手持合金分析仪的工作原理主要基于X射线荧光光谱分析技术。

 

当X射线管发射的高能X射线撞击到被测样品时，可以击出原子的内层电子，导致壳层空穴。此时，外层电子从高轨道跃迁到低能轨道来填充这些空穴，过程中会释放出特征X射线。X射线探测器将这些特征X射线的光信号转换成电信号，从而得到待测元素的特征信息，进而分析出金属材料的元素成分和含量。

 

此外，手持合金分析仪通常采用火花激发或激光激发的方式使金属材料产生光谱。激发过程中，金属表面的微小区域被迅速加热并蒸发，产生高温和高密度的等离子体。在这个等离子体中，金属元素的原子或分子被激发并释放出特征光谱。光学系统会将这些特征光谱收集并传输到检测器上，检测器将光谱转换成电信号，再通过放大、滤波等处理过程，提取出与元素成分和含量相关的信息。

 

每个原子都有自己固定数量的电子，这些电子的数量等同于核子中的质子数量。从元素周期表中的原子数可以得知质子的数目，每个原子数都对应固定的元素名称。例如，铁的原子数为26，其Kα能量大约是6.4千电子伏。特定元素在一定时间内所放射出来的X射线的数量或密度可以用来衡量这种元素的数量。典型的XRF能量分布光谱显示了不同能量时光子密度的分布情况。