在线气体质谱仪的工作流程图气体样品→进样系统→离子源→质量分析器→离子检测器→数据处理及控制系统，离子源、质量分析器、离子检测器必须在真空下工作（10–4pa)。
进样系统--可用卡套直接把样品毛细管接到反应器，通过持续不断的进样、快速的检测，实时在线检测样品气体的种类和含量的变化。进样压力（100mbar-2bar)，响应时间可短至300ms。进样毛细管主要有石英毛细管和不锈钢毛细管两种。石英不会和酸性气体反应且气体不容易吸附在其表面。
离子源--一般都选用电子轰击离子源（EI）。中性分子被70ev的电子轰击成离子。目前比较好的灯丝材料是铱，它的使用寿命可达5年，而钨灯丝的使用寿命仅1年。质量分析器--市面上的在线气体质谱仪大都用四级杆质量分析器。四极杆质量分析器又称为四极滤质器。它由四根相互平行并均匀安置的金属杆构成，全属杆的截面是双曲线形的。离子束进入电场后，在交变电场作用下产生了振荡，在一定的电场强度和频率下，只有某种质量的离子能通过电场到达检测器，其他离子则由于振幅增大，撞到极杆上而被“过滤”掉，并被真空泵抽走。
质谱仪是通过对样品离子质荷比的测定来分析其组成的一类仪器。实验室质谱仪种类很多，从应用的角度可以分为有机、无机、气体、同位素质谱仪几类。有机质谱是质谱仪中数量最多，应用最广的一类，在线气体质谱也是质谱大家庭中不可或缺的一种。在线气体质谱广泛的应用于残余气体分析（RGA)、催化研究（TPR、TPD、TPO)、环境尾气分析、气体纯度分析、反应动力学等。
离子检测器--法拉第杯（直接电测法）离子流直接为金属电极所接收，并用电学方法记录离子流大小。二次电子倍增器（二次效应电测法）一定能量的正离子打击阴极的表面，产生若干二次电子，然后用多级瓦片状的二次电极(或称打拿极)使二次电子不断倍增，为阳极所检测。二次电子倍增器的检测极限更低。好点的质谱会同时配备这两种检测器。
在线气体质谱仪基本上被国外垄断，关键技术还不能国产化，做的比较好有MKS的Spectra系列。
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