在线重金属分析仪采用无损的X射线荧光光谱原理，并结合大气颗粒物富集技术进行测试。整套仪器包括大气颗粒物富集系统（采样装置、加热装置、流量测量装置）、卷膜系统（滤膜卷、滤膜运动电机）、XRF分析测试系统（X光管、数字多道分析器、算法分析软件）、控制系统（采样控制、卷膜运动、XRF检测、流量记录与控制、重金属浓度计算、结果显示等）。

　　切割器采用撞击式切割器，其原理是：当环境空气通过一个喷嘴时，按照惯性原理射向冲击板后气流发生偏转，粒径大的颗粒物动量也大，撞击到撞击板上被收集，粒径小的颗粒物动量小，撞击后随气流发生偏离，经过采样管到达采样滤纸带上。PM2.5切割器采用的是旋风式切割器，其工作原理是：气流进入圆筒体后，以很高的速度经180°渐开线前进，产生旋转气流。大粒径的颗粒物在离心力的作用下，逐渐向器壁靠近，并继续向下运动，速度逐渐降低。大粒径的颗粒物与器壁撞击后失去了继续前进的动力进而落入大颗粒接收器，小粒径的颗粒物沿气体排出管上升，从而将大小颗粒分开。

　　在常规的空气颗粒物采样中，所用滤膜包括石英滤膜，玻璃纤维滤膜，聚氯乙烯滤膜，聚四氟乙烯滤膜等，这些滤膜针对空气颗粒物测试的项目不同，有各自的应用。针对大气颗粒物中重金属的检测，要求滤膜成分上不能含有待测重金属。针对在线监测，还对滤膜的强度有一定的要求。

　　传统的空气颗粒物质量浓度监测采用的一般是玻璃纤维的滤膜卷，而玻璃纤维滤膜中含有多种重金属，因此不能用来测试大气颗粒物中的重金属。在线重金属分析仪则采用特殊定制的PTFE滤膜，其对空气动力学直径为0.3um的粒子收集效率在99.97%以上，其材质既保证了滤膜中不含重金属，并且具有较大的强度，可以保证滤膜运动过程中不会被拉断。