油料光譜儀工作過(guò)程中，高純石墨電極與棒電極中間相隔2.5毫米的放電間隙。被測油樣被注入小油杯中，石墨盤(pán)電極部分浸在小油杯（油樣）中，旋轉的盤(pán)電極不斷把被測油樣傳送到放電間隙，進(jìn)行等離子化激發(fā)，從而實(shí)現了一個(gè)連續“燒樣"的過(guò)程。同時(shí)，為了有效避免燒樣過(guò)程中各個(gè)油樣間可能存在的交叉污染，每個(gè)燒樣過(guò)程需要一個(gè)全新的石墨盤(pán)電極和一個(gè)經(jīng)過(guò)良好修整的棒電極。

被測油樣等離子化后，產(chǎn)生發(fā)射光譜。發(fā)射光譜經(jīng)過(guò)石英窗收集、光纖傳導至光學(xué)系統內部。光學(xué)系統內部的衍射光柵（與常見(jiàn)的光柵不同，光譜儀中的衍射光柵是特殊設計的凹面球狀光柵，其表面包含一系列精確刻線(xiàn)）會(huì )將發(fā)射光譜分離成多條非連續的譜線(xiàn)。由于不同波長(cháng)的衍射角度不同，包含多種元素發(fā)射光譜的金色光經(jīng)過(guò)衍射光柵后會(huì )被分成非連續的、獨立的特征譜線(xiàn)（特征譜線(xiàn)對應被測元素的成分）。每一束特殊譜線(xiàn)直接傳輸到專(zhuān)用高靈敏度光電轉換裝置（CCD），光電轉換器件將光學(xué)信號轉換成電信號傳導至光譜儀的讀出系統進(jìn)行定量分析。通過(guò)測定每一條特殊譜線(xiàn)的光密度值以及基于工廠(chǎng)校準工作曲線(xiàn)（光密度與元素濃度的線(xiàn)性關(guān)系），定量檢測各種元素成分及其深度。