動態(tài)光散射粒度儀，也稱為動態(tài)光散射粒度分析儀是一種廣泛應用于材料科學、生物科學、化學工程等領域的先進儀器。其工作原理主要基于顆粒在溶液或懸浮液中的布朗運動。當激光束照射到這些顆粒上時，顆粒會散射出光波。由于顆粒的布朗運動是隨機的，且運動速度與顆粒的大小和媒介粘度有關，因此散射光的強度會隨時間發(fā)生波動。通過檢測這種光強波動，可以分析出顆粒的擴散系數(shù)，進而利用Stokes-Einstein公式計算出顆粒的粒徑大小。

　　動態(tài)光散射粒度儀的組成部分：

　　1、光源系統(tǒng)

　　激光器：通常采用單色性好的激光（如氦氖激光器或半導體激光器），發(fā)射固定波長的光（如632.8 nm或785 nm），作為入射光束。

　　光束整形器：調(diào)整激光束的形狀（如高斯分布）和發(fā)散角，確保光束均勻照射樣品池。

　　2、樣品池與溫控系統(tǒng)

　　樣品池：通常為石英或玻璃材質(zhì)，用于盛裝待測樣品（液體或膠體）。

　　溫控裝置：通過循環(huán)水浴或帕爾貼（Peltier）元件精確控制樣品溫度（精度可達±0.1℃），以研究溫度對顆粒運動的影響。

　　3、光散射檢測系統(tǒng)

　　光電探測器：高靈敏度光電二極管或雪崩光電二極管（APD），用于檢測散射光信號。

　　光路設計：

　　散射角選擇：通過透鏡或光纖收集特定角度（如90°或173°）的散射光，不同角度適用于不同粒徑范圍（小角度適合大顆粒，大角度適合小顆粒）。

　　偏振控制：部分儀器配備偏振片，可分析散射光的偏振狀態(tài)，用于區(qū)分顆粒形狀或表面特性。

　　4、相關器（Correlator）

　　核心功能：將光電探測器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并計算散射光強度隨時間變化的自相關函數(shù)（Autocorrelation Function,ACF）。

　　技術實現(xiàn)：

　　多通道相關器：通過高速采樣（如納秒級）和傅里葉變換，將時間域信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號，提取顆粒擴散系數(shù)。

　　算法處理：利用累積量分析或CONTIN算法等，從自相關函數(shù)中反推出顆粒粒徑分布。

　　5、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)采集卡：將相關器輸出的數(shù)字信號傳輸至計算機。

　　軟件分析模塊：

　　分布分析：提供單峰或多峰分布擬合，支持強度分布、體積分布或數(shù)量分布的轉(zhuǎn)換。

　　報告生成：輸出粒徑分布圖、平均粒徑（如Z-Average）、多分散指數(shù)（PDI）等參數(shù)。

　　6、輔助組件

　　防振臺：減少機械振動對光路的影響，提高測量穩(wěn)定性。

　　除塵裝置：過濾空氣中的顆粒，避免污染樣品或光路。

　　校準標準物質(zhì)：如聚苯乙烯乳膠球（PSL），用于驗證儀器精度和重復性。