关键词 散射;测量上限;激光粒度仪;奇异值分解

引言
    激光粒度仪是一种通过测量颗粒散射光的空间(角度)分布来分析颗粒的大小及其分布的仪器,已被广泛应用于各种粉体、液体喷雾、浆料、乳液等的粒度测量[１].激光粒度仪的基础理论和应用技术还在不断发展,其中关于反演算法[２Ｇ３]和测量范围的扩展[４Ｇ５]等应用技术的研究较多.王天恩等[２]提出了一种基于向量相似度的迭代算法,用于解决多峰分布的反演问题.为了延伸测量下限,激光粒度仪制、造厂商相继采用了逆傅里叶变换光学系统[６]双镜头技术、双激光源技术[５]、偏振光散射强度差技术[７]以及多角度技术等.其中,潘林超等[４]提出了一种结构简单的环形样品池方法,对亚微米颗粒具有测量下限低、测量精度和可靠性高等特点;他们还研究了颗粒散射光分布的反常移动、艾里斑尺寸的反常移动及其对粒度分析的影响[８Ｇ１０],这些反常现象的研究完善了激光粒度仪的理论基础.仪器能够测量的大颗粒的粒径称为测量上限,是粒度仪的重要技术指标之一.Swithenbank等[１１]提出的无因次准则给出了光电探测单元的角度位置与佳代表粒径取值之间的对应关系,同时暗含了测量上限的数值(即小角探测器对应的代表粒径),但与当前各种商品化仪器标称的测量上限不符.对于一台物理结构确定的激光粒度仪,关于其测量上限及其计算方法的研究鲜有报道.本文对此展开了理论分析和实验验证,终给出了测量上限的解析表达式.