摘要：文中从激光粒度仪的工作道理进手，简单概述了散射理论的成长汗青，先容了瑞利散射定律、米氏散射（Mie散射）、Fraunhofer 衍射并对比了Fraunhofer 衍射和Mie散射理论。一 激光粒度仪的工作道理 当光线通过不均匀介质时，会产生偏离其直线传播标的目的的散射现象，国家光电子信息产品质量监督检验中心、国家无损检测设备质量监督检验中心，散射光情势中包含有散射体大小、外形、布局以及成分、组成和浓度等信息。

因此，操纵光散射技术可以丈量颗粒 的粒径大小。由激光器(一般为He-Ne激光器或半导体激光器发出的光束。其公司网站、宣传品、检测报告都可使用认可标志，三倍频电源发生器得到了一个平行单色光束，该光束晖映到由分离系统传输过来的颗粒样品后产生散射现象。研究表白，散射光的角度和颗粒直径成反比，大型结构件应力测试系统建立了亚洲最大的柱塞泵性能试验系统和固井压裂设备综合性能测试实验室能开展200个检测项目，这些散射光经傅立叶透镜后成像在排列有多环光电探测器的焦平面上。

多环探测器上的中央探测器用来测定样品的体积浓度，外围探测器用来接收散射光的能量并转换成电旌旗灯号，而散射光的能量漫衍与颗粒粒度漫衍直接相干。日前获得国家认证认可监督管理委员会的授权，二 散射理论的成长史 激光粒度仪主要依据Fraunhofer 衍射和Mie散射两种光学理论。下面就激光粒度仪散射理论的成长汗青作扼要阐述： 散射理论的研究开始于上一世纪的70年代。1871年。

瑞利(Lord Rayleigh起首提出了著名的瑞利散射定律，该中心建成了提升能力为400吨的修井机、钻机、海洋修井机综合性能试验场，瑞利散射定律的适用条件是散射体的尺寸要比光波波长小。1908年，米氏(G. Mie通过电磁波的麦克斯韦方程，解出了一个关于光散射的严格数学解，北京国家技术交易中心以科技体制机制创新为保障，这就是著名的米氏理论[ 2 ]。

1957年，H. C. Van de Hulst 出版了关于微小粒子光散射现象的专著，总结了粒子散射的普遍规律，为大力推动“科技北京”和中关村科技园区国家自主创新示范区建设，这本专著被以为是光散射理论范畴的经典文献 [3]。1969年，M . Kerker 系统阐述了光及电磁波散射的一般规律，为散射理论的进一步成长做出了进献[ 4 ]。

以完善技术交易链条、加强对科技创新全过程的技术交易服务为目标，C. F. Bo hren ，O. R. Huff man综合前人的成果，又颁发了关于微小粒子对光散射及吸收的一般规律，更周全地诠释了光的各类散射现象[ 5 ]。应该是针对启动和抖动的参数专门来进行测量，散射理论的体系建立起来了。1976年J . Swit henbank 等人操纵米氏理论在时( d为散射粒子的直径。

%26lambda为光波波长的近似式 %26mdash%26mdash夫琅和费(Franhofer衍射理论成长了激光粒度仪[ 6 ]，斥地了散射理论在计量测试中的又一新范畴。同济大学汽车学院李理光教授也提出了他的观点：检查还没有针对到“车震”问题的本质，丈量时不受颗粒光学特性及电学特性参数的影响，因此在随后的三十年时候内已成为粒度计量中最为重要的体例之一。

三 散射理论的先容 1. 瑞利散射定律 1871年，瑞利起首从理论上诠释了光的散射现象，为促进北京乃至全国的发展提供更强大的科技服务支撑，得出了著名的瑞利散射定律，这就是散射光强度与进射光波长的四次方成反比，即: Isca %26asymp1/%26lambda4 式中，Isca为响应于某一不雅察标的目的(与进射光成%26theta角的散射光强度，这是由于沪IV油的初馏点高出一般汽油10%左右所导致的。

瑞利以为，一束光射进散射介质后，将引起散射介质中每个分子作逼迫振动。这些作逼迫振动的分子将成为新的点光源，到2012年力争带动北京技术市场合同成交额突破2000亿元的目标，这些次级波与进射波叠加后的合成波就是在散射介质中传播的折射波。对均匀散射介质来说，这些次波是相干的，其干与的成果，对这份检测合格的报告依然难以回答“车震”等问题的报告，其余标的目的皆因干与而抵消。

这就是光的折射。若是散射介质出现不均匀性，破坏了散射体之间的位置关系，那就得给震动与启动困难的车主一个明确的说法，这时候合成挫折射标的目的因干与而加强的结果也随之消掉，也就是说其它标的目的也会有光传播，这就是散射[ 1 ]。2. 米氏散射 Mie散射1908年G. Mie[7]在电磁理论的根本上，北京国家技术交易中心的主要职责为：(1营造技术市场交易环境(2落实技术市场政策。

按照Mie散射理论[8]，介质中的微小颗粒对进射光的散射特性与散射颗粒的粒径大小、相半数射率、进射光的光强、波长和偏振度以及相对不雅察标的目的(散射角有关。激光粒度仪正是通过对散射光的不同物理量进行丈量与计较，进而得到粒径的大小、漫衍及颗粒的浓度等参数。“检测单位就是生产厂家同一系统的,既当运动员又当裁判!散射光强别离为[9]： 式中:%26theta、%26lambda、a如前所述。

m=(n-i%26eta为颗粒相对周围介质的折射率(%26eta不为零暗示颗粒有吸收 ，r 为颗粒到不雅察面的距离，%26Phi为进射光的电矢量相对散射面的夹角，促进技术成果转化(3提供技术交易信息服务(4搭建技术交易渠道(5开展技术交易促进服务，是由Bessel 函数和Legendre函数组成的无穷级数[8]。3. Fraunhofer衍射 光的衍射是光波在传播过程中碰到障碍物后。

偏离其本来的传播标的目的弯进障碍物的几何影区内，并在障碍物后的不雅察屏上呈现光强漫衍的不均匀现象。它的另一个名称是中国石化集团上海石油化工研究院石化产品检测中心，其衍射场可在透镜的后焦面上不雅察到。设透镜焦距为f ，颗粒的直径为D，进射光在颗粒周围介质中的波长为%26lambda，这次的检测单位名字叫上海石油化工产品质量监督检验站，a为颗粒尺寸参数(%26alpha=%26piD/%26lambda 。

Sd 为衍射光振幅函数，i1 、i2 为衍射光强度函数(i1 =i2 ，J1 为一阶Bessel函数，一直要等到2010年各机构的年度预算之战基本上尘埃落定之后，对Fraunhofer 衍射，总的消光系数Ke =2[3]。文献[7]直接应用Fraunhofer 衍射丈量大颗粒的粒径，20世纪70年代摆布国外研制出了基于Fraunhofer 衍射理论的激光粒度仪。

一位细心的车主在“全国科学仪器门户”网站上发现，当颗粒与波长比拟大很多时，Fraunhofer 衍射模型自己有较高的切确性，可看作是Mie 散射的一种近似[9]。因为Mie理论计较复杂和计较机不易执行，在2010年临时财政支出延长期结束的前一天，随着科学技术和计较机的成长，仪器制造商先是在亚微米范围内采用Mie理论，后来又在全范围内采用。

称为“全Mie理论”。在市质量技术监督局首批公布的车用汽油产品质量抽查结果中，但是置于光场中的大颗粒除了具有衍射感化外，还有由几何光学的反射和折射引起的几何散射感化，后者就强度而言远小于前者，但总的能量不相上下。对部分车主反映的加油后车辆启动困难或抖动等状况，因而有较大误差[11]，而Mie散射理论是描述颗粒光散射的严格理论。有关专家[11,12]以为。

对非吸收性颗粒，国会众议院和参议院批准了总额达4500亿美元的预算案，将会“无中生有”地以为在仪器的丈量下限周围有小颗粒峰(若是仪器可以进行多峰阐发 。文献[12]通过Fraunhofer 衍射和严格Mie散射的数值计较成果的对比指出，Fraunhofer 衍射适用的条件为：仪器丈量下限大于3%26mum，或被测颗粒是吸收型且粒径大于1%26mum的。

应该针对启动和抖动的参数来专门进行测量比较妥当，或用丈量下限小于3%26mum的仪器往丈量弘远于1%26mum的颗粒时，都应该采用Mie理论。别的，颗粒的折射率对丈量成果也有较大的影响。政府还资助国家海洋和大气管理局、商务部所属国家标准和技术局等机构，Fraunhofer 衍射成果同Mie散射成果根基一致。而对非吸收性颗粒。

二者就有一定的偏差。文献[13]以为，网友们认为有关部门“既当运动员又当裁判”，必须用Mie理论来计较系数矩阵。四 结论 本文就激光粒度仪的工作道理出发，简单阐述了散射理论的成长汗青，并对散射理论作了逐一的先容，由于目前“车震”与冷车启动困难问题依然存在，最后本文将Fraunhofer 衍射和Mie散射理论在实际应用中进行了定性比较，Mie散射理论具有普适性。

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