人們常常把手持式光譜儀與火花直讀光譜儀混淆，實(shí)際上，兩個(gè)在原理上有本質(zhì)的不bai同。
手持式光譜儀工作原理：
當(dāng)一束帶有足夠能量的X射線打在樣品表面原子殼內(nèi)層的電子上，這個(gè)X射線束是由手持式光譜儀內(nèi)的X射線管產(chǎn)生的，這個(gè)X射線束從手持式光譜儀前底端射出。X射線束打在樣品表面的原子殼上，電子被激發(fā)后從原子殼內(nèi)層軌道發(fā)生位移，這種位移的發(fā)生是由于從分析儀發(fā)出的X-射線束與在適當(dāng)?shù)能壍辣３蛛娮咏Y(jié)合能發(fā)出的能量差；當(dāng)X射線束的能量高于電子結(jié)合能就會(huì)發(fā)生位移。在原子中，電子以特定的能量固定在特定的位置，這就決定了它們的軌道。此外，一個(gè)原子軌道殼之間的間距是每個(gè)元素的原子的獨(dú)特之處，所以，原子鉀（K）與金（Au），或銀（Ag）相比具有不同的電子層之間的距離。
當(dāng)電子撞出軌道，留下的空位使原子不穩(wěn)定。原子必須立即被填充來(lái)糾正這個(gè)不穩(wěn)定，這些空位可以由更高的軌道上的電子移動(dòng)到一個(gè)較低的軌道。例如，如果一個(gè)電子轉(zhuǎn)移從原子內(nèi)層，從下殼體的一個(gè)電子可以向下移動(dòng)，以填補(bǔ)空缺。這就是熒光。離原子核越遠(yuǎn)的電子，逃逸的能量越高。因此，當(dāng)電子從較高電子層到靠近原子核的電子層時(shí)，要損失一些能量。損失的能量數(shù)與兩個(gè)電子層間的能量差相等，由兩個(gè)電子層的距離決定。對(duì)每個(gè)元素來(lái)說(shuō)，兩個(gè)軌道間的距離是的，如上所述。根據(jù)能量損失可以識(shí)別這個(gè)元素，對(duì)每種元素而言，在X熒光過(guò)程中能量損失數(shù)是的。樣品中檢測(cè)到個(gè)別熒光能量是特定的，為了確定每個(gè)存在元素的數(shù)量，個(gè)別能量出現(xiàn)的比例可以通過(guò)儀器計(jì)算出來(lái)，或用其它軟件。
整個(gè)熒光過(guò)程發(fā)生在一瞬間。利用這個(gè)過(guò)程，使用手持式光光譜儀可在幾秒鐘完成。測(cè)量實(shí)際所需的時(shí)間取決于樣品的性質(zhì)和含量水平。高比例的需要幾秒，水平的可能要花費(fèi)幾分鐘。
火花直讀光譜儀工作原理：
當(dāng)金屬被能量激發(fā)時(shí)，根據(jù)量子力學(xué)理論，原子的殼層電子會(huì)被激發(fā)到較高能級(jí)的外層軌道上，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在一定條件下，它從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)就會(huì)發(fā)出光子，發(fā)出特征譜線。各種元素都有不同的特征譜線，這些譜線經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行分光，色散成按波長(zhǎng)排序的一系列連續(xù)光譜，再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件把光信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。最后計(jì)算機(jī)測(cè)量系統(tǒng)就可以通過(guò)計(jì)算某元素特征譜線的強(qiáng)度來(lái)確定元素的百分含量。
由于原理的不同，能檢測(cè)到的元素范圍也就不同。目前，據(jù)我知道，手持式光譜儀能只能檢測(cè)到Mg元素，比如布魯克的手持式光譜儀，直讀光譜儀可檢測(cè)到B元素。但是手持式光譜儀非常的小巧，輕便，快速，不需制樣，對(duì)表面無(wú)要求，無(wú)需氬氣，能攀高，能進(jìn)管道，鋰電池供電，只連續(xù)工作8小時(shí)以上。的確是直讀光譜無(wú)法比擬的。