El sistema cuadrupolo separa los iones según su relación masa-carga y finalmente los introduce en el detector. El detector convierte los iones en pulsos de electrones, que luego son contados por el circuito integrador. El tamaño del pulso de electrones está relacionado con la concentración de iones analitos en la muestra. Al comparar con estándares de concentración conocida, se logra el análisis cuantitativo de oligoelementos en muestras desconocidas.
Los detectores de iones incluyen multiplicadores de electrones dínodos continuos o discontinuos, detectores de copa de Faraday, detectores Daley, etc. El ICP-MS actual utiliza principalmente un multiplicador de electrones de dínodo discontinuo. Su principio básico se basa en el proceso de emisión de electrones secundarios. Consta de múltiples conjuntos de dínodos independientes. Cuando cualquier ion cargado o partícula neutra, ion o electrón golpea una superficie recubierta con una sustancia específica, puede provocar la liberación de electrones de la capa exterior del átomo. La cantidad de electrones secundarios liberados depende del tipo y la energía del ion incidente, así como de su ángulo de incidencia, el material y el área de la superficie incidente y otras propiedades. Los multiplicadores de electrones suelen tener una vida útil limitada que depende de la descarga acumulada total. Más allá de esta vida, el revestimiento de la superficie interior ya no desempeña un papel multiplicador y es necesario reemplazar el multiplicador.
El funcionamiento del multiplicador de electrones requiere un ambiente de vacío inferior a 666,5×10-5Pa. De lo contrario, se producirá una descarga parásita en la cámara del detector. Un ion genera un pulso de aproximadamente 108 electrones en el colector. Si el multiplicador de electrones está activado, lo mejor es guardarlo en un desecador de vidrio libre de polvo con desecante. Para prolongar su vida útil, la tensión aplicada debe mantenerse en el valor mínimo que permita alcanzar el rendimiento requerido. El voltaje de operación debe aumentarse lentamente hasta alcanzar el voltaje de meseta del multiplicador de conteo de pulsos. El valor de voltaje óptimo debería ser ligeramente mayor después del punto de inflexión.
Los detectores de iones utilizados actualmente en ICP-MS son casi todos multiplicadores de electrones discontinuos producidos por la empresa australiana ETP. El nuevo multiplicador de electrones dínodo discontinuo también se denomina multiplicador de electrones de película activada. La película de activación es un nuevo material de dínodo. Sus características son: ① La eficiencia de emisión de electrones secundarios es alta, por lo que la ganancia es alta y la sensibilidad es alta. ② Es estable en el aire y puede almacenarse durante varios años. la garantía es válida por dos años si no se abre; ③ amplio rango dinámico; ④ mayor vida útil, del 35% al 100% más que los detectores CEM convencionales. Esto se debe a la ganancia (es decir, la capacidad de amplificación de electrones). el multiplicador de electrones reduce el mecanismo de manera diferente. La razón principal de la continua disminución de la ganancia del multiplicador es causada por la contaminación acumulada de impurezas en la superficie del dínodo. El grado de contaminación se ve afectado por dos factores: uno es la influencia de los contaminantes en el gas residual en la cámara de vacío; el otro es la densidad de electrones incidentes en la superficie del dínodo. El área del dínodo del detector de película activada es mucho mayor que la del dínodo continuo. La contaminación de impurezas acumulada por unidad de área se reduce correspondientemente, por lo que aumenta la vida útil.
Los multiplicadores de electrones ordinarios utilizan el modo de detección de pulso de electrones, por lo que el rango lineal es de solo 5 órdenes de magnitud. Para resolver el problema de la determinación simultánea de concentraciones altas y bajas en ICP-MS, se debe ampliar el rango dinámico lineal del detector. Los detectores de modo dual actuales resuelven muy bien este problema. Adopta dos métodos: conteo de pulsos y simulación, y puede medir simultáneamente elementos de baja y alta concentración en la misma muestra, con un rango lineal de 8 a 9 órdenes de magnitud. Utilizando un multiplicador de electrones totalmente digital, el rango de sensibilidad se puede cambiar automáticamente, incluso hasta 12 órdenes de magnitud.
En condiciones de alta tasa de conteo, la velocidad a la que los iones golpean el detector es demasiado alta para que el circuito de medición procese los conteos de manera eficiente. Los iones llegaron al detector durante el pulso de salida de iones anterior y no fueron detectados por el sistema de conteo. El período de tiempo durante el cual el detector y otros dispositivos electrónicos de conteo relacionados no pueden resolver pulsos sucesivos se denomina "tiempo muerto". El tiempo muerto hará que la respuesta de la señal del instrumento se vuelva no lineal cuando excede una cierta tasa de conteo, generalmente alrededor de 1×106 conteos/segundo. La mayoría de los primeros sistemas ICP-MS tenían una corrección de tiempo muerto de aproximadamente 110 ns, mientras que los instrumentos modernos tienden a corregir la porción curva de la respuesta con solo aproximadamente 20 ns. El "tiempo muerto" es muy importante para la determinación de proporciones de isótopos. El tiempo muerto está relacionado con la masa y la concentración de elementos. Por lo tanto, en algunas aplicaciones especiales, como la determinación precisa de proporciones de isótopos, se debe realizar una corrección del "tiempo muerto". elementos específicos.