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在線激光粒度儀是根據顆粒能使激光產生散射這一物理現象測試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和*的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會照射到無窮遠的地方，并且在傳播過程中很少有發散的現象。
米氏散射理論表明，當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發生散射現象，散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關，顆粒越大，產生的散射光的θ角就越小；顆粒越小，產生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大顆粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小顆粒引起的。進一步研究表明，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數量。這樣，測量不同角度上的散射光的強度，就可以得到樣品的粒度分布了。
為了測量不同角度上的散射光的光強，需要運用光學手段對散射光進行處理。在光束中的適當的位置上放置一個富氏透鏡，在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組多元光電探測器，不同角度的散射光通過富氏透鏡照射到多元光電探測器上時，光信號將被轉換成電信號并傳輸到電腦中，通過軟件對這些信號進行數字信號處理，就會準確地得到粒度分布了。
在線激光粒度儀的光路由發射、接受和測量窗口等三部分組成。發射部分由光源和光束處理器件組成，主要是為儀器提供單色的平行光作為照明光。接收器是儀器光學結構的關鍵。測量窗口主要是讓被測樣品在*分散的懸浮狀態下通過測量區，以便儀器獲得樣品的粒度信息。
從使用角度來講，可以通過觀察背景狀態來快速判斷激光粒度 儀是否正常。如果背景值大于 4 或直方圖形狀凸凹不平說明對中不良，背景值小于 0.3 說明激光器亮度下降；背景直方圖長度超過 20 個通道，說明樣品池臟換或結霧，需要清洗或處理；在背景坐標的 右邊有背景信號，需要檢查樣品池和介質是否干凈。不同品牌的在線激光粒度儀，背景的圖形形式可能有所不同，但無論如何，背景都是 在激光穿過充滿純凈介質的樣品池后各個角度探測器上接受到的光信號。它能直接反映在線激光粒度儀的狀態是否正常，因此通過觀察背景狀態， 就可以快速判斷儀器是否正常。
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