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在线激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和*的方向性，所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方，并且在传播过程中很少有发散的现象。
米氏散射理论表明，当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象，散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ，θ角的大小与颗粒的大小有关，颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小；颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的；大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明，散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样，测量不同角度上的散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
为了测量不同角度上的散射光的光强，需要运用光学手段对散射光进行处理。在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜，在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器，不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时，光信号将被转换成电信号并传输到电脑中，通过软件对这些信号进行数字信号处理，就会准确地得到粒度分布了。
在线激光粒度仪的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成，主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在*分散的悬浮状态下通过测量区，以便仪器获得样品的粒度信息。
从使用角度来讲，可以通过观察背景状态来快速判断激光粒度 仪是否正常。如果背景值大于 4 或直方图形状凸凹不平说明对中不良，背景值小于 0.3 说明激光器亮度下降；背景直方图长度超过 20 个通道，说明样品池脏换或结雾，需要清洗或处理；在背景坐标的 右边有背景信号，需要检查样品池和介质是否干净。不同品牌的在线激光粒度仪，背景的图形形式可能有所不同，但无论如何，背景都是 在激光穿过充满纯净介质的样品池后各个角度探测器上接受到的光信号。它能直接反映在线激光粒度仪的状态是否正常，因此通过观察背景状态， 就可以快速判断仪器是否正常。
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