所有光谱分析仪都包含三个主要组件，第一个是激发金属样品中原子的电源，以便它们发出特征光或光发射线——需要将样品的一小部分加热到数千摄氏度。这是通过电极在光谱仪中使用高压电源完成的。样品和电极之间的电位差产生放电，这种放电通过样品，加热和蒸发表面的材料，激发材料的原子，然后发射出元素特征发射线。可以产生两种形式的放电，电弧是一种类似于雷击的开/关事件，或者是火花 - 一系列多次放电事件，其中电极的电压被打开和关闭。这两种操作模式的使用取决于所测量的元素和所需的精度。

第二个组件是光学系统。光，来自蒸发样品的多条光发射线，称为等离子体，进入光谱仪。光谱仪中的衍射分级将入射光分成特定元素的波长，相应的检测器测量每个波长的光强度。测量的强度与样品中的浓度偏移元素成正比。


第三个组件是计算机系统。计算机系统获取测量的强度并通过预定义的校准处理该数据以产生元素浓度。用户界面确保最少的操作员干预，结果清晰显示，可以打印或存储以备将来参考。


    那么我们如何从金属样品中生成元素特定的光发射线呢？


    当放电的能量与原子相互作用时，原子外壳中的一些电子被弹出。外层电子与原子核的结合不那么紧密，因为它们离原子核更远，因此需要更少的输入能量来喷射。射出的电子产生空位，使原子不稳定。


     为了恢复稳定性，来自远离原子核的更高轨道的电子下降以填补空位。当电子在两个能级或壳层之间移动时释放的多余能量以元素特定的光或光发射的形式发射。每个元素都会发出一系列谱线，对应于不同能级或壳层之间的不同电子跃迁。每个跃迁产生具有固定波长或辐射能量的特定光学发射线。


     对于含有铁、锰、铬、镍、钒等的典型金属样品，每种元素都会发出许多波长，从而形成富线光谱。例如，铁会发射 8000 多种不同的波长，因此为样品中的给定元素选择最佳发射线很重要。样品中原子发出的特征光被传输到光学系统，在那里通过沙巴滚球官网入口技分级将其分成光谱波长，分级包含每毫米多达 3600 个凹槽。


     接下来，各个谱线峰值信号由检测器收集并处理以生成光谱，显示光强度峰值与其波长的关系。这意味着光谱仪提供了关于被测样品的定性信息，然而，光谱仪也是一种定量技术。峰值波长可识别元素，其峰值面积或强度表示其在样品中的数量。然后，分析仪使用此信息根据使用经认证的参考材料的校准来计算样品的元素组成。整个过程，从按下启动键或扳机到得到分析结果，最快3秒，也可能需要30秒才能完成一次完全准确的定量分析，这一切都取决于所使用的分析仪、量程测量元素的数量和这些元素的浓度。


     与其他分析技术相比，光谱仪具有许多优点：它快速且相对易于使用，它可以测量多种不同类型材料中的各种元素和浓度，包括重要元素，如碳、硫、磷、硼和氮。它在测量微量元素和杂质元素时非常准确，并且与其他技术相比成本相当低。对于金属的痕量分析，光谱仪是首选方法，光谱仪也是目前唯一可以在实验室外现场分析碳和氮的方法。