光电直读光谱仪又称为火光直读光谱仪、火花源原子发射光谱仪。火花直读光谱仪通常由光源激发系统、光学系统、测控系统、计算系统组成。
样品在激发台被激发光源激发后，通过聚光镜及直线电机产生各个元素的特征光谱，各种元素的光谱谱线通过光栅分光自动排列出各元素谱线，各种元素谱线通过出射狭缝照射在光电倍增管上，通过光电倍增管转换成光电流，元素光谱强度与光电流强度成正比例关系，即光谱越强光电流越大，所测元素的光谱谱线强度与所测元素的含量有一定的函数关系。再由光电流大小通过数据处理得出所测元素含量；光电倍增管信号的测量、数字化和存储；通讯，接收计算机命令等。
由于外界环境的温度湿度变化比较大，而光学室各部件用的材料的膨胀系数不同，为了保持仪器稳定，所以增加恒温控制室（35℃）装置。
为使的样品表面不受氧化，同时避免氧对短波辐射的吸收因此需要高纯氩气进行保护及冲洗
碳硫磷元素需要使用200nm以下波段的辐射将被空气吸收，因此如需要测定碳硫磷元素，即需要光学系统置于中空状态下进行。
激发系统：
样品被激发的工作台，被测试样在火花台上被激发后产生谱线，经火花台采光后送到光学室处理。
光学系统：
主要包含入射透镜，入射狭缝，光栅，出射狭缝和光电倍增管。
火花台送到光学室的光经入射透镜聚光后送到入射狭缝，再送到光栅，光栅将这束复合光分成有规律排列的单色光，然后经出射狭缝到光电倍增管，光电倍增管将此光信号转变成电流信号送到电学系统的检测部分进行积分放大。
测控系统：
光电倍增管将光信号转变成电流信号后，送到检测系统的积分板的积分通道，经积分放大后，将电流信号转换成电压信号，再送到A/D板上进行A/D转换，将电压信号转换成数字信号，送到CPU处理后再送到计算机处理，显示出所含元素和元素的浓度等数值。所以检测系统包括：电源板（提供+5V和±12V），CPU板，A/D板和积分板。
计算系统
将电学系统采集的数据进行处理、显示，并且通过计算机控制仪器动作。
将需要保存的数据打印到纸上，以方便以后核查。
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