由于其簡單、堅固的設計，扇形場質譜儀用于氦氣檢漏儀。它們的質量范圍限制在 2 u（氫分子）和 4 u（氦原子）之間。這使得可以構建小型、緊湊但非常強大的質譜儀。

工作原理
扇形體質譜儀的工作原理如Figure 6.3 所示。

圖 6.3：180° 扇形體質譜儀的工作原理

中性氣體粒子在離子源中通過電子碰撞（圖 6.4 a）進行電離。由此產生的電子具有質量 m 與載荷 q，電子通過電勢梯度U 移向扇形磁場，同時產生動能，。

公式 6-1：動能

即它們以速度      通過扇形場。在這里，電荷是相同的，電子的速度以及通過一定距離所需的時間取決于其質量的大小。這由飛行時間質譜儀直接利用達到分離質量的目的。在扇形場質譜儀中，離子在洛倫茲力產生的均勻磁場中勾勒出圓形路徑，洛倫茲力與速度和磁場垂直，作用在移動離子上。

公式 6-2：洛倫茲力在半徑為 r 的圓形路徑上，洛倫茲力等于向心力。

公式 6-3：力的平衡

這用于計算路徑的半徑

公式 6-4：路徑半徑

用于泄漏探測器的扇形場質譜儀配備了永磁體，該永磁體提供恒定磁場，在圖 6.3 中，其位置與圖像平面垂直。質譜儀以這樣的方式調節：單電荷氦離子s*先通過孔口，然后通過出口狹縫，z*后撞擊探測器。 所有其他分子無法通過狹縫并重新進行中和。測量的氦離子電流與氦分壓成正比。從公式6-4 中可以看出，通過加速電壓 U 可以改變路徑的半徑。實際上，使用不僅僅限于偏轉 4氦，而且還限于將 m / e 之比為2:3 的離子向出口狹縫偏轉，以便檢測氣體氫和 3氦。

在泄漏檢測中，為獲得氦測試氣體的高檢測靈敏度，扇形場質譜儀裝有靈敏探測器。直接的金屬收集器（法拉第杯）不再符合現在的要求，所以現代的泄漏測試儀結合了微通道板，其結構非常緊湊，具有高增益和低噪聲。這些在兩側均具有金屬涂層的玻璃微通道板具有大量的細微通道，這些通道以很微小的角度一直通向端面（圖 6.4 b），且其內表面也有涂層。如果離子撞擊該表面，則觸發二次電子雪崩，且通過施加在板上的電壓向探測器加速。

根據公式 6-4，軌跡半徑與磁場成反比。永磁體的可用材料對磁場強度有限制。這導致氦質譜儀典型的半徑為 10 cm 的量級。為確保離子軌跡不受到碰撞的妨礙，平均路徑長度必須大約是相同的數量級。因此，氦扇形場質譜儀的z*大連續工作壓力大約為 10-5 hPa。