單極質(zhì)譜計(jì)是四極儀器的一種，其分析場相當(dāng)于四極濾質(zhì)器分析場的一個(gè)象限。儀器除具有四極場的質(zhì)量過濾作用外，這種有限的分析場還給儀器帶來新的特性，即具有y方向的局部聚焦特性。
 

從四極濾質(zhì)器的結(jié)論中可看到，當(dāng)在四極分析場垂直于離子入射方向的截面上畫等位線時(shí)，可得兩條正交的零電位的等位線（圖12-34），它和X、y坐標(biāo)成450夾角，這條等位線與y電極間所占有的部分就是單極分析場。因此，單極質(zhì)譜計(jì)的質(zhì)量分析器僅由處于地電位的直角電極和處于廬o= -（U- Vcoswt）電位的y電極組成，其余三根電極均可省略。單極分析場中任一點(diǎn)電位可表達(dá)為

對于檢測正離子的單極質(zhì)譜計(jì)來說，了解離子在y方向的運(yùn)動(dòng)軌跡是十分重要的。參照四極濾質(zhì)器Y方向離子運(yùn)動(dòng)的馬蒂安微分方程式(12-39)．并引入單極分析場的邊界條件，可求得離子的y、Z平面運(yùn)動(dòng)方程的穩(wěn)定解近似式

式(12-40)中的項(xiàng)代表一個(gè)“拍”，“拍”的長度僅和β有關(guān)，而與離子進(jìn)入分析場時(shí)的初始條件無關(guān)；π的周期為ro，它等于4π/βw或2/β高頻周期。由于丨a1丨+丨a2丨+……是小于丨a0丨的，所以“拍”上疊加的高頻振蕩（級數(shù)的二次項(xiàng)）在時(shí)間r0/2以內(nèi)是不會(huì)使離子穿過儀器的Z軸的。顯然，只要滿足y>丨x丨和離子通過高頻場的時(shí)間小于ro/2，并且使離子運(yùn)動(dòng)的振幅不超過ro，離子就能通過單極分析場。

從離子在單極分析場X、y方向運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定解范圍，可得出單極質(zhì)譜計(jì)的a、g穩(wěn)定圖，它是四極質(zhì)譜計(jì)穩(wěn)定區(qū)靠y方向穩(wěn)定邊界的一條窄帶（圖12-35中的陰影部分），參見“五、四極質(zhì)譜計(jì)”。

概括地講，為了使離子能通過單極分析器，除了四極濾質(zhì)器那樣，要滿足軌跡穩(wěn)定（而且z*大振幅要小于ro）這個(gè)條件外，還要滿足一個(gè)附加條件，即，離子在y方向的運(yùn)動(dòng)方程的穩(wěn)定解，還和在Z軸附近y方向上的有限振幅的“拍”的長度有關(guān)，如果“拍”的長度小于分析器長度之半時(shí)，離子就無法通過分析器（如圖12-36所示）。單極質(zhì)譜計(jì)的這個(gè)特性和磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜計(jì)的聚焦特性有類似之處，因此該儀器不稱濾質(zhì)器而稱之為單極質(zhì)譜計(jì)。
 

和四極濾質(zhì)器相比，單極質(zhì)譜計(jì)的靈敏度稍低，但其結(jié)構(gòu)簡單、供電方便（高頻功率也可節(jié)省一半）；又由于單極質(zhì)譜計(jì)的穩(wěn)定工作區(qū)是一窄帶，所以可用低斜率的質(zhì)量掃描線來拓寬儀器的工作質(zhì)量范圍。

單極質(zhì)譜計(jì)在四極濾質(zhì)器問世10年后，由馮·察恩(Von．Zahn)發(fā)明。1965年報(bào)道了一種在X、y兩個(gè)方向上均采用精確聚焦的理想單極質(zhì)譜計(jì)。道森(Dawson)等對一般工作方式（毫子掃描、離子按平行于Z軸的方向入射）的單極質(zhì)譜計(jì)的離子軌跡作了計(jì)算。赫德森( Hudson)討論了作為超高真空殘氣分析器的單極質(zhì)譜計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)。此外，不少文獻(xiàn)對單極質(zhì)譜計(jì)作了進(jìn)一步的研究，如，道森研究了邊緣場的作用；赫爾措格(Herzog)等報(bào)道了拓寬單極質(zhì)譜計(jì)工作質(zhì)量范圍的方法。我國大連化學(xué)物理研究所、北京分析儀器廠和蘭州物理研究所等單位都曾研制過這種質(zhì)譜計(jì)。