人們常常把手持式光譜儀與火花直讀光譜儀混淆，實際上，兩個在原理上有本質的不bai同。
手持式光譜儀工作原理：
當一束帶有足夠能量的X射線打在樣品表面原子殼內層的電子上，這個X射線束是由手持式光譜儀內的X射線管產生的，這個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?shù)能壍辣３蛛娮咏Y合能發(fā)出的能量差；當X射線束的能量高于電子結合能就會發(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，一個原子軌道殼之間的間距是每個元素的原子的*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糾正這個不穩(wěn)定，這些空位可以由更高的軌道上的電子移動到一個較低的軌道。例如，如果一個電子轉移從原子內層，從下殼體的一個電子可以向下移動，以填補空缺。這就是熒光。離原子核越遠的電子，逃逸的能量越高。因此，當電子從較高電子層到靠近原子核的電子層時，要損失一些能量。損失的能量數(shù)與兩個電子層間的能量差相等，由兩個電子層的距離決定。對每個元素來說，兩個軌道間的距離是的，如上所述。根據(jù)能量損失可以識別這個元素，對每種元素而言，在X熒光過程中能量損失數(shù)是的。樣品中檢測到個別熒光能量是特定的，為了確定每個存在元素的數(shù)量，個別能量出現(xiàn)的比例可以通過儀器計算出來，或用其它軟件。
整個熒光過程發(fā)生在一瞬間。利用這個過程，使用手持式光光譜儀可在幾秒鐘完成。測量實際所需的時間取決于樣品的性質和含量水平。高比例的需要幾秒，水平的可能要花費幾分鐘。
火花直讀光譜儀工作原理：
當金屬被能量激發(fā)時，根據(jù)量子力學理論，原子的殼層電子會被激發(fā)到較高能級的外層軌道上，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在一定條件下，它從高能級躍遷到低能級就會發(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)過光學系統(tǒng)進行分光，色散成按波長排序的一系列連續(xù)光譜，再經(jīng)過光電轉換元件把光信號直接轉換為電信號。后計算機測量系統(tǒng)就可以通過計算某元素特征譜線的強度來確定元素的百分含量。
由于原理的不同，能檢測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到Mg元素，比如布魯克的手持式光譜儀，直讀光譜儀可檢測到B元素。但是手持式光譜儀非常的小巧，輕便，快速，不需制樣，對表面無要求，無需氬氣，能攀高，能進管道，鋰電池供電，只連續(xù)工作8小時以上。的確是直讀光譜*的。