Chùm tia ion được chiết xuất từ nguồn ion tác động điện tử được chuyển hướng vào hệ thống tách bốn cực chứa bốn điện cực dạng thanh. Mặt cắt ngang của bốn thanh tạo thành vòng tròn cong cho hyperbola để trường điện xung quanh gần như là hyperbolic. Mỗi thanh đối diện thể hiện điện thế bằng nhau, đây là điện áp DC và điện áp AC tần số cao chồng lên nhau (Hình 4,2). Các điện áp được áp dụng gây ra dao động ngang trong các ion đi qua trung tâm, giữa các thanh. Biên độ của hầu hết các dao động tăng lên để cuối cùng các ion sẽ tiếp xúc với các thanh; chỉ trong trường hợp các ion có tỷ lệ khối lượng nhất định với điện tích m/e là điều kiện cộng hưởng cho phép đi qua hệ thống được đáp ứng. Sau khi thoát ra khỏi hệ thống tách, các ion di chuyển đến bẫy ion (máy dò, cốc Faraday) cũng có thể có dạng bộ thu số nhân điện tử thứ cấp (SEMP). 

Chiều dài của cảm biến và hệ thống tách khoảng 15 cm. Để đảm bảo rằng các ion có thể di chuyển không bị cản trở từ nguồn ion đến bẫy ion, chiều dài đường dẫn tự do trung bình bên trong cảm biến phải lớn hơn đáng kể 15 cm. Đối với không khí và nitơ, giá trị là khoảng p · λ = 6 · 10 ^-3 mbar · cm. Ở p = 1 · 10 ^-4 bar, điều này tương ứng với chiều dài đường dẫn tự do trung bình là λ = 60 cm. Áp suất này thường được coi là chân không tối thiểu cho máy đo quang phổ khối lượng. Tính năng dừng khẩn cấp cho catot (đáp ứng với áp suất quá cao) hầu như luôn được đặt ở khoảng 5 · 10 ^-4 mbar. Mong muốn có thể sử dụng máy đo quang phổ bốn cực ở áp suất cao hơn, mà không cần bộ chuyển đổi áp suất đặc biệt, đã dẫn đến sự phát triển của cảm biến XPR (XPR đại diện cho phạm vi áp suất mở rộng). Để cho phép đo trực tiếp trong phạm vi khoảng 2 · 10 ^-2 mbar, rất quan trọng đối với các quy trình phún xạ, hệ thống thanh đã được giảm từ 12 cm xuống chiều dài 2 cm. Để đảm bảo rằng các ion có thể thực hiện số dao động ngang cần thiết để tách khối lượng sắc nét, con số này là khoảng 100, tần số của dòng điện trong cảm biến XPR phải tăng từ khoảng 2 MHz lên khoảng 6 lần giá trị đó, cụ thể là 13 MHz. Mặc dù giảm chiều dài của hệ thống thanh, năng suất ion vẫn giảm do các quy trình phân tán ở áp suất cao như vậy. 

Cần hiệu chỉnh điện tử bổ sung để đạt được hình ảnh hoàn hảo của phổ. Kích thước của cảm biến XPR nhỏ đến mức nó có thể "ẩn" hoàn toàn bên trong ống dẫn của mặt bích kết nối (DN 40, CF) và do đó không chiếm không gian trong buồng chân không đúng cách. Hình 4.1a minh họa so sánh kích thước cho các cảm biến hiệu suất cao bình thường có và không có Channeltron SEMP, cảm biến bình thường có tấm kênh SEMP. Hình 4.1b minh họa cảm biến XPR. Chân không cao cần thiết cho cảm biến thường được tạo ra bằng bơm turbo phân tử TURBOVAC 50 và bơm cánh quạt xoayD 1,6 B. Với khả năng nén lớn, một lợi thế khác của bơm turbo phân tử khi xử lý khí có khối lượng mol cao là cảm biến và catot của nó được bảo vệ lý tưởng khỏi nhiễm bẩn từ hướng bơm trước. 

Có thể nghĩ rằng cảm biến đã được lấy từ một hệ thống đo lường chiết xuất (xem Hình 4,3), trong đó hệ thống tách được lắp giữa nguồn ion và bẫy ion. 

Nguồn ion bao gồm một sắp xếp catốt, cực dương và một số vách ngăn. Phát xạ electron, được duy trì không đổi, gây ra ion hóa một phần của khí còn lại, trong đó nguồn ion được "nhúng" hoàn toàn nhất có thể. Chân không gần cảm biến sẽ tự nhiên bị ảnh hưởng bởi việc nung các thành hoặc âm cực. Các ion sẽ được chiết xuất thông qua các vách ngăn theo hướng của hệ thống tách. Một trong các vách ngăn được kết nối với một bộ khuếch đại riêng biệt và - hoàn toàn độc lập với việc tách ion - cung cấp phép đo tổng áp suất liên tục (xem Hình 4,4). Các catot được làm bằng dây iridium và có lớp phủ thori oxit để giảm công việc liên quan đến phóng điện tử. (Trong một thời gian, thori oxit đã dần dần được thay thế bằng yttri oxit.) Những lớp phủ này làm giảm chức năng xả điện tử để dòng phát xạ mong muốn sẽ đạt được ngay cả ở nhiệt độ catot thấp hơn. Có sẵn cho các ứng dụng đặc biệt là catot vonfram (không nhạy cảm với hydrocacbon nhưng nhạy cảm với oxy) hoặc catot rhenium (không nhạy cảm với oxy và hydrocacbon nhưng bay hơi chậm trong quá trình vận hành do áp suất hơi cao.)