JP2021060378A - Magnetic field measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁場計測装置に関する。 The present invention relates to a magnetic field measuring device.
生体磁気等の微弱な磁場の計測は、磁気シールドルーム(MSR:Magnetic Shielding Room)内に配置された超伝導量子干渉素子(SQUID:Superconducting QUantum Interference Device)等を使って行うことが一般的である。以下では、超伝導量子干渉素子はSQUIDとも称する。SQUIDは、磁場に対する応答が非線形であるため、FLL(Flux Locked Loop;磁束ロックループ)回路を使用して線形化を行い、磁場が測定される。FLL回路として、アナログ回路のみで構成されるアナログFLL方式と、アナログ信号を一旦デジタル信号に変換して信号処理を行い、再度アナログ信号に変換するデジタルFLL方式とが知られている。 Measurement of a weak magnetic field such as biomagnetism is generally performed using a superconducting QUantum Interference Device (SQUID) or the like arranged in a magnetic shielding room (MSR). .. Hereinafter, the superconducting quantum interference device is also referred to as SQUID. Since SQUID has a non-linear response to a magnetic field, the magnetic field is measured by linearizing it using an FLL (Flux Locked Loop) circuit. As the FLL circuit, there are known an analog FLL system composed of only an analog circuit and a digital FLL system in which an analog signal is once converted into a digital signal, signal processing is performed, and then converted into an analog signal again.
SQUIDで測定された磁場信号は、微弱でありノイズの影響を受けやすい。このため、SQUIDの動作を制御する制御回路を2つに分け、一方を磁気シールドルーム内に設置し、残りを磁気シールドルーム外に設置する手法が開示されている(特許文献1参照)。 The magnetic field signal measured by SQUID is weak and susceptible to noise. Therefore, a method is disclosed in which a control circuit for controlling the operation of SQUID is divided into two, one is installed in the magnetic shield room, and the other is installed outside the magnetic shield room (see Patent Document 1).
例えば、SQUIDを含む冷却システムと、プリアンプを含むヘッドセットとを直接接続する場合、SQUIDとプリアンプとの距離が最短になるため、SQUIDから出力され、プリアンプで増幅される前の信号の耐ノイズ性は向上する。一方、プリアンプと、磁気シールドルームの外に配置される制御回路とを接続するケーブルの長さは長くなる。特に、磁気シールドルーム内に配線されるケーブルの長さは、プリアンプを冷却システムから離して設置する場合に比べて長くなる。 For example, when a cooling system including SQUID and a headset including a preamplifier are directly connected, the distance between SQUID and the preamplifier is the shortest, so the noise immunity of the signal output from SQUID and before being amplified by the preamplifier. Will improve. On the other hand, the length of the cable connecting the preamplifier and the control circuit arranged outside the magnetic shield room becomes long. In particular, the length of the cable routed in the magnetic shield room is longer than when the preamplifier is installed away from the cooling system.
プリアンプと制御回路とを接続するケーブルは、プリアンプで増幅した信号を伝送する信号ケーブルだけでなく、プリアンプに電源を供給する電源ケーブルを含む。したがって、磁気シールドルーム内に配線されるケーブルが長くなるほど、磁気シールドルーム内で発生する輻射磁場ノイズが大きくなり、SQUIDが検出する輻射磁場ノイズは大きくなる。このため、プリアンプで増幅される前の信号の耐ノイズ性を向上しても、プリアンプは、SQUIDが検出した輻射磁場ノイズを生体磁場信号とともに増幅してしまう。 The cable connecting the preamplifier and the control circuit includes not only a signal cable for transmitting the signal amplified by the preamplifier but also a power cable for supplying power to the preamplifier. Therefore, the longer the cable wired in the magnetic shield room, the larger the radiant magnetic field noise generated in the magnetic shield room, and the larger the radiant magnetic field noise detected by SQUID. Therefore, even if the noise immunity of the signal before being amplified by the preamplifier is improved, the preamplifier amplifies the radiated magnetic field noise detected by SQUID together with the biomagnetic field signal.
開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、磁気シールドルーム内で発生する輻射磁場ノイズを小さくできる磁場計測装置を提供することを目的とする。 The disclosed technique has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic field measuring device capable of reducing radiated magnetic field noise generated in a magnetically shielded room.
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の磁場計測装置は、超伝導量子干渉素子と、前記超伝導量子干渉素子の出力に接続される増幅器を含む前段回路部と、前記前段回路部に接続される後段回路部とを含む磁束ロックループ回路と、を有し、前記前段回路部は、前記超伝導量子干渉素子が設置される磁気シールドルームの内部と外部とを仕切るシールド材の内面または外面に沿って設置され、前記後段回路部は、前記磁気シールドルームの外部に設置されることを特徴とする。 In order to solve the above technical problem, the magnetic field measuring device of one embodiment of the present invention includes a superconducting quantum interference element, a pre-stage circuit unit including an amplifier connected to the output of the superconducting quantum interference element, and the pre-stage circuit. It has a magnetic flux lock loop circuit including a rear circuit unit connected to the unit, and the front circuit unit is a shield material that partitions the inside and the outside of the magnetic shield room in which the superconducting quantum interference element is installed. It is installed along the inner surface or the outer surface, and the subsequent circuit unit is installed outside the magnetic shield room.
磁気シールドルーム内で発生する輻射磁場ノイズを小さくできる磁場計測装置を提供することができる。 It is possible to provide a magnetic field measuring device capable of reducing the radiated magnetic field noise generated in the magnetic shield room.
以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。例えば、図1に示す磁場計測装置100Aは、デジタルFLL方式を採用しており、脳磁計(MEG:Magnetoencephalograph)、脊磁計(MSG:Magnetospinograph)、または心磁計(MCG:Magnetocardiograph)に適用可能である。なお、図1に示す磁場計測装置100Aは、筋磁計に適用されてもよい。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a magnetic field measuring device according to the first embodiment of the present invention. For example, the magnetic
磁場計測装置100Aは、超伝導量子干渉素子10、デジタルFLL回路20および帰還コイル36を有する。SQUID10は、ジョセフソン接合を有する超伝導リングを貫通する、生体から発生する磁場(磁束)を検出する高感度の磁気センサである。例えば、SQUID10は、超伝導リングの2箇所にジョセフソン接合を設けることで構成される。
The magnetic
SQUID10は、超伝導リングを貫く磁束の変化に対して周期的に変化する電圧を発生する。このため、超伝導リングにバイアス電流を流した状態で、超伝導リングの両端の電圧を計測することによって、超伝導リングを貫く磁束を求めることができる。以下では、SQUID10が発生する周期的な電圧変化の特性をΦ−V特性とも称する。
The
デジタルFLL回路20は、増幅器31、AD(Analog-to-Digital)変換器32、デジタル積分器33、DA(Digital-to-Analog)変換器34および電圧電流変換器35を有する。デジタルFLL回路20において、増幅器31および電圧電流変換器35は、前段回路部21に含まれ、AD変換器32、デジタル積分器33およびDA変換器34は、後段回路部22に含まれる。なお、SQUID10に近接して配置される帰還コイル36は、デジタルFLL回路20と物理的に離れているが、デジタルFLL回路20の機能ブロックに含まれてもよい。
The
前段回路部21と後段回路部22との間は、電源ケーブル37および制御信号線(アンプ出力線38、電圧線39)等の複数の電気ケーブルFLCで相互に接続される。SQUID10および帰還コイル36と、前段回路部21との間には、複数の電気ケーブルSQCが配線される。以下では、電気ケーブルSQC、FLCは、単にケーブルSQC、FLCとも称する。
The front-
この実施形態では、デジタル回路を含まない前段回路部21は、SQUID10および帰還コイル36とともに磁気シールドルームMSR内に設置される。デジタル回路を含む後段回路部22は、磁気シールドルームMSR外に設置される。このため、例えば、クロックに同期して動作するデジタル回路の動作に伴って発生する輻射磁場ノイズが、磁気シールドルームMSR内で伝わることを防止できる。これにより、SQUID10が、デジタル回路から発生する輻射磁場ノイズを検出することを防止できる。
In this embodiment, the
また、前段回路部21は最小限の回路のみを含むため、磁気シールドルームMSR内に占める前段回路部21の体積を最小限にすることができ、磁気シールドルームMSRを有効に利用することができる。
Further, since the
本願明細書において「磁気シールドルーム」とは、シールド材(壁材)として磁性材料や電気伝導率の高い材料を単独あるいは積層して用いて空間を構築し、内部への環境磁場ノイズの影響を低減させるものを指す。 In the specification of the present application, the "magnetic shield room" is a space constructed by using a magnetic material or a material having high electrical conductivity alone or in combination as a shield material (wall material), and the influence of environmental magnetic field noise on the inside is exerted. Refers to what is reduced.
生体から発する磁場は、10のマイナス10乗から14乗と微弱なため、SQUID10で精度よく取得するためには、都市雑音(環境磁場ノイズ)を減衰させ取得できることが求められる。したがって、磁気シールドルームの性能としては、環境磁場ノイズを60dB程度低減することが求められる。以下、磁気シールドルームの一例を説明するがこれに限られない。
Since the magnetic field generated from the living body is as weak as 10
磁気シールドルームMSRは、SQUID10が配置される内部空間SINの周囲を、磁気を遮蔽する遮蔽部材(太い一点鎖線で示す)で覆うことで形成される。遮蔽部材は、磁気シールドルームMSRの内部と外部とを仕切るシールド材(壁材)に対応する。これにより、SQUID10が配置される磁気シールドルームMSRの内部である内部空間SINと、磁気シールドルームMSRの外部である外部空間SOUTとは磁気的に遮蔽される。SQUID10を磁気シールドルームMSR内に配置することで、地磁気等の環境磁場の影響を受けにくくすることができる。
The magnetic shield room MSR is formed by covering the circumference of the internal space SIN in which the
増幅器31は、SQUID10を貫く磁束よりSQUID10に発生する出力電圧を増幅し、増幅した出力電圧をアンプ出力線38を介してAD変換器32に出力する。AD変換器32は、増幅器31からのアナログ信号を、所定のサンプリング周波数のサンプリングによりデジタル信号(電圧値)に変換してデジタル積分器33に出力する。
The
デジタル積分器33は、φ−V特性の各周期の起点であるロック点からのSQUID10の電圧(正確には増幅器31から出力される増幅された電圧)の変化分を積分し、積分した電圧値をDA変換器34に出力する。
The digital integrator 33 integrates the change in the voltage of SQUID 10 (to be exact, the amplified voltage output from the amplifier 31) from the lock point, which is the starting point of each period of the φ-V characteristic, and integrates the voltage value. Is output to the
また、デジタル積分器33は、積分した電圧値をコンピュータ等のデータ処理装置70に出力する。データ処理装置70は、デジタル積分器33からの電圧値に基づいて、計測対象となる生体(脳、心臓、神経等)から発生する磁束である生体磁場信号の値を求める。
Further, the digital integrator 33 outputs the integrated voltage value to a
DA変換器34は、デジタル積分器33が積分した電圧値(デジタル信号)を電圧に変換し、変換した電圧を、電圧線39を介して電圧電流変換器35に出力する。電圧電流変換器35は、DA変換器34から受ける電圧を電流に変換し、変換した電流を帰還コイル36に出力する。
The
帰還コイル36は、電圧電流変換器35から受ける電流により磁束を発生し、発生した磁束を帰還磁束として、SQUID10にフィードバックする。これにより、SQUID10が発生する電圧を、Φ−V特性のロック点付近(線形領域)に維持することができ、生体磁場信号を精度よく求めることができる。
The
なお、図1に示す構成は、磁場計測装置100Aの1チャネル分を示す。1チャネルは、1つのSQUID10と、SQUID10に接続されたデジタルFLL回路20とを含む。以下では、磁場計測装置100Aが128チャネルを有するとして説明する。なお、磁場計測装置100Aは、200チャネル以上を有してもよい。
The configuration shown in FIG. 1 shows one channel of the magnetic
また、以下では、例えば、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21との間に、チャネル毎に8本のケーブルSQCが接続され、前段回路部21と後段回路部22との間に、チャネル毎に8本のケーブルFLCが接続されるとして説明する。すなわち、128チャネルを有する磁場計測装置100Aは、1024本のケーブルSQCと、1024本のケーブルFLCとを有する。なお、ケーブルSQC、FLCは、図1に示すケーブル以外に制御用のケーブルを含む。また、ケーブルFLCのうちの電源ケーブル、所定数のチャネルで共用されてもよい。
Further, in the following, for example, eight cable SQCs are connected for each channel between the
図2は、図1の磁場計測装置100Aの設置の一例を示すレイアウト図である。例えば、図2に示す磁場計測装置100Aは、脳磁計であり、磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、被験者が横たわるベッド12と、ベッドに横たわる被験者の頭部が入る窪みを有するデュワ13(冷却容器)とが配置されている。デュワ13は、液体ヘリウムを用いた極低温環境を保持する容器であり、デュワ13の窪みの内部には脳磁計測用の複数組のSQUID10と帰還コイル36とが配置されている。
FIG. 2 is a layout diagram showing an example of installation of the magnetic
磁気シールドルームMSRにおいて、内部空間SINと外部空間SOUTとを仕切るシールド材90(壁材)は、例えば、高透磁率材料であるパーマロイ等からなる板材と、銅やアルミニウム等の導電体からなる板材とを積層することにより形成される。磁気シールドルームMSRは、図1に示すように、一般的には直方体形状であり、シールド材90は、4つの壁部、天井部および床部にそれぞれ設けられる。なお、磁気シールドルームMSRには、各種装置の搬送や、人の出入りを可能とする扉を有するが、図2および以降の図では、扉の記載は省略する。
In the magnetic shield room MSR, the shield material 90 (wall material) that separates the internal space SIN and the external space SOUT is, for example, a plate material made of permalloy or the like, which is a high magnetic permeability material, and a plate material made of a conductor such as copper or aluminum. Is formed by laminating and. As shown in FIG. 1, the magnetic shield room MSR generally has a rectangular parallelepiped shape, and the
例えば、前段回路部21は、デュワ13の斜め上方における磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁(内面)の上部に取り付けられた棚80の上に設置される。すなわち、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁の上部であって、デュワ13の上面より高い位置に設置される。
For example, the front-
前段回路部21を棚に設置することで、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、前段回路部21をデュワ13の上面より高い位置に設置することで、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。
By installing the
そして、前段回路部21と、デュワ13の内部に配置された図示しないSQUID10および帰還コイル36とが、複数のケーブルSQCを介して接続される。例えば、ケーブルSQCは、デュワ13の上部に設けられるケーブル挿入口からデュワ13内に挿入される。
Then, the front-
また、前段回路部21と、磁気シールドルームMSRの外部空間SOUTに設置された後段回路部22とが、磁気シールドルームMSRの壁部に設けられた貫通穴に通されるケーブルFLCを介して接続される。前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。しかし、ケーブルFLCが内部空間SINに露出することを防止し、ケーブルFLCから発生する輻射磁場ノイズが内部空間SINに放射されることを防止するため、前段回路部21は、内壁に接触させて設置されることが好ましい(図2)。
Further, the front-
ここで、前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCにおいて前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、デュワ13から前段回路部21までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。
Here, in the cable FLC connecting the front-
なお、ケーブルSQC、FLCは、例えば、136芯タイプのコード集合型ケーブルが使用される。以下では、136本のケーブルSQC(またはFLC)を束ねたコード集合型ケーブルも、ケーブルSQC(またはFLC)と称する。1024本のケーブルSQCと1024本のケーブルFLCのそれぞれにおいて、内部空間SINおよび外部空間SOUTに引き回されるコード集合型ケーブルSQC、FLCの数は、それぞれ8本である。 As the cables SQC and FLC, for example, a 136-core type cord assembly type cable is used. Hereinafter, a cord assembly type cable in which 136 cables SQC (or FLC) are bundled is also referred to as a cable SQC (or FLC). In each of the 1024 cable SQC and the 1024 cable FLC, the number of cord collective cables SQC and FLC routed to the internal space SIN and the external space SOUT is eight, respectively.
コード集合型ケーブルSQC、FLCは、ばらばらのケーブルSQC、FLCに比べて太く、曲げ剛性が高い。このため、例えば、前段回路部21は、ケーブルSQCの曲がりを最小限に抑え、かつ、ケーブルSQCの荷重がデュワ13のケーブル挿入口に集中しないような位置に設置されることが好ましい。この点で、前段回路部21は、デュワ13の斜め上方に設置されることが好ましい。
The cord assembly type cables SQC and FLC are thicker and have higher flexural rigidity than the separate cables SQC and FLC. Therefore, for example, it is preferable that the front-
例えば、前段回路部21は、図2に直方体状で示す筐体内に収納される少なくとも1枚のプリント基板により構成される。この場合、筐体は、プリント基板上の電源配線から発生する輻射磁場ノイズを遮蔽可能な素材で形成されることが好ましい。なお、前段回路部21は、図2に直方体状で示す筐体と、筐体内に収納される少なくとも1枚のプリント基板とを含んで構成されてもよい。以下では、前段回路部21が収納される筐体も含めて、前段回路部21と称する。
For example, the front-
なお、以降の説明において、前段回路部21が内壁等に接触する位置または内壁等に近接する位置とは、前段回路部21のうち、内壁等に対向する部分が接触または近接することを示す。例えば、前段回路部21が直方体状の筐体を含む場合、内壁等に対向する筐体の側面、上面または底面が内壁等に接触または近接することを示す。
In the following description, the position where the front-
後段回路部22は、図2に直方体状で示すラック等の筐体に収納される少なくとも1枚のプリント基板により構成される。以下では、後段回路部22が収納される筐体も含めて、後段回路部22と称する。
The
この実施形態では、前段回路部21が磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁に沿って設置されるため、電源ケーブル37(図1)を含むケーブルFLCが磁気シールドルームMSR内に配線されることを防止できる。したがって、デュワ13内に配置されるSQUID10が、電源ケーブル37から発生する輻射磁場ノイズを検出することを防止でき、SQUID10による生体磁場信号の計測精度を向上することができる。
In this embodiment, since the
なお、前段回路部21は、デュワ13の上方における磁気シールドルームMSRの内壁に直接取り付けられてもよく、あるいは、取り付けパネル等を介して内壁に取り付けられてもよい。また、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。但し、上述したように、前段回路部21は、内壁に接触させて設置されることが好ましい。前段回路部21を床面に置くことで、ケーブルSQCの荷重の一部を床で受けることができ、デュワ13のケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。
The front-
図3は、図1の磁場計測装置100Aの設置の別の例を示すレイアウト図である。図2と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a layout diagram showing another example of the installation of the magnetic
例えば、図3に示す磁場計測装置100Aは、脊磁計である。磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、被験者が仰臥位で横たわる2分割されたベッド12と、ベッド12に横たわる被験者の腰部に対応する位置に設置されるSQUID10の収納容器15とが設置されている。図1に示したSQUID10および帰還コイル36は、収納容器15内に配置される。
For example, the magnetic
図2と同様に、前段回路部21は、デュワ14の斜め上方における磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁に取り付けられた棚80の上に設定される。すなわち、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁の上部であって、デュワ13の上面より高い位置に設置される。これにより、図2と同様に、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。
Similar to FIG. 2, the front-
なお、前段回路部21は、デュワ14の上方における磁気シールドルームMSRの内壁に直接取り付けられてもよく、あるいは、取り付けパネル等を介して内壁に取り付けられてもよい。また、図2と同様に、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。
The front-
また、前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCにおいて前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の内面までのケーブルFLCの長さは、デュワ14から前段回路部21までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。
Further, in the cable FLC connecting the front
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。図1と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図2に示す磁場計測装置100Bは、前段回路部21が磁気シールドルームMSRの外側に設置されることを除き、図1に示した磁場計測装置100Aと同様である。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the magnetic field measuring device according to the second embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic
すなわち、磁場計測装置100Bでは、ケーブルSQCは磁気シールドルームMSRの壁部の貫通穴に通されて配線される。例えば、磁場計測装置100Bは、デジタルFLL方式を採用しており、脳磁計、脊磁計、心磁計または筋磁計等に適用可能である。
That is, in the magnetic
図5は、図4の磁場計測装置100Bの設置の一例を示すレイアウト図である。図2と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図5に示す磁場計測装置100Bは、図2と同様に脳磁計であり、磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、ベッド12とデュワ13とが配置されている。
FIG. 5 is a layout diagram showing an example of installation of the magnetic
図5では、前段回路部21は、例えば、磁気シールドルームMSRのシールド材90において、デュワ13の斜め上方に位置する外壁(外面)に取り付けられる。すなわち、前段回路部21は、外部空間SOUTにおいて、シールド材90の外壁に接触して設置される。前段回路部21を磁気シールドルームMSRの外部に設置することで、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、図2と同様に、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。
In FIG. 5, the front-
デュワ13から延びるケーブルSQCは、デュワ13の斜め上方の壁部に設けられた貫通穴を通して、前段回路部21に接続される。前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの外側である外部空間SOUTに配線される。
The cable SQC extending from the
ここで、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCにおいて、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、SQUID10および帰還コイル36からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、デュワ13からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。
Here, in the cable SQC that connects the
なお、前段回路部21は、図2と同様に、磁気シールドルームMSRの外壁に取り付けられた棚80の上に設置されてもよい。この場合、磁気シールドルームMSRの周囲の外部空間SOUTを有効に利用することができる。また、図2と同様に、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、外壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。
The front-
前段回路部21と後段回路部22とを磁気シールドルームMSRの外部に設置する場合にも、前段回路部21と後段回路部22とは、別の筐体に収納される。これにより、外部空間SOUTにおいて、前段回路部21と後段回路部22とを設置する自由度を増やすことができる。
Even when the front-
また、例えば、後段回路部22を設置する位置にかかわらず、前段回路部21をシールド材90の外壁に接触または近接して設置することができる。前段回路部21を外壁に接触または近接して設置した場合、ケーブルSQCの長さを最短にすることができる。さらに、前段回路部21を外壁に接触して設置した場合、ケーブルSQCは、外部空間SOUTには露出しない。これにより、SQUID10から出力され、ケーブルSQCに伝送される微少信号が、磁気シールドルームMSRの外側である外部空間SOUTを飛び交う輻射ノイズの影響を受けることを防止することができる。
Further, for example, the front-
図6は、図4の磁場計測装置100Bの設置の別の例を示すレイアウト図である。図3と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。例えば、図6に示す磁場計測装置100Bは、図3と同様に脊磁計であり、磁気シールドルームMSR内のほぼ中央には、2分割されたベッド12と、被験者の腰部に対応する位置に設置されるSQUID10の収納容器15とが設置されている。
FIG. 6 is a layout diagram showing another example of the installation of the magnetic
図6では、前段回路部21は、図5と同様に、例えば、磁気シールドルームMSRのシールド材90において、デュワ14の斜め上方に位置する外壁に取り付けられている。そして、デュワ14から延びるケーブルSQCは、デュワ14の斜め上方の壁部に設けられた貫通穴を通して、前段回路部21に接続される。前段回路部21と後段回路部22とを接続するケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの外側である外部空間SOUTに配線される。
In FIG. 6, the front-
これにより、図2および図5と同様に、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することができる。また、ケーブルSQCを重力にしたがってデュワ13のケーブル挿入口まで導くことができ、ケーブル挿入口に掛かるケーブルSQCの荷重の影響を軽減することができる。
As a result, the internal space SIN of the magnetic shield room MSR can be effectively used as in FIGS. 2 and 5. Further, the cable SQC can be guided to the cable insertion port of the
ここで、SQUID10および帰還コイル36と前段回路部21とを接続するケーブルSQCにおいて、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、SQUID10および帰還コイル36からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。すなわち、前段回路部21からシールド材90の外面までのケーブルSQCの長さは、デュワ14からシールド材90の内面までのケーブルSQCの長さに比べて相対的に短い。
Here, in the cable SQC that connects the
なお、図3と同様に、破線枠(A)で示すように、前段回路部21は、外壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれてもよい。また、図5と同様に、前段回路部21と後段回路部22とを磁気シールドルームMSRの外部に設置する場合にも、前段回路部21と後段回路部22とは、別の筐体に収納される。これにより、外部空間SOUTにおいて、前段回路部21と後段回路部22とを設置する自由度を増やすことができる。
As in FIG. 3, as shown by the broken line frame (A), the front-
図7および図8は、図1の磁場計測装置100Aの配線の経路の例を示す説明図である。本発明者らは、デュワ13、前段回路部21および後段回路部22を接続するケーブルSQC、FLCを7つの配線経路で配線し、配線経路の違いによりSQUID10が受けるノイズの影響を調べた。
7 and 8 are explanatory views showing an example of a wiring path of the magnetic
ケース1では、前段回路部21はデュワ13の上面に置かれ、前段回路部21からデュワ13の内部にケーブルSQCが接続される。ケーブルFLCは、前段回路部21からデュワ13の側面に沿って床面まで降ろされた後、ベッド12の周囲に引き回される。そして、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの壁部の床側に設けられた貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース1では、ケーブルSQCの長さを最短にできるが、磁気シールドルームMSR内に引き回されるケーブルFLCの長さは長くなる。
In
ケース2、ケース3およびケース4では、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれる(なお、図7は前段回路部21を磁気シールドルームMSRの内壁に接触させている例を図示している)。ケース2、ケース3およびケース4では、ケーブルSQCは、前段回路部21から磁気シールドルームMSRの内壁に沿って上側に引き上げられた後、デュワ13の内部(のSQUID)に接続される。ケース2、ケース3およびケース4でのケーブルSQCの長さは、ケース1に比べて長くなる。特に限定されないが、例えば、ケース2〜ケース4において、ケーブルSQCの長さは10mである。
In the case 2, the case 3 and the case 4, the front
ケース2では、ケーブルFLCは、前段回路部21からデュワ13の前面に対向する位置でベッド12上を横切った後、ベッド12の周囲に引き回される。そして、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSRの壁部の床側に設けられた貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース2では、ケーブルFLCの長さは、ケース1と同様に長くなる。
In the case 2, the cable FLC is routed around the
ケース3では、ケーブルFLCは、前段回路部21から磁気シールドルームMSRの内壁に沿って上側に引き上げられた後、内壁に沿って貫通穴まで降ろされ、貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース3では、ケーブルFLCは、ケース1、ケース2と同様に長くなるが、デュワ13と離れた位置で引き回される。
In the case 3, the cable FLC was pulled upward from the
ケース4では、ケーブルFLCは、前段回路部21から貫通穴まで床面を配線され、貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース4では、ケーブルFLCの長さは最短にできる。なお、例えば、ケース3のケーブルFLCの長さは8m、ケース4のケーブルFLCの長さは1mである。例えば、磁気シールドルームMSRのサイズは、貫通穴がある壁面が高さ2m×幅3.6mであり、また、奥行は2.3mである。
In the case 4, the cable FLC is wired on the floor surface from the front
図8において、ケース5およびケース6では、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの外壁に接触する位置または近接する位置の床面に置かれる。ケース5およびケース6では、ケーブルSQCは、前段回路部21に対向する磁気シールドルームMSRの壁部の貫通穴から磁気シールドルームMSRに引き込まれる。ケーブルSQCは、内壁に沿って床面に配線された後、磁気シールドルームMSRの内壁に沿って上側に引き上げられ、デュワ13の上部からデュワ13の内部に接続される。
In FIG. 8, in the case 5 and the case 6, the front-
ケース5では、ケーブルFLCは、前段回路部21から磁気シールドルームMSRの壁部の床側に設けられた貫通穴を通して内部空間SINに引き入れられる。内部空間SINに引き入れられたケーブルFLCは、ベッド12の周囲に配線され、再び貫通穴を通して、外部空間SOUTに設置された後段回路部22に接続される。ケース5においても、図7のケース2と同様に、ケーブルFLCは、デュワ13の前面に対向する位置でベッド12上を横切る。ケース5でのケーブルFLCの長さは、他のケースに比べて長くなる。ケース6では、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSR内には引き回されず、外部空間SOUTのみに配線され、後段回路部22に接続される。
In the case 5, the cable FLC is drawn into the internal space SIN from the
ケース7では、前段回路部21は、図2と同様に、デュワ13の斜め上方における磁気シールドルームMSRの内壁に取り付けられた棚80の上に設置される。ケース7では、ケーブルSQCは、前段回路部21からデュワ13に向けて降ろされ、デュワ13内部に接続される。このため、ケース7では、ケーブルSQCの長さは、ケース1よりも長くなるが、他のケース2〜ケース6よりも短くなる(例えば、ケース7のケーブルSQCの長さは2.2mである)。ケース7では、ケーブルFLCは、磁気シールドルームMSR内には引き回されず、壁部に設けられた貫通穴を通して外部空間SOUTのみに配線され、後段回路部22に接続される。
In the case 7, the front-
図9から図12は、図7および図8に示した各ケースでの磁場ノイズの測定結果を示す波形図である。図9は、図7に示したケース1およびケース2での磁場ノイズの測定結果を示す。図10は、図7に示したケース3およびケース4での磁場ノイズの測定結果を示す。図11は、図8に示したケース5およびケース6での磁場ノイズの測定結果を示す。図12は、図8に示したケース7での磁場ノイズの測定結果を示す。
9 to 12 are waveform diagrams showing the measurement results of the magnetic field noise in each of the cases shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 9 shows the measurement results of the magnetic field noise in
図9から図12の波形では、180Hzの磁場ノイズが60Hzの電源ノイズの3倍高調波ノイズとして常時観測されている。また、ケース1、ケース2、ケース3およびケース5では、168Hz付近に電源ノイズとは関係のない磁場ノイズが観測されている。磁場ノイズが観測された168Hz付近の磁場ノイズは、ケーブルFLCの長さや前段回路部21に固有のものと思われるが、ノイズ源は不明である。
In the waveforms of FIGS. 9 to 12, the magnetic field noise of 180 Hz is constantly observed as the third harmonic noise of the power supply noise of 60 Hz. Further, in
デュワ13の近くにケーブルFLCが引き回されるケース1、ケース2およびケース5では、168Hzの磁場ノイズがはっきりと観測されている。また、磁気シールドルームMSR内でケーブルFLCが長く引き回されるケース3においても、168Hzのごく小さい磁場ノイズが観測されている。
In
一方、磁気シールドルームMSR内でのケーブルFLCの引き回しが短いケース4と、磁気シールドルームMSR内でのケーブルFLCの引き回しがないケース6およびケース7とでは、168Hzの磁場ノイズは観測されない。 On the other hand, in case 4 where the cable FLC is routed in the magnetic shield room MSR is short, and in case 6 and case 7 where the cable FLC is not routed in the magnetic shield room MSR, magnetic field noise of 168 Hz is not observed.
以上より、ケーブルFLCがデュワ13に近接して配置されるほど、かつ、磁気シールドルームMSR内でのケーブルFLCの配線が長いほど、SQUID10が磁場ノイズを検出しやすくなることが分かる。すなわち、ケーブルFLCおよびデュワ13の位置関係と、SQUID10が検出する磁場ノイズとに相関があることが分かる。また、ケーブルFLCの磁気シールドルームMSR内での長さと、SQUID10が検出する磁場ノイズとに相関があることが分かる。
From the above, it can be seen that the closer the cable FLC is arranged to the
例えば、ケース1のように、前段回路部21をデュワ13の上面に置く構成を取ると、前段回路部21の設置領域をデュワ13の設置領域と重複させることができ、磁気シールドルームMSR内を効率的に利用することができる。しかし、前段回路部21をデュワ13に近い位置に設置することでケーブルFLCがデュワ13の近くに引き回される場合、不要な磁場ノイズが発生してしまう。あるいは、磁場ノイズの影響を避けるため、デュワ13をケーブルFLCから離して設置する場合、デュワ13の設置位置が制限されてしまう。
For example, if the front-
一方、SQUID10からケーブルSQCに出力される微少信号は、振幅の変化もデジタル信号に比べるとなだらかであるため、ノイズの発生源になりにくい。逆に、ケーブルSQCに伝送される微少信号は、輻射ノイズ等の影響を受けやすいため、ケーブルSQCの長さは、できるだけ短くすることが好ましい。
On the other hand, the minute signal output from the
したがって、磁場計測装置100A、100Bに起因して発生する磁場ノイズを抑えるためには、ケーブルFLCを磁気シールドルームMSR内に引き回さないようにし、かつ、ケーブルSQCの長さをできるだけ短くすることが好ましい。ケーブルFLCを磁気シールドルームMSR内に引き回さないために、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁または外壁に近接または接触して設置することが好ましい。
Therefore, in order to suppress the magnetic field noise generated by the magnetic
さらに、前段回路部21を磁気シールドルームMSR内に設置する場合、ケーブルFLCを磁気シールドルームMSR内に露出させないために、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内壁に接触させることが好ましい。また、前段回路部21を磁気シールドルームMSRの外部に設置する場合、ケーブルSQCを外部空間SOUTに露出させないために、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの外壁に接触させることが好ましい。
Further, when the
例えば、このような条件を満足するケース4およびケース7にしたがって、前段回路部21の設置位置を決定することで、SQUID10が検出する磁場ノイズを最小限にする磁場計測装置を構成することができる。なお、ケース4およびケース7の例から、前段回路部21と磁気シールドルームMSRの内壁(もしくは貫通穴)までのケーブルFLC(0m,1m)は、ケーブルSQCの長さ(10m)よりも相対的に短く、結果として前段回路部21はシールドルーム壁面の近くに設置されることになる。
For example, a magnetic field measuring device that minimizes the magnetic field noise detected by the
これにより、SQUID10による生体磁場信号の計測精度を向上することができる。例えば、図2、図3、図5および図6に示す位置に前段回路部21を設置することで、SQUID10が検出する磁場ノイズを最小限にすることができる。
Thereby, the measurement accuracy of the biomagnetic field signal by
(第3の実施形態)
図13は、本発明の第3の実施形態に係る磁場計測装置の一例を示すブロック図である。図1と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図13に示す磁場計測装置100Cは、アナログFLL方式を採用しており、脳磁計、脊磁計、心磁計または筋磁計等に適用可能である。
(Third Embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing an example of the magnetic field measuring device according to the third embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic
磁場計測装置100Cは、SQUID10、アナログFLL回路40および帰還コイル36を有する。アナログFLL回路40は、増幅器31、積分器43、AD変換器44および電圧電流変換器35を有する。なお、SQUID10に近接して配置される帰還コイル36は、アナログFLL回路40に含まれてもよい。
The magnetic
アナログFLL回路40において、増幅器31および電圧電流変換器35は、図1と同様に前段回路部21に含まれる。また、アナログFLL回路40において、積分器43およびAD変換器44は、後段回路部42に含まれる。
In the
例えば、前段回路部21は、SQUID10とともに磁気シールドルームMSR内に配置され、後段回路部42は、磁気シールドルームMSRの外に配置される。なお、図4と同様に、前段回路部21は、後段回路部42とともに、磁気シールドルームMSRの外部に設置されてもよい。
For example, the front-
積分器43は、アナログ回路であり、図1のデジタル積分器33と同様の機能を有する。これにより、積分器43は、Φ−V特性のロック点からのSQUID10の電圧(正確には増幅器31から出力される増幅された電圧)の変化分を積分することができ、積分した電圧(信号電圧)を電圧電流変換器35とAD変換器44とに出力することができる。AD変換器44は、積分器43からの電圧をデジタル値に変換し、データ処理装置70に出力する。
The
磁場計測装置100Cにおいて、前段回路部21と後段回路部42との設置例は、上述した図2、図3、図5および図6と同様である。すなわち、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁または外壁に接触する位置または近接する位置に配置される。後段回路部42は、磁気シールドルームMSRの外部である外部空間SOUTに設置される。
In the magnetic
これにより、この実施形態の磁場計測装置100Cは、上述した磁場計測装置100A、100Bと同様に、磁気シールドルームMSR内で発生する磁場ノイズを小さくすることができ、SQUID10が、磁場ノイズを検出することを防止することができる。この結果、SQUID10による生体磁場信号の計測精度を向上することができる。
As a result, the magnetic
以上の実施形態では、前段回路部21を磁気シールドルームMSRのシールド材90の内壁(内面)または外壁(外面)に設置する例を述べたが、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRのシールド材90の天井部に設置されてもよい。この際、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRの内部(すなわち、シールド材90の内面)または外部(すなわち、シールド材90の外面)のいずれに設置されてもよい。
In the above embodiment, the example in which the front
さらに、前段回路部21は、磁気シールドルームMSRのシールド材90の床部の床下に空間がある場合、床下(すなわち、シールド材90の外面)に設置されてもよい。
Further, the
(比較例1)
図14は、他の磁場計測装置の設置の一例(比較例)を示すレイアウト図である。図2と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図14に示す磁場計測装置110Aは、脳磁計であるが、脊磁計、心磁計または筋磁計等でもよい。磁場計測装置110Aでは、FLL回路50は、磁気シールドルームMSRの内部に設置される。
(Comparative Example 1)
FIG. 14 is a layout diagram showing an example (comparative example) of installation of another magnetic field measuring device. The same elements as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic
例えば、FLL回路50は、デジタルFLL回路であり、図1に示した前段回路部21と後段回路部22とを含む。あるいは、FLL回路50は、アナログFLL回路であり、図13に示した前段回路部21と後段回路部42とを含む。
For example, the
FLL回路50は、ケーブルSQCを介してデュワ13に接続される。また、FLL回路50は、信号ケーブルおよび電源ケーブルを含む複数の電気ケーブルPCCを介して、磁気シールドルームMSRの外部に設置される電源装置60およびデータ処理装置70に接続される。以下では、電気ケーブルPCCは、単にケーブルPCCとも称する。
The
図14に示す構成では、磁気シールドルームMSRの内部空間SINにFLL回路50が設置されるため、デュワ13内に配置される図示しないSQUID10は、FLL回路50(特に、後段回路部22、42)で発生する輻射磁場ノイズを検出するおそれがある。また、FLL回路50に電源を供給する電源ケーブルを含むケーブルPCCが磁気シールドルームMSRに配線されるため、SQUID10は、ケーブルPCCから発生する輻射磁場ノイズを検出するおそれがある。
In the configuration shown in FIG. 14, since the
一方、SQUID10とFLL回路50の増幅器31とを接続するケーブルSQCは、図2および図3に示したケーブルSQCと同等の長さにすることができる。このため、ケーブルSQCに伝送される微少信号へのノイズの影響は小さくすることはできる。
On the other hand, the cable SQC connecting the
また、磁気シールドルームMSR内にFLL回路50が設置される場合、内部空間SINのうち、利用可能な空間は狭くなる。これにより、磁気シールドルームMSRを大きくする必要がある場合、磁場計測装置110Aと磁気シールドルームMSRとを含む磁場計測システムのコストが増加してしまう。
Further, when the
(比較例2)
図15は、他の磁場計測装置の設置の別の例(比較例)を示すレイアウト図である。図2および図14と同じ要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図15に示す磁場計測装置110Bは、脳磁計であるが、脊磁計、心磁計または筋磁計等でもよい。磁場計測装置110Bでは、FLL回路50は、磁気シールドルームMSRの外部に設置される。
(Comparative Example 2)
FIG. 15 is a layout diagram showing another example (comparative example) of installation of another magnetic field measuring device. The same elements as those in FIGS. 2 and 14 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The magnetic
デュワ13内の図示しないSQUID10に接続されるケーブルSQCは、磁気シールドルームMSRの壁部に設けられた貫通穴を通り、FLL回路50に接続される。FLL回路50は、信号ケーブルおよび電源ケーブルを含む複数のケーブルPCCを介して、磁気シールドルームMSRの外部に設置される電源装置60およびデータ処理装置70に接続される。
The cable SQC connected to the SQUID 10 (not shown) in the
図15に示す構成では、磁気シールドルームMSRの外部にFLL回路50が設置されるため、SQUID10がFLL回路50やケーブルPCCから発生する輻射磁場ノイズを検出するおそれはない。一方、ケーブルSQCは、磁気シールドルームMSRの外部に設置されるFLL回路50まで配線されるため、ケーブルSQCに伝送される微少信号がノイズの影響を受けるおそれがある。なお、FLL回路50が磁気シールドルームMSRの外部に設置されるため、磁気シールドルームMSRの内部空間SINを有効に利用することはできる。
In the configuration shown in FIG. 15, since the
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Although the present invention has been described above based on each embodiment, the present invention is not limited to the requirements shown in the above embodiments. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without impairing the gist of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form thereof.
10 SQUID
12 ベッド
13、14 デュワ
15 収納容器
20 デジタルFLL回路
21 前段回路部
22 後段回路部
31 増幅器
32 AD変換器
33 デジタル積分器
34 DA変換器
35 電圧電流変換器
36 帰還コイル
37 電源ケーブル
38 アンプ出力線
39 電圧線
40 アナログFLL回路
42 後段回路部
43 積分器
44 AD変換器
50 FLL回路
60 電源装置
70 データ処理装置
80 棚
90 シールド材
100A、100B、100C 磁場計測装置
110A、110B 磁場計測装置
FLC 電気ケーブル
MSR 磁気シールドルーム
PCC 電気ケーブル
SIN 内部空間
SOUT 外部空間
SQC 電気ケーブル
10 SQUID
12
Claims (12)
前記超伝導量子干渉素子の出力に接続される増幅器を含む前段回路部と、前記前段回路部に接続される後段回路部とを含む磁束ロックループ回路と、を有し、
前記前段回路部は、前記超伝導量子干渉素子が設置される磁気シールドルームの内部と外部とを仕切るシールド材の内面または外面に沿って設置され、
前記後段回路部は、前記磁気シールドルームの外部に設置されることを特徴とする磁場計測装置。 Superconducting quantum interference device and
It has a front-stage circuit unit including an amplifier connected to the output of the superconducting quantum interference element, and a magnetic flux lock loop circuit including a rear-stage circuit unit connected to the front-stage circuit unit.
The pre-stage circuit portion is installed along the inner surface or the outer surface of the shield material that separates the inside and the outside of the magnetic shield room in which the superconducting quantum interference element is installed.
The subsequent circuit unit is a magnetic field measuring device characterized in that it is installed outside the magnetic shield room.
前記前段回路部は、前記アナログ回路のみを含み、
前記デジタル回路は、前記後段回路部に含まれることを特徴とする請求項1に記載の磁場計測装置。 The magnetic flux lock loop circuit includes an analog circuit and a digital circuit.
The pre-stage circuit unit includes only the analog circuit.
The magnetic field measuring device according to claim 1, wherein the digital circuit is included in the subsequent circuit section.
前記前段回路部は、前記シールド材の前記内面または前記外面において、前記冷却容器の上面より高い位置に設置されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 Further having a cooling container in which the superconducting quantum interference element is housed,
The magnetic field according to any one of claims 1 to 6, wherein the pre-stage circuit portion is installed at a position higher than the upper surface of the cooling container on the inner surface or the outer surface of the shield material. Measuring device.
前記増幅器が増幅した信号をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器が変換した前記デジタル値を積分する積分器と、
前記積分器が積分した積分値を電圧に変換するDA変換器と、を有し、
前記前段回路部は、さらに、
前記DA変換器が変換した電圧を電流に変換し、変換した電流を前記超伝導量子干渉素子に近接して設置されるコイルに供給する電圧電流変換器を有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の磁場計測装置。 The latter-stage circuit unit
An AD converter that converts the signal amplified by the amplifier into a digital value,
An integrator that integrates the digital values converted by the AD converter, and
It has a DA converter that converts the integrated value integrated by the integrator into a voltage.
The pre-stage circuit section further
A voltage-current converter comprising a voltage-current converter that converts a voltage converted by the DA converter into a current and supplies the converted current to a coil installed in the vicinity of the superconducting quantum interference element. The magnetic field measuring device according to any one of claim 10.
前記増幅器が増幅した信号を積分する積分器と、
前記積分器が積分した信号をデジタル値に変換するAD変換器と、を有し、
前記前段回路部は、さらに、
前記積分器が積分した信号電圧を電流に変換し、変換した電流を前記超伝導量子干渉素子に近接して設置されるコイルに供給する電圧電流変換器を有することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の磁場計測装置。
The latter-stage circuit unit
An integrator that integrates the signal amplified by the amplifier, and
It has an AD converter that converts the signal integrated by the integrator into a digital value, and
The pre-stage circuit section further
A voltage-current converter comprising a voltage-current converter that converts a signal voltage integrated by the integrator into a current and supplies the converted current to a coil installed in the vicinity of the superconducting quantum interfering element. The magnetic field measuring device according to any one of claim 10.
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---|---|---|---|---|
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001112731A (en) * | 1999-09-14 | 2001-04-24 | Hitachi Ltd | Magnetic field measuring method |
JP2002257914A (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Yokogawa Electric Corp | Active magnetic shield device |
JP2003144406A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-20 | Hitachi Ltd | Biomagnetic field measuring device |
US20060095220A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Vsm Medtech Systems Inc. | Crosstalk reduction digital systems |
JP2016221184A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 学校法人金沢工業大学 | Biomagnetism measurement device |
JP2017051600A (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 株式会社リコー | Magnetism measuring apparatus |
JP2018124156A (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 富士通株式会社 | FLL circuit and SQUID sensor |
JP2019010483A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Magnetic field measurement device and measured magnetic field display method |
-
2019
- 2019-10-11 JP JP2019188211A patent/JP2021060378A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001112731A (en) * | 1999-09-14 | 2001-04-24 | Hitachi Ltd | Magnetic field measuring method |
JP2002257914A (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Yokogawa Electric Corp | Active magnetic shield device |
JP2003144406A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-20 | Hitachi Ltd | Biomagnetic field measuring device |
US20060095220A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Vsm Medtech Systems Inc. | Crosstalk reduction digital systems |
JP2016221184A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 学校法人金沢工業大学 | Biomagnetism measurement device |
JP2017051600A (en) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 株式会社リコー | Magnetism measuring apparatus |
JP2018124156A (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 富士通株式会社 | FLL circuit and SQUID sensor |
JP2019010483A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Magnetic field measurement device and measured magnetic field display method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117147004A (en) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 之江实验室 | High-precision temperature and magnetic field signal measuring device used in weak magnetic field environment |
CN117147004B (en) * | 2023-10-30 | 2024-03-26 | 之江实验室 | High-precision temperature and magnetic field signal measuring device used in weak magnetic field environment |
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