X射线荧光光谱分析仪通常可分为两大类，波长色散X射线荧光光谱分析仪（WDXRF）和能量色散X射线荧光光谱分析仪（EDXRF），波长色散光谱分析仪主要部件包括激发源、分光晶体和测角仪、探测器等，而能量色散光谱仪则只需激发源和探测器和相关电子与控制部件，相对简单。
波长色散X射线荧光光谱分析仪使用分析晶体分辨待测元素的分析谱线，根据Bragg定律，通过测定角度，即可获得待测元素的谱线波长： nλ=2dsinaθ （n=1,2,3…） 式中 ，λ为分析谱线波长；d为晶体的晶格间距；θ为衍射角；n为衍射级次。利用测角仪可以测得分析谱线的衍射角，利用上式可以计算相应被分析元素的波长，从而获得待测元素的特征信息。
能量色散射线荧光光谱分析仪则采用能量探测器，通过测定由探测器收集到的电荷量，直接获得被测元素发出的特征射线能量： Q=kE 式中，K为入射射线的光子能量；Q为探测器产生的相应电荷量；k为不同类型能量探测器的响应参数。电荷量与入射射线能量成正比，故通过测定电荷量可得到待测元素的特征信息。 待测元素的特征谱线需要采用一定的激发源才能获得。目前常规采用的激发源主要有射线光管和同位素激发源等。
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