光路系統(tǒng)：傅里葉變換與散射信號(hào)的生成

　　儀器光路的核心是一個(gè)光學(xué)傅里葉變換系統(tǒng)。高穩(wěn)定性的激光源發(fā)出單色平行光，照射到樣品池中的顆粒后發(fā)生散射。根據(jù)Fraunhofer衍射或Mie散射理論，顆粒越大，散射光越集中在前向小角度；顆粒越小，散射光角度越大。散射光經(jīng)傅里葉透鏡收集，被聚焦到透鏡的后焦面上。在該焦平面上，相同散射角的光會(huì)匯聚到同一半徑位置，從而將顆粒的粒徑信息轉(zhuǎn)換為空間上的光能分布。

　　探測(cè)器陣列：光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵

　　位于傅里葉透鏡后焦面的，是決定儀器檢測(cè)能力的核心器件——多元光電探測(cè)器陣列。其典型結(jié)構(gòu)是數(shù)十個(gè)以光軸為中心的同心環(huán)形探測(cè)單元，從內(nèi)向外半徑呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，每個(gè)環(huán)都是一個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)單元。

　　不同大小的顆粒對(duì)應(yīng)不同的散射光能分布，探測(cè)器各環(huán)接收到的光強(qiáng)信號(hào)組成了完整的散射光能譜。該環(huán)節(jié)的技術(shù)挑戰(zhàn)在于，各環(huán)的響應(yīng)度必須高度一致，才能無(wú)畸變地將空間光能分布轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這對(duì)探測(cè)器的材料和工藝提出了很高要求。優(yōu)秀的探測(cè)器設(shè)計(jì)會(huì)采用高靈敏度、低噪聲的元件，并通過(guò)分區(qū)排布實(shí)現(xiàn)從中心小角度到大角度的全域信號(hào)覆蓋，確保無(wú)信號(hào)盲區(qū)。為探測(cè)更小顆粒，系統(tǒng)還會(huì)增加側(cè)向和后向散射光探測(cè)器，并采用波長(zhǎng)更短的藍(lán)紫色激光源以提升小顆粒分辨率。

　　信號(hào)處理：從光信號(hào)到粒度分布

　　探測(cè)器采集的原始光信號(hào)需經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換），剔除環(huán)境光和噪聲干擾，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。最后，軟件依據(jù)散射光角度、強(qiáng)度與粒徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)反演算法計(jì)算出樣品的粒度分布結(jié)果。