラメータを制御する。

信号増幅と収集カード：

検出器から出力された微弱な電気信号を増幅、フィルタリングし、デジタル信号（A/D変換）に変換し、コンピュータに送信する。

電源モジュール：

レーザ、ポンプ、超音波、制御回路などに安定した動作電源を提供する。

四、ソフトウェアシステム（脳）

データ処理、分析、表示、レポート作成を担当します。

機器制御ソフトウェア：

ユーザーインタフェースを提供し、測定パラメータ（例えば超音波時間、攪拌速度、遮光度、測定時間）を設定し、測定を開始/停止し、計器状態を監視する。

データ反転アルゴリズム：

コア機能：検出器が収集した散乱光強度角度分布データに基づいて、ミエScattering TheoryまたはFraunhofer Diffraction Theoryを用いて複雑な数学的反転計算を行い、粒子の粒径分布（体積分布、数量分布など）を得る。

試料や分散媒の屈折率や吸収率などの光学パラメータを入力する必要がある。

データ分析およびレポート作成ソフトウェア：

粒径分布曲線（ヒストグラム、累積分布曲線）を表示します。

特徴値を計算して報告する：D 10、D 50（中位径）、D90,平均粒径、比表面積など。

データ比較、統計分析、レポートテンプレート生成機能を提供します。

五、補助部品

ハウジングとラック：

機械的支持を提供し、外部光線と電磁干渉を遮蔽し、測定環境の安定を保証する。

温度センサー（オプション）：

温度が分散媒の粘度と屈折率に影響するため、試料温度を監視した。

自動対中システム（高dモデル）：

レーザービームがサンプルプールの中心を正確に通過することを確保し、測定精度と再現性を向上させる。