Das Kernprinzip eines Direktlesespektrometers besteht darin, die Atome in der zu messenden Probe zu stimulieren und durch qualitative und quantitative Analyse des charakteristischen Spektrums eine schnelle und präzise Bestimmung der Elementzusammensetzung zu ermöglichen. Seine technologische Kette beginnt mit der „elektrischen Funkenstimulation“. Auf dem Argonschutzstich wird ein hochdruckiger Impuls zwischen der Probe (als eine der Elektroden) und dem Analysespalt ausgeübt, wodurch ein sofortiges hochtemperaturiges Plasma (Elektrofunken) erzeugt wird. Spurmaterial auf der Oberfläche der Probe wird vergastet und atomisiert, und die Elektronen der äußeren Schicht des Atoms erhalten einen Energiesprung auf ein instabiles hohes Energieniveau.
Wenn diese angeregten Elektronen auf ein niedriges Energieniveau zurückfallen, geben sie eine bestimmte Wellenlänge der Lichtstrahlung frei, das "Charakteristikspektrum" des Elements. Verschiedene Elemente haben ihre eigene Spektrallinie, ähnlich einem "Fingerabdruck". Der Engpässe der herkömmlichen Technik besteht darin, dass Spektrometer mit Photoelektromultiplikator (PMT) nur mit begrenzten Kanälen zur Messung bestimmter Elementlinien eingestellt werden können, was eine schlechte Flexibilität und Schwierigkeiten für die Analyse unbekannter Elemente darstellt.
Der wahre technische Durchbruch ist die Umsetzung der "Vollspektrumanalyse"-Technologie. Dies stützt sich auf zwei Schlüsselinnovationen: Erstens die Anwendung von Mittelstufenrastern und Kreuzdiffusionstechnologien. Mittelstufenraster bieten eine hohe Auflösung und eine hohe Farbstreibung, die komplexe Spektren auf einer zweidimensionalen Ebene fein ausbreitet; Die Kreuzdiffusionstechnik trennt Spektren auf verschiedenen Ebenen effektiv und bildet ein klares, zweidimensionales Spektrum des gesamten Spektrums. Zweitens ist die Einführung von leistungsstarken Gesichtsdetektoren wie CCD oder CMOS. Der Detektor empfängt und digitalisiert gleichzeitig die gesamte spektrale Information im gesamten Wellenlängenbereich und erfasst alle spektralen Linien vom UV bis zum sichtbaren Lichtbereich auf einmal.
Dieser Durchbruch ermöglichte es dem Direktlesespektrometer, einen Sprung von der „Tubing“ zum „Vollspektrum“ zu machen. Es behält nicht nur die Vorteile des herkömmlichen Direktlesespektrums mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit bei, sondern bietet auch die großen Vorteile der Flexibilität der Analyseelemente (die Analyseleitung kann je nach Software ausgewählt werden), der kompakten Struktur des Instruments, der höheren Stabilität und der einfachen späteren Upgrade (die Ergänzung der Analyseelemente durch Software). Daher markiert die Vollspektrum-Direktlese-Spektraltechnologie die moderne Elementanalyse in eine neue Ära von leistungsstarkeren und intelligenteren Werkzeugen in den Bereichen Metallurgie, Gießen und Qualitätskontrolle.