为高效、经济、准确地对微球体颗粒的半径进行测量,基于Mie散射理论设计了一种测量装置.本文应用Mie散射理论对微球体颗粒光散射的性质进行了理论分析与数值计算,得出了散射光分布与入射光波长、微球体颗粒半径以及微球体相对折射率之间的关系.结果表明入射光波长越小,散射光能量越集中分布在散射角较小的范围内;相对折射率的变化对散射光分布的影响不大;不同半径颗粒的散射光强的分布差异较大,因此通过测量散射光的分布可以确定微球体颗粒的半径,从理论上证明了该设计方案的可行性.结合理论分析与计算结果设计了一种用于测量微球体颗粒半径的装置,该装置具有结构简单、成本低、效率高等优点,可以用于实际测量,具有一定的实用性.

应用Mie散射理论，在散射角0～π范围内，模拟微球体颗粒的散射光强度与粒径大小的变化关系，分析了相对折射率的大小对散射光强度的影响；在实验装置条件下，分别模拟了散射光强度与粒径大小的变化关系及2um、5um、10um三种粒子的散射光强度与波长的变化关系。实验验证了数值模拟与实验结果基本一致，也证明实验中粒子散射遵从Mie散射理论模型。

研制一种基于Mie散射理论的全自动激光粒度分布仪，介绍了其硬件工作原理和软件设计方案。该粒度仪能够实现自动测试、自动光路校准、自动进水、自动排水、自动消除气泡、自动清洗等功能。上位机采用VC＋＋6．0设计服务器端监测界面，实现参数设置、数据计算、报表、打印等功能。试验表明：所设计的粒度仪能够准确自动地完成样品的典型粒径测量，具有准确可靠、测试速度快、重复性好、操作简便等特点。