四極質譜計基本參數設計依據儀器指標要求，根據加工條件和電子元器件進行折衷設計。以真空測量用的小型四極質譜計為例，設計指標設定為：質量范圍1u～50u;分辨本領為M/AM=50;z*小可檢分壓力為10-9Pa;響應時間為O.1s。

(1)高頻頻率及桿長度的計算

按公式(12 - 62)計算，離子在高頻場經歷的高頻周期數應為

離子在四極場軸向運動為勻速運動，其速度是由離子的初速度vo決定的。n是由三個因素——高頻電壓頻率，、離子進入分析場的能量Ui和分析場的長度L決定的，其關系可表達為

(2)不同高頻頻率下場半徑(r0)對應的z*大高頻電壓幅值(Vmax)的計算

從表12-3中，利用公式(12 - 56)計算對應每個高頻頻率下一組場半徑(r0)和z*大高頻電壓幅值(V max)見表12—4、表12-5。

(3)高頻功率(P)與高頻頻率(f)、場半徑(r0)關系的計算

如果考慮c/q≈1，根據公式(12-58)可計算出不同高頻功率(P)下，高頻頻率(f)、場半徑(ro)對應值(表12—6)。

(4)基本參數的確定

根據上述計算數據，可以繪制出一組不同桿長(L)下，對應的/、細、V.一和P的曲線。從實際電路元器件可能達到的max和P來考慮，對于分辨本領M/AM=50，選擇桿長L- 4cm和L= Scm比較合理，對應的參數為：

L = 4cm；f=3.8MHz； r0=3mm;V一=460V;P=10W

L= Scm；f=3.OMH；ro=3mm；V一=292 V；P=5W

(5)其它參數的選擇

離子入口孔徑可采用公式(12-52)計算結果作參考設計;根據z*小可檢分壓力10^-9Pa要求，采用電子倍增器為離子收集，倍增器增益大于104，可同軸或偏軸安裝。離子入口膜片到四極桿之間距離應考慮邊緣場影響，z*佳過渡場應保證質量數為處于質量范圍中間的離子在過渡場經歷2個高頻周期數。