尼爾型電子碰撞式離子源由電子槍、電離室和離子光學(xué)系統(tǒng)組成（圖12-3）。電離室中的氣體分子受到熱陰極發(fā)射的電子碰撞而電離。電子由陰極和隙縫S2之間的電位差加速，通過準(zhǔn)直隙縫S1和S2進(jìn)入電離室。隙縫的寬度為1mm。電子束由相對電離室為正電位的電子收集極所接受。電子收集極和隙縫S3之間的正電位起阻止次級電子進(jìn)入電離室的作用。10 ^-2T的弱磁場起準(zhǔn)直電子束作用，使電子束寬度不發(fā)散，以保持z*小的能量分散。為了使結(jié)構(gòu)簡單，中低分辨本領(lǐng)的真空分析器的離子源一般不采用外加磁場。離子在加速電壓滲透入電離室的負(fù)滲透場和推斥極的正電場的聯(lián)合作用下被引出電離室。
離子加速電壓大小與分析器的種類有關(guān)，例如，對四極質(zhì)譜計(jì)而言約為10V，而飛行時間質(zhì)譜計(jì)的加速電壓則為3000V左右。
常用的陰極材料為鎢絲。但其缺點(diǎn)是，工作溫度高、發(fā)射穩(wěn)定性差以及高溫工作后機(jī)械性能變脆等。為了提高陰極發(fā)射的穩(wěn)定性，并保持再裝配時的機(jī)械強(qiáng)度，可以采用鎢—錸絲或錸絲。此外，為了減小因陰極對氣體熱分解帶來的測量誤差，除了讓陰極遠(yuǎn)離電離室外，也可采用工作溫度較低的敷氧化釷一鎢陰極或六硼化鑭—錸陰極。氧化釔一銥陰極具有抗中毒、允許短時間熱狀態(tài)下暴露大氣的優(yōu)點(diǎn)，適用于高壓力工作的離子源。