所有的关键要素质谱法（MS）系统是探测器用于将质量分离离子的电流转换为可测量的信号。根据动态范围，空间信息保留，噪声和对质量分析仪的适用性在内的因素，使用了不同类型的探测器。在本文中，我们考虑了一些常用的检测器。

电子乘数（EM）

巨大的优势电子乘数（em）探测器是，正确校准时，它们是无声的，单个离子计数是可能的。

EM的本质是称为Dynodes的离散金属板的串行连接，将离子的电流放大了〜10倍⁸进入可测量的电子电流。当单个次要离子进入EM时，它会被第一个转换驱动器停止。撞击的能量部分是通过从还应材料中弹出电子的，从而产生了电荷。通过随后的驱动器通过级联进程驱逐其他电子。在最终驱动器上，累积电荷被测量为电压脉冲。图1中示意性显示。

图1： 示意图说明了如何使用EM检测器将检测到的传入离子转换为可测量的信号。信用：Nikob7，根据Creative Commons归因共享4.0国际许可证。

由二级离子的影响产生的电压脉冲的大小是随机分布的。可以测量这些类型的检测器上的脉冲高度分布，并注意两个不同的区域。在分布的低端观察到的高信号降低至检测器系统中电子噪声的最小值。遵循此最小值，观察到具有广泛分布的信号增加，代表测得的离子电流。通过设置阈值以消除噪声，这些乘数可以有效地计算单个离子，动态范围为10⁶赫兹。除了该计数速率之外，检测器将开始遭受两个不同现象。第一个是“死时间”效应，它是指检测器在处理已经收到的信号（以NS测量）时无法正常工作的时间。第二个是准杂种到达效应，其中两个离子一次撞击电子乘数的转换驱动器，但仅被识别为单个离子。

通常使用且与EM密切相关的另一种类型的检测器是Channeltron。但是，它不是使用一系列离散的金属板作为定局，而是由单个连续弯曲表面组成，该表面模拟了离散电极电子乘数中使用的信号扩增的级联反应。

法拉第杯（FC）

法拉第杯（FC）探测器是相对简单且便宜的设备。他们的主要优势是测量EM斗争的高离子电流的能力。它由通过高电阻连接到地面的空心导电电极组成。击中收集器的离子会导致电子从地面流过电阻器，并放大电阻跨电阻的电势下降。单个离子上的基本电荷为1.6 x 10^-19C.因此，计数率为1 x 10⁶c/s（关于使用EM检测器的上限限制的上限）将产生1.6 x 10的电流^-13A（图2）。即使具有高达10的电阻¹¹w连接到地面，放大器必须能够检测到16 mV的电势下降。因此，由于电阻器和放大器电路中的热噪声和电子噪声将对精度产生巨大影响，因此测量较低的电流将变得更加困难。这些组件通常会封闭在疏散的热控制室内。

图2： 法拉第杯离子检测器的示意图。信用：K。Murray，在Creative Commons归因共享3.0未竞争许可证。

Photolultiplier转换大道

在一个光电倍增器转换驱动器检测器，离子最初撞击了导致电子发射的驱动器。然后产生的电子触发了磷光屏幕，进而释放了光子。然后，光子进入乘数以级联形式发生放大的乘数，就像电子乘数一样。使用光子的主要优点是，可以将检测器的乘数部分密封在真空中，防止污染并大大延长检测器的寿命。

图3：光电倍增器转换驱动器检测器的示意图。信用：Kkmurray，根据Creative Commons归因共享3.0未竞争许可证。

阵列探测器

质谱仪上的第一个检测器确实是阵列探测器 - 摄影膜。从那时起，阵列检测器已使用不同的原理演变为多种类型。阵列探测器可以覆盖广泛的探测器类型和系统但通常可以分为两类：

• 可以同时测量不同质量征收比（M/z）值的许多离子的检测器
• 位置敏感的探测器

有时，单一类型的检测器可以满足或多或少的程度。

用于同时测量几个不同m/z的几个离子的阵列检测器

也许最简单的“数组”检测器可以在结合EM和FC检测器的那些MS系统上找到。对于同位素比测量值，可以使用FC测量最丰富的同位素，而较弱的丰富同位素产生的离子电流较小，更适合于在EM上测量。

MS仪器中通常发现的另一种检测器阵列的形式是使用多次填充系统的几个EMS和/或FC组成，可以移动以测量特定M/Z值的离子。一个示例如图4所示纳米级辅助离子质谱仪（纳米sims），具有6个可移动和1个固定EM检测器，可以同时分析7种不同的质量。这些与根据其M/Z值分散离子的质谱仪（例如磁性扇形仪器中）有关。

图4： 双聚焦磁段质谱仪的示意图，结合了多策略系统和静态磁场 - 纳米级离子质谱仪（Nanosims）。

位置敏感离子检测的阵列检测器

阵列检测器位置敏感测量已经使用了微通道板（MCP）多年了。阵列由10个以上组成⁶微观玻璃通道，每个5-50m直径为m，在蜂窝型阵列中结合在一起并进行电连接。每个通道作为连续功率EM运行，增益为10⁴。为了增加增益，可以将2或3个MCP检测器串联放置，从而最终提高10⁶到10⁸。由于辅助电子仅限于原始离子撞击起源的通道，因此可以从MCP获得空间分辨率，前提是记录最终电子云分布的方法。这通常是使用磷光器屏幕和某种形式的相机来完成的，例如电荷型设备（CCD）阵列系统或其他数字技术。尽管对于离子的位置感测非常有用，但除非非常好并且经常被校准，否则它提供了比定量信息更具定性的，因为衰老效应是一个问题（对于MCP和磷光体屏幕）。

这电阻阳极编码器（RAE）检测器是成像MS的电荷分裂检测器的一种形式，尤其是次级离子质谱法（SIMS）。与一般的电荷分区探测器一样它们通过使用阳极结构来拦截和分隔几个源自MCP的电子云。可以执行基于每个传感器接收到的信号的强度的数学算法，以确定导致测量电荷云的离子电流的原始位置。在RAE的特定情况下，由于阳极材料由电阻半导体制成，因此所使用的信号是电子云在该材料上产生的电压。此类设备的主要局限性是它们无法同时测量离子到达，因此它们的动态范围限于大约10⁴-10⁵赫兹。

您可以通过遵循以下链接到有关电离源和群众分析仪的文章来了解有关MS过程中先前步骤的更多信息。