手持式光谱仪主要由X光管、探测器、CPU以及存储器组成，由于其便携具有高效、便携、准确等特点，使其在合金、矿石、环境、消费品等领域有着重要的应用。
要求具有高的分辨率和信噪比、更好的强度准确性和波长准确性以及强的抗外界干扰性和优良的仪器稳定性，在仪器的软件上，要求能够进行导数、去卷积等复杂的数学计算，能够计算光谱间相似度、模式识别分析、支持多元校正分析和用户自建谱库并进行检索。
手持式光谱仪原理：
当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子从而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的状态,当较外层的电子跃迁到空穴时,产生一次光电子，击出的光子可能再次被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，发生俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应。所逐出的次级光电子称为俄歇电子。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不被原子内吸收,而是以光子形式放出,便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。
光电直读光谱仪是指应用光电转换接收方法作多元素同时分析的发射光谱仪器。
由于电感耦合高频等离子体光源的广泛使用，使光电直读光谱仪在光谱仪中占有主要地位。
光电直读光谱仪选择应注意以下事项：
(1)光源发生器的选择
为进行多种样品和元素的分析，需要各种发生器。
同时测定多种元素时，根据测定范围选一种激发方法。
火花光源比较适合于同时测定多种元素，如金属中的合金成分和杂质元素的定量分析。
电弧光源适用于测定样品中的痕量成分。
低压电容放电光源使电路参数变化达到从电弧到火花阶段性变化，可用于多目的的分析。
(2)分光计的选择
一般是根据分析元素及其测定范围、邻近谱线对分析线影响的程度等因素，考虑色散率、测定波长范围和亮度来选定。
(3)分析线的选择
分析元素和内标元素的谱线应选择受其他元素谱线及带光谱等影响小、信噪比大的谱线。
光电直读光谱仪是黑色金属及有色金属（铁基、铝基、铜基、镍基等）材料中化学元素成份快速、精确、定量的分析仪器。
广泛应用于冶金、机械、铸造、金属、科研等领域，进行冶炼炉前的在线分析以及中心实验室的产品检验，是控制产品质量的有效手段之一。
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