火花直讀光譜儀是一種用于金屬材料元素成分快速、精確分析的大型精密儀器，廣泛應用于冶金、鑄造、機械制造、航空航天、汽車、電力及質檢等領域。其核心原理是利用高壓電火花激發固體金屬樣品表面，使樣品中的原子或離子被激發并發射出具有特征波長的光譜線，通過光學系統分光后，由光電倍增管或固態檢測器（如CCD/CMOS）同時接收各元素的特征譜線強度，再經計算機系統轉換為元素含量，實現“一次激發、多元素同步測定”。

　　該儀器主要由激發光源系統、光學系統（帕邢-龍格架或中階梯光柵）、檢測器、樣品臺、氬氣保護系統及數據處理軟件組成。測試時，將經過打磨處理的塊狀金屬樣品作為電極，在高純氬氣氛圍下產生穩定火花放電，有效避免空氣對紫外區譜線（如C、S、P、N等）的吸收，確保輕元素分析的準確性。現代火花直讀光譜儀可同時測定從鋰（Li）到鈾（U）范圍內的數十種元素，檢測限可達ppm級，分析精度高、重復性好，單次測試僅需10–30秒。

　　火花直讀光譜儀的操作步驟：

　　一、開機與預熱

　　環境確認

　　溫度：20℃-25℃，避免電子元件性能波動或冷凝水產生。

　　濕度：40%-60%，防止電子元件短路。

　　遠離強電磁干擾源，確保數據準確性。

　　開機順序

　　打開穩壓器電源，確保電壓穩定。

　　依次開啟光譜儀主電源、真空泵、水泵、電子板電源、高壓電源。

　　啟動計算機，運行光譜儀控制軟件，檢查與主機連接狀態。

　　預熱穩定

　　儀器需預熱30-60分鐘，使內部元件達到穩定工作狀態。

　　預熱期間可檢查氬氣壓力（≥0.5MPa）、純度（≥99.995%）及流量（4-8L/min）。

　　二、樣品準備

　　表面處理

　　樣品表面需平整、光潔，無油污、氧化皮或裂紋。

　　金屬樣品需打磨至表面粗糙度達標（如Ra0.05μm以下），確保激發穩定性。

　　尺寸要求

　　厚度≥5mm，面積≥10mm×10mm，以穩定放置于激發位置。

　　清潔處理

　　用無水乙醇或丙酮清洗樣品表面，去除雜質，自然晾干或用干凈紗布擦干。

　　三、參數設置

　　選擇分析程序

　　根據樣品材質（如鋼鐵、鋁合金）選擇預設分析程序。

　　調整激發參數

　　激發能量：高熔點元素需適當提高能量。

　　激發時間：10-30秒，確保信號強度且避免樣品過度損耗。

　　激發次數：3-5次，提高數據統計精度，減少偶然誤差。

　　設置檢測參數

　　根據待測元素特性調整波長范圍等參數。

　　四、校準儀器

　　使用標準樣品

　　選擇已知元素含量的標準樣品，放置于激發位置。

　　激發校準

　　按順序激發標準樣品3次，儀器自動對比測量結果與標準值，修正分析程序參數。

　　驗證校準結果

　　確保校準后數據與標準值偏差在允許范圍內，否則需重新校準。

　　五、激發測試

　　放置樣品

　　將待測樣品平穩放置于火花臺，確保與電極接觸良好，測試面垂直于電極。

　　關閉防護門

　　防止火花飛濺傷人，確保測試環境穩定。

　　啟動激發

　　在軟件中點擊“激發”按鈕，儀器通過火花放電激發樣品元素，采集光譜信號。

　　觀察激發過程

　　正常火花應明亮、穩定且集中在測試面；若火花微弱、閃爍或偏離，需停止激發并檢查樣品放置或電極狀況。

　　六、數據處理

　　自動分析

　　儀器自動處理光譜信號，計算元素含量，生成分析報告。

　　數據審查

　　檢查數據是否有異常值（明顯偏離正常范圍），分析原因（如樣品不均勻、激發不穩定或儀器誤差）。

　　存儲與備份

　　將符合要求的數據存儲為Excel表格或專業光譜數據文件格式，便于后續查閱。

　　七、關機與維護

　　關機順序

　　關閉激發槍電源，依次關閉光譜儀主機、附屬設備（如冷卻系統、氬氣供應系統）、計算機電源。

　　儀器清潔

　　用無水乙醇清潔激發槍電極，用軟毛刷清理進樣口雜物。

　　覆蓋防塵罩

　　防止灰塵進入光學系統，延長儀器壽命。

　　定期維護

　　清理火花臺黑色沉積物，防止電極與火花臺短路。

　　檢查電極放電間隙和真空度，確保測量精度。

　　每周檢查油位、冷卻水水位，每半年狹縫定位與掃描一次。