JP2009105185A - 磁気シールドルーム - Google Patents

Abstract

【課題】差動増幅器の非反転端子には、追加接地線を経由して、接地点の電位が伝えられることで、追加接地線には迷電流が流れないため、差動増幅器によって補償電流を流すことで、脳磁計で必要な周波数帯において、磁気シールドルームには迷電流は流れなくなり、脳磁計に雑音が混入することを無くした磁気シールドルームを提供する。
【解決手段】磁気シールドルームは、大地と接続された接地極に接地線を接続し、該接地線と接続されている磁気シールドルームであって、前記接地極に接続した接地線の接地点から前記磁気シールドルーム近傍まで伸びる追加接地線と、差動増幅器と、前記差動増幅器の出力端子と前記磁気シールドルーム近傍側の接地線との間に接続された保護抵抗と、を具備し、前記差動増幅器の非反転入力端子に前記追加接地線が接続され、前記差動増幅器の反転入力端子に前記磁気シールドルーム近傍側の接地線が接続することで、前記磁気シールドルームの接地線に補償電流を流す補償回路を形成したことである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、脳磁計等の生体磁気計測装置に使われる、脳磁計用磁気シールドルームの接地抵抗を低減させる手段に関する。

従来技術において、磁気シールドルーム１１は、図２に示すように、建物の床１２の上に絶縁シート１３を敷き詰め、その上に磁気シールドルーム１１を建設し、磁気シールドルーム１１の金属部１４に接続された接地線１５を大地に接続する接地極１６に接続した構成になっている。
特開２００１−２３０５９９号公報（図２）

しかしながら、従来技術で説明した脳磁計に使われる磁気シールドルームは電撃を回避するために保護接地するが、同時に不要電磁波や迷電流を接地極に逃がすために、極力接地抵抗を下げる必要がある。
しかし、実際には建物内の中から接地極までは非常に長い距離をとらねばならず、インピーダンスが大きくなるのが実情である。
一方で、各種の機器のガード接地を磁気シールドルームにとることが日常的に行われるため、磁気シールドルームの接地線は、接続された機器の漏れ電流の接地側の経路になり、磁気シールドルームの壁面の対地電位を変動させることになる。このことから、磁気シールドルームの壁面に迷電流が流れるため、この電流が発する磁場が脳磁計に混入して雑音になるという問題がある。

図３は、この様子を示すもので、Ａは磁気シールドルーム１１に接続される機器から混入する雑音電圧源、Ｂは接地線１５のインピーダンス、Ｃは迷電流である。
特に、脳磁計で必要となる周波数帯域の０．１Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度の周波数帯には商用周波数雑音が混入することが多く、この帯域の静寂化が特に重要である。

従って、脳磁計用磁気シールドルームに特有のかかる問題点に鑑みてなされたもので、磁気シールドルーム側から接地極側に流れる迷電流をアクティブに遮断することで、インピーダンスが高めな接地線における電撃のための保護接地の低インピーダンス化を図ることに解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本願発明の磁気シールドルームは、次に示す構成にしたことである。

（１）磁気シールドルームは、大地と接続された接地極に接地線を接続し、該接地線と接続されている磁気シールドルームであって、前記接地極に接続した接地線の接地点から前記磁気シールドルーム近傍まで伸びる追加接地線と、差動増幅器と、前記差動増幅器の出力端子と前記磁気シールドルーム近傍側の接地線との間に接続された保護抵抗と、を具備し、前記差動増幅器の非反転入力端子に前記追加接地線が接続され、前記差動増幅器の反転入力端子に前記磁気シールドルーム近傍側の接地線が接続することで、前記磁気シールドルームの接地線に補償電流を流す補償回路を形成したことである。
（２）前記補償回路を形成する前記差動増幅器の非反転入力端子と前記追加接地線との間にフィルタを挿入したことを特徴とする（１）に記載の磁気シールドルーム。
（３）前記フィルタの特性は、低域通過又は帯域遮断特性を持つことを特徴とする（２）に記載の磁気シールドルーム。

本発明においては、差動増幅器の非反転端子には、追加接地線を経由して、接地点の電位が伝えられる。この追加接地線には迷電流が流れないため、差動増幅器によって補償電流を流すことで、脳磁計で必要な周波数帯において、磁気シールドルームには迷電流は流れなくなり、脳磁計に雑音が混入することはなくなる。
又、追加接地線にフィルタを挿入することで、追加接地線で発生する誘導電流等のノイズをカットすることにより基準電位の変動を抑制できる。

次に、本願発明に係る磁気シールドルームの実施例について図面を参照して説明する。尚、従来技術で説明したものと同一のものには同一の符号を付与して説明する。

本願発明の磁気シールドルーム１１は、図１に示すように、建物の床１２の上に絶縁シート１３を敷き詰め、その上に磁気シールドルーム１１を建設し、磁気シールドルーム１１の金属部１４に接続された接地線１５を大地に接続する接地極１６に接続した構成に加えて、接地極１６に接続した接地線１５の接地点１７から磁気シールドルーム１１近傍まで伸びるようにして接地極１６と同電位となるようにする追加接地線１８と、差動増幅器１９と、差動増幅器１９の出力端子と磁気シールドルーム１１近傍側の接地線１５との間に接続され、接地線１５のインピーダンスＢよりも十分大きな値を有する保護抵抗２１と、差動増幅器１９の非反転入力端子に追加接地線１８が接続され、差動増幅器１９の反転入力端子に磁気シールドルーム１１近傍側の接地線１５が接続することで、磁気シールドルーム１１の接地線１５に補償電流を流す補償回路を形成する。

そして、差動増幅器１９の非反転入力端子と追加接地線１８との間にはフィルタ２２が挿入され、このフィルタ２２は低域通過又は帯域遮断特性を持つフィルタで脳磁計の必要な帯域、例えば０．１Ｈｚ以上を必要とする場合、０．１Ｈｚよりも十分低い周波数（０．０１Ｈｚ以下）を通過するような低域通過フィルタである。

このような補償回路を形成した磁気シールドルーム１１においては、差動増幅器１９の非反転端子には、追加接地線１８を経由して、接地点１７の電位が伝えられる。この追加接地線１８には迷電流Ｃが流れないため、差動増幅器１９によって補償電流を流すことで、磁気シールドルーム１１近傍側の接地線１５の電位は接地点１７と同一になる。

一方、追加接地線１８が長くなると、ここに誘導電流が外部から混入することがあるため、フィルタ２２で混入したノイズを除去する。フィルタ特性は脳磁計に必要な周波数帯以下の周波数をカットオフ点とすることで、必要な周波数の基準電位が変動しないようにできる。

又、このような補償電流は数μＡ〜数ｍＡと僅かなものであるが、ひとたび地絡事故があると、数Ａ〜数１０Ａオーダの大電流が接地線１５に流れる。このとき、差動増幅器１９から地絡電流が補償されると保護接地の機能が損なわれる。そのため、保護抵抗２１は、補償電流を制限するために挿入するもので、接地線１５のインピーダンスＢよりも十分大きな値であるものとする。
以上の働きにより、補償電流を流すことで、脳磁計で必要な周波数帯において、磁気シールドルーム１１には迷電流Ｃは流れなくなり、脳磁計に雑音が混入することはなくなるのである。

差動増幅器の非反転端子には、追加接地線を経由して、接地点の電位が伝えられることで、追加接地線には迷電流が流れないため、差動増幅器によって補償電流を流すことで、脳磁計で必要な周波数帯において、磁気シールドルームには迷電流は流れなくなり、脳磁計に雑音が混入することを無くした磁気シールドルームを提供する。

本願発明の接地線に補償回路を形成した磁気シールドルームを略示的に示した説明図である。 従来技術における磁気シールドルームに接地線を設けた様子を示した説明図である。 従来技術における磁気シールドルームの接地線に迷電流が流れる様子を示した説明図である。

符号の説明

１１ 磁気シールドルーム
１２ 建物の床
１３ 絶縁シート
１４ 金属部
１５ 接地線
１６ 接地極
１７ 接地点
１８ 追加接地線
１９ 差動増幅器
２１ 保護抵抗
２２ フィルタ
Ａ 雑音電圧源
Ｂ インピーダンス
Ｃ 逆電流

Claims (3)

1. 大地と接続された接地極に接地線を接続し、該接地線と接続されている磁気シールドルームであって、
   前記接地極に接続した接地線の接地点から前記磁気シールドルーム近傍まで伸びる追加接地線と、
   差動増幅器と、
   前記差動増幅器の出力端子と前記磁気シールドルーム近傍側の接地線との間に接続された保護抵抗と、を具備し、
   前記差動増幅器の非反転入力端子に前記追加接地線が接続され、前記差動増幅器の反転入力端子に前記磁気シールドルーム近傍側の接地線が接続することで、前記磁気シールドルームの接地線に補償電流を流す補償回路を形成したことを特徴とする磁気シールドルーム。
2. 前記補償回路を形成する前記差動増幅器の非反転入力端子と前記追加接地線との間にフィルタを挿入したことを特徴とする請求項１に記載の磁気シールドルーム。
3. 前記フィルタの特性は、低域通過又は帯域遮断特性を持つことを特徴とする請求項２に記載の磁気シールドルーム。

Images