手持合金分析儀的工作原理主要基于X射線(xiàn)熒光光譜分析技術(shù)。

 

當(dāng)X射線(xiàn)管發(fā)射的高能X射線(xiàn)撞擊到被測(cè)樣品時(shí)，可以擊出原子的內(nèi)層電子，導(dǎo)致殼層空穴。此時(shí)，外層電子從高軌道躍遷到低能軌道來(lái)填充這些空穴，過(guò)程中會(huì)釋放出特征X射線(xiàn)。X射線(xiàn)探測(cè)器將這些特征X射線(xiàn)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而得到待測(cè)元素的特征信息，進(jìn)而分析出金屬材料的元素成分和含量。

 

此外，手持合金分析儀通常采用火花激發(fā)或激光激發(fā)的方式使金屬材料產(chǎn)生光譜。激發(fā)過(guò)程中，金屬表面的微小區(qū)域被迅速加熱并蒸發(fā)，產(chǎn)生高溫和高密度的等離子體。在這個(gè)等離子體中，金屬元素的原子或分子被激發(fā)并釋放出特征光譜。光學(xué)系統(tǒng)會(huì)將這些特征光譜收集并傳輸?shù)綑z測(cè)器上，檢測(cè)器將光譜轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過(guò)放大、濾波等處理過(guò)程，提取出與元素成分和含量相關(guān)的信息。

 

每個(gè)原子都有自己固定數(shù)量的電子，這些電子的數(shù)量等同于核子中的質(zhì)子數(shù)量。從元素周期表中的原子數(shù)可以得知質(zhì)子的數(shù)目，每個(gè)原子數(shù)都對(duì)應(yīng)固定的元素名稱(chēng)。例如，鐵的原子數(shù)為26，其Kα能量大約是6.4千電子伏。特定元素在一定時(shí)間內(nèi)所放射出來(lái)的X射線(xiàn)的數(shù)量或密度可以用來(lái)衡量這種元素的數(shù)量。典型的XRF能量分布光譜顯示了不同能量時(shí)光子密度的分布情況。