便携式X射线荧光（XRF）分析仪基于“X射线激发-荧光辐射-信号解析”的核心逻辑，通过小型化硬件设计实现现场快速元素检测，整体流程分为三个关键步骤，无需破坏样品即可完成分析。
第一步是 “X 射线激发”：仪器内置微型 X 射线源（主流为 X 光管，部分低端型号用放射性同位素源），通电后发射高能初级 X 射线。这些 X 射线穿透样品表面，作用于样品中的原子 —— 当初级 X 射线能量高于原子内层电子（如 K 层、L 层）的结合能时，会将内层电子 “击出”，使原子处于不稳定的 “激发态”。例如检测不锈钢中的镍元素时，初级 X 射线会击出镍原子的 K 层电子，为后续荧光辐射奠定基础。
第二步是 “荧光 X 射线产生”：激发态原子需通过电子跃迁恢复稳定。此时，外层电子（如 L 层电子）会快速填补内层电子留下的空位，跃迁过程中会释放出 “能量差”，这种能量以特定波长的 X 射线形式辐射，即 “荧光 X 射线”。关键在于，每种元素的原子结构（质子数、电子层分布）唯一，电子跃迁的能量差固定，因此荧光 X 射线的能量（或波长）具有 “元素专属标识”—— 比如铁元素对应 6.4keV 的荧光 X 射线，铜元素对应 8.04keV，这是元素识别的核心依据。
第三步是 “信号探测与数据处理”：仪器的探测器（常用硅漂移探测器 SDD，兼顾灵敏度与小型化）捕捉荧光 X 射线，将其转化为电脉冲信号（脉冲幅度与荧光 X 射线能量成正比）。信号传输至内置数据单元后，通过 “多道分析器（MCA）” 按能量分类统计，形成 “X 射线荧光光谱图”（横轴为能量，纵轴为计数率，每个峰值对应一种元素）。最后，仪器结合预先用标准样品标定的 “校准曲线”，通过峰值位置识别元素种类，通过峰值强度计算元素含量（强度越高，含量通常越高），10-60 秒内即可在显示屏输出结果（如元素名称、ppm 或百分比含量）。
该原理的优势在于 “无损、快速、便携”，广泛用于矿石勘探（现场分析金属元素含量）、金属材质鉴别（如不锈钢牌号检测）、环境监测（土壤重金属筛查）等场景。
https://industrial.evidentscientific.com.cn/zh/xrf-analyzers/handheld/
