直读光谱仪的原理主要基于 原子发射光谱学。当样品（通常是金属）经过电弧或火花放电激发后，样品中的原子或离子会被激发到高能态。当这些激发态的原子或离子回到低能态时，它们会释放出特定波长的光子，形成特征光谱。每种元素都有其独特的发射光谱，这些光谱线因元素的种类和含量不同而具有不同的波长和强度。

直读光谱仪通过以下步骤进行工作：

激发：

样品被置于激发室中，并通过电弧放电、火花放电或激光等方式进行激发。这些方法产生高温和高能量，使样品中的金属原子或离子跃迁到高能态。

光谱分离：

发射出的光通过光谱仪的分光系统，如光栅或棱镜，将光分解成不同波长的光谱线。这个过程将复杂的光信号分解为单独的光谱线，每种波长对应一个特定的金属元素。

光电检测：

分光后的光谱线由光电检测器（如光电倍增管或电荷耦合器件）进行检测。这些检测器将光信号转换为电信号，并记录下每个波长的光强度。光强度与元素的浓度成正比。

数据处理：

电信号被传送到计算机系统进行数据处理。计算机系统将光谱数据与已知的标准光谱数据库进行比对，以识别光谱线对应的金属元素。最终，计算机系统计算出各金属元素的含量，并以百分比浓度显示结果。

直读光谱仪具有分析速度快、操作方便、检测精度高等特点，广泛应用于冶金铸造、钢铁及有色金属行业的炉前快速分析，以及在汽车、航空航天、机电、机械、石油化工等领域对金属材料进行精确的定量分析。