X射線熒光光譜儀主要由以下幾個部分構成:
激發源:通常為X射線管,是X射線熒光光譜儀的重要組件。燈絲和靶極密封在抽成真空的金屬罩內,燈絲發射的電子經高壓電場加速撞擊在靶極上,產生一次X射線,用于激發樣品中的元素。
樣品室:用于放置樣品,部分儀器的樣品室支持真空或氦氣環境,以優化分析條件。樣品臺通常具有多個軸向調節功能,可以調整樣品的位置和角度,以提高檢測精度。
分光系統:波長色散型X射線熒光光譜儀的分光系統主要部件是晶體分光器,其作用是通過晶體衍射現象把不同波長的X射線分開。分光晶體靠一個晶體旋轉機構帶動,為了檢測到特定波長的熒光X射線,分光晶體轉動θ角,檢測器必須轉動2θ角。能量色散型X射線熒光光譜儀則沒有復雜的分光系統,依靠半導體探測器直接測量熒光X射線的能量。
檢測記錄系統:常用的檢測器有流氣正比計數器、閃爍計數器和半導體探測器等。流氣正比計數器適用于輕元素的檢測,閃爍計數器適用于重元素的檢測,半導體探測器主要用于能量色散型X射線的檢測。檢測器將X射線光子能量轉化為電能,產生脈沖信號,經放大器、脈沖幅度分析器等處理后,由記錄顯示儀器記錄下來,得到熒光X射線譜圖。
數據處理系統:通常由計算機和分析軟件組成,對檢測到的光譜數據進行處理,通過特定的算法和模型,將光譜信息轉化為樣品中各種元素的種類及含量,生成定性和定量分析結果。