基于米氏散射原理的激光粒度仪是颗粒测量领域应用最广泛的仪器之一。通常情况下颗粒越小，散射角越大，激光粒度仪探测器阵列接收到的散射光能分布的主峰位置越靠外。但是，对特定相对折射率的颗粒，在某些粒径区间，散射光能分布的主峰位置会随着颗粒粒径的减小而向探测器阵列的内侧移动，称之为散射光能分布的反常移动。根据米氏散射原理，给出了反常移动的规律以及不同相对折射率下反常移动的粒径区间，分析了反常移动对粒度分析的影响，提出了降低该影响的方法，并对实际样品进行测试对比。结果表明，该方法可以降低反常移动对粒度分析的影响。

针对在激光粒度分布反演中由于迭代算法的迭代步长选取不当致使反演结果存在严重展宽和拖尾的问题, 提出一种调整迭代步长的方法应用于Projection算法来提高测量精度。该方法首先基于测距相似度原理得到光能分布列向量与光能系数矩阵行向量之间的相似度曲线, 经滤波和归一化处理后得到被测粒子群的预测粒度分布; 然后根据预测粒度分布结果确定迭代步长的大小。使用本文提出的改进Projection算法测量国家标准物质GWB(E)120046的D50误差为-0.6%、D10误差为-1.1%、D90误差为-0.6%, 测量GWB(E)120041与GWB(E)120049混合标准物质的光能对数误差为2.167。测量结果表明, 该算法可有效地提高算法的抗噪声能力、测量精度和分辨率。

在测量微粒系统的散射光强角分布中计算微粒系统的粒径分布,属于典型的反演问题。反演算法一直是激光粒度仪的关键和难点。介绍了基于米氏散射理论的粒度测试,对其求解方法进行了详细分析。针对独立模式算法不需要预先指定粒径分布函数的形式就可获得真实粒度分布,提出了一种改进的独立模式粒度反演算法,并对算法的性能进行了理论分析和实验论证。实验结果表明,所提出的算法有效地提高了测量精度,降低了测量的重复误差。

在经典Mie散射理论基础上,利用POWELL反演方法研究了小角前向散射激光测粒仪中输入折射率对测量结果的影响。对于输入折射率与待测颗粒实际折射率没有偏差的情况,数据处理导致的测量误差在0.002%之内；而对于两者存在偏差的情况,当输入折射率在(2.0,4.0)范围内时数据处理误差较小,输入折射率在(1.1,2.0)范围内时数据处理误差显然较大。从而得到结论：在测量过程中应尽可能输入与颗粒实际折射率一致的数值；当无法确知颗粒实际折射率时,比较可靠的办法是适当选择一个大于2.0的数值作为输入折射率进行数据处理。

在激光测粒仪的设计和数据处理过程中,都采用了无因次准则数x=1.357。之后,为了降低激光测粒仪的测量下限,经典的Mie散射理论在激光测粒仪的设计中得到了应用。讨论了在利用Mie光散射理论时,无因次准则数x的取值及其影响因素。

通过分析激光粒度仪的系数矩阵的计算公式.指出不同焦距下的各个系数矩阵之间存在着简单的比例关系，即可由一个焦距对应的系数矩阵推得另一个焦距的系数矩阵，从而可减少仪器测量所需的系数矩阵数目。这一关系式已由数值计算及对标准颗粒的实测得到证实。

本文提出一种求亚微米级颗粒尺寸分布的计算方法,数值计算及实测表明,这种方法能有效地将激光测粒仪的测量下限扩展至0.1 μm。