JP2613554B2 - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
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- JP2613554B2 JP2613554B2 JP5347153A JP34715393A JP2613554B2 JP 2613554 B2 JP2613554 B2 JP 2613554B2 JP 5347153 A JP5347153 A JP 5347153A JP 34715393 A JP34715393 A JP 34715393A JP 2613554 B2 JP2613554 B2 JP 2613554B2
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- Japan
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- dewar
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- magnetic
- squid
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体ヘリウム等の冷却
剤を貯留して、超伝導体を超伝導状態にする低温環境を
構築するためのデュワー内にピックアップコイルを配
し、該ピックアップコイルによって捉えた試料の磁束変
化をインプットコイルを介してＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆ
ｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：超伝導量子干渉デバイ
ス）に伝達し、量子干渉効果に基づいて生体磁気信号等
による微小な磁場の変化（磁束変化）を計測するＳＱＵ
ＩＤ磁束計に関するものである。
剤を貯留して、超伝導体を超伝導状態にする低温環境を
構築するためのデュワー内にピックアップコイルを配
し、該ピックアップコイルによって捉えた試料の磁束変
化をインプットコイルを介してＳＱＵＩＤ（Ｓｕｐｅｒ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎｔｅｒｆ
ｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ：超伝導量子干渉デバイ
ス）に伝達し、量子干渉効果に基づいて生体磁気信号等
による微小な磁場の変化（磁束変化）を計測するＳＱＵ
ＩＤ磁束計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超伝導リングに２個のジョセフソン接合
を含むｄｃ−ＳＱＵＩＤ（電圧出力型ＳＱＵＩＤ）を用
いたＳＱＵＩＤ磁束計によれば、数＋ｆＴ程度の微小な
磁界を検出できることから、心磁図や脳磁図といった生
体磁気信号の測定用として医療用診断装置、帯磁率等を
測定するための物性測定装置、磁気的な信号伝送のイン
ターフェイスとして通信装置等に広く応用されている。
を含むｄｃ−ＳＱＵＩＤ（電圧出力型ＳＱＵＩＤ）を用
いたＳＱＵＩＤ磁束計によれば、数＋ｆＴ程度の微小な
磁界を検出できることから、心磁図や脳磁図といった生
体磁気信号の測定用として医療用診断装置、帯磁率等を
測定するための物性測定装置、磁気的な信号伝送のイン
ターフェイスとして通信装置等に広く応用されている。
【０００３】上記したようなＳＱＵＩＤ磁束計は、測定
対象の外部磁束をＳＱＵＩＤリングに入力することで、
量子干渉効果に基づくＳＱＵＩＤリングの周回電流変化
によって磁束を測定するのである。なお、生体磁気等の
微小な磁気変化を測定する際には、地磁気等による磁束
ノイズの影響が極めて大きいことから、磁気シールドさ
れた空間内（磁気シールドルームや磁気シールドボック
ス等）で磁気測定を行ったり、超伝導線で形成したピッ
クアップコイルとインプットコイルで磁束トランスを構
成し、ピックアップコイルが検出した試料の磁束を大き
くしてＳＱＵＩＤリングに入力する方法を採ったりす
る。
対象の外部磁束をＳＱＵＩＤリングに入力することで、
量子干渉効果に基づくＳＱＵＩＤリングの周回電流変化
によって磁束を測定するのである。なお、生体磁気等の
微小な磁気変化を測定する際には、地磁気等による磁束
ノイズの影響が極めて大きいことから、磁気シールドさ
れた空間内（磁気シールドルームや磁気シールドボック
ス等）で磁気測定を行ったり、超伝導線で形成したピッ
クアップコイルとインプットコイルで磁束トランスを構
成し、ピックアップコイルが検出した試料の磁束を大き
くしてＳＱＵＩＤリングに入力する方法を採ったりす
る。
【０００４】磁気シールド空間は、パーマロイ等の透磁
率材料の外壁を用いることで外部磁気を効率よく外部壁
で吸収し、空間内への磁気侵入を阻む方法や、逆に超伝
導状態の超伝導材料の外壁を用いることでマイスナー効
果を生じさせ、外部磁束の壁への侵入を阻む方法があ
る。また、超伝導線による磁束トランスを構成する場合
には、磁束を検出するためのピックアップコイルを超伝
導状態にする必要があるので、液体ヘリウム（Ｈｅ）等
の冷却剤を貯留するデュワーの冷却材貯留部にピックア
ップコイルを内挿するものとなっている。
率材料の外壁を用いることで外部磁気を効率よく外部壁
で吸収し、空間内への磁気侵入を阻む方法や、逆に超伝
導状態の超伝導材料の外壁を用いることでマイスナー効
果を生じさせ、外部磁束の壁への侵入を阻む方法があ
る。また、超伝導線による磁束トランスを構成する場合
には、磁束を検出するためのピックアップコイルを超伝
導状態にする必要があるので、液体ヘリウム（Ｈｅ）等
の冷却剤を貯留するデュワーの冷却材貯留部にピックア
ップコイルを内挿するものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デュワ
ー内に配置したピックアップコイルでは、試料から離隔
してしまうために、ピックアップコイルで検出できる信
号が小さくなってしまい、必ずしも微小な磁気を効率良
く検出できるとは言えなかった。そこで、本発明は、試
料の微小な磁気信号を効率よくピックアップコイルで検
出できるＳＱＵＩＤ磁束計の提供を目的とするものであ
る。
ー内に配置したピックアップコイルでは、試料から離隔
してしまうために、ピックアップコイルで検出できる信
号が小さくなってしまい、必ずしも微小な磁気を効率良
く検出できるとは言えなかった。そこで、本発明は、試
料の微小な磁気信号を効率よくピックアップコイルで検
出できるＳＱＵＩＤ磁束計の提供を目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、デュワー（１，
８）内の冷却剤貯留部内に配したピックアップコイル
（６）によって試料（７）の磁束変化を捉え、該試料の
磁束変化をインプットコイルを介してＳＱＵＩＤに伝達
し、量子干渉効果に基づいて試料の磁束を測定するＳＱ
ＵＩＤ磁束ににおいて、外部空間と連通するようにデュ
ワー底部より円筒状に冷却剤貯留部内へ突出する試料収
納空部（５，５′）を形成し、該試料収納空部の側壁
（例えばデュワー壁２の内部壁２ｂ）に対して複数のピ
ックアップコイルを偏心状状に配置することで多チャン
ネル型の磁気測定を行うようにした。
に、本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、デュワー（１，
８）内の冷却剤貯留部内に配したピックアップコイル
（６）によって試料（７）の磁束変化を捉え、該試料の
磁束変化をインプットコイルを介してＳＱＵＩＤに伝達
し、量子干渉効果に基づいて試料の磁束を測定するＳＱ
ＵＩＤ磁束ににおいて、外部空間と連通するようにデュ
ワー底部より円筒状に冷却剤貯留部内へ突出する試料収
納空部（５，５′）を形成し、該試料収納空部の側壁
（例えばデュワー壁２の内部壁２ｂ）に対して複数のピ
ックアップコイルを偏心状状に配置することで多チャン
ネル型の磁気測定を行うようにした。
【０００７】
【作用】欺く構成したＳＱＵＩＤ磁束計によれば、ピッ
クアップコイルの内部を貫通する試料収納空間内に試料
を収納することで、試料収納空部内に収納された試料の
磁気信号がピックアップコイルに到達するまでに減衰す
る減衰量を小さくすることができるので インプットコ
イルからＳＱＵＩＤリングに入力される入力磁束が大き
くなる また、小型のデュワー構造で多チャンネル型の
磁気測定を行うことができる。
クアップコイルの内部を貫通する試料収納空間内に試料
を収納することで、試料収納空部内に収納された試料の
磁気信号がピックアップコイルに到達するまでに減衰す
る減衰量を小さくすることができるので インプットコ
イルからＳＱＵＩＤリングに入力される入力磁束が大き
くなる また、小型のデュワー構造で多チャンネル型の
磁気測定を行うことができる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明に係るＳＱＵＩＤ磁東計の一実
施例を添付図面に基づいて説明する。
施例を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】図１および図２に示すように、デュワー１
は冷却剤貯留部を形成するデュワー壁２を覆うように高
透磁率材料よりなるシールド手段３を設けてある。な
お、このシールド手段３は高等磁率材料製のものに限ら
ず、超伝導体を超伝導状態にすることによって構成して
も良い。また、シールド手段を超伝導体で形成する場合
には、デュワー１の冷却剤貯留部内に超伝導体よりなる
シールド壁を配設しておけば、超伝導体を超伝導状態に
するための冷却手段を別途設ける必要が無いので効率的
である。
は冷却剤貯留部を形成するデュワー壁２を覆うように高
透磁率材料よりなるシールド手段３を設けてある。な
お、このシールド手段３は高等磁率材料製のものに限ら
ず、超伝導体を超伝導状態にすることによって構成して
も良い。また、シールド手段を超伝導体で形成する場合
には、デュワー１の冷却剤貯留部内に超伝導体よりなる
シールド壁を配設しておけば、超伝導体を超伝導状態に
するための冷却手段を別途設ける必要が無いので効率的
である。
【００１０】上述したデュワー１におけるデュワー壁２
は有底筒状の外観としてあり、その内部の冷却剤貯留部
には液体ヘリウム等の冷却剤４を貯留すると共に、デュ
ワー壁２の底部壁２ａの略々中央部を更に円筒状に冷却
剤貯留部内へ突出させるような内部壁２ｂを形成するも
のとしてある。斯くすることによって、冷却剤貯留部内
に略々円筒状の試料収納空部５を形成できると共に、該
試料収納空部５を外部空間と連通させることが可能とな
る。
は有底筒状の外観としてあり、その内部の冷却剤貯留部
には液体ヘリウム等の冷却剤４を貯留すると共に、デュ
ワー壁２の底部壁２ａの略々中央部を更に円筒状に冷却
剤貯留部内へ突出させるような内部壁２ｂを形成するも
のとしてある。斯くすることによって、冷却剤貯留部内
に略々円筒状の試料収納空部５を形成できると共に、該
試料収納空部５を外部空間と連通させることが可能とな
る。
【００１１】上記のように構成したデュワー１において
は、試料収納空部５がピックアップコイル６の内部を貫
通するようにピックアップコイル６を配置できるので、
試料収納空部５内に収納された試料７の磁気信号がピッ
クアップコイル６に到達するまでに減衰する減衰量を小
さくすることができ、試料の磁気信号を効率よくピック
アップコイル６で検出することが可能となる。
は、試料収納空部５がピックアップコイル６の内部を貫
通するようにピックアップコイル６を配置できるので、
試料収納空部５内に収納された試料７の磁気信号がピッ
クアップコイル６に到達するまでに減衰する減衰量を小
さくすることができ、試料の磁気信号を効率よくピック
アップコイル６で検出することが可能となる。
【００１２】而して、本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計
は、上述したデュワー１の如く、ピックアップコイル６
の内部を貫通する試料収納空部５内に試料７を収納し
て、試料収納空部５内に収納された試料７の磁気信号が
ピックアップコイル６に到達するまでに減衰する減衰量
を極力少なく抑える事ができるので、インプットコイル
（図示省略）からＳＱＵＩＤリング（図示省略）に入力
される入力磁束が大きくなり、精度の高い磁束計測を行
うことが可能となる。
は、上述したデュワー１の如く、ピックアップコイル６
の内部を貫通する試料収納空部５内に試料７を収納し
て、試料収納空部５内に収納された試料７の磁気信号が
ピックアップコイル６に到達するまでに減衰する減衰量
を極力少なく抑える事ができるので、インプットコイル
（図示省略）からＳＱＵＩＤリング（図示省略）に入力
される入力磁束が大きくなり、精度の高い磁束計測を行
うことが可能となる。
【００１３】また、本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計にお
いては、一次微分型グラディオメータを構成するピック
アップコイル対を円筒状の内部壁２ｂの軸方向に適宜離
隔して配置してあると共に、３組のピックアップコイル
対を略々等角度毎に偏心配置させて、多チャンネル式磁
束検出を可能ならしめるものとしてある。斯くすれば、
グラディオメータを構成するピックアップコイル対にお
けるベースラインの内側に試料７を位置させることがで
きるので、従来のデュワー内に設けたグラディオメータ
の如くベースラインの外側に試料を配置して測定する場
合に比べ、遙かに磁気信号を良好に取得できるのであ
る。加えて、本実施例の如くデュワー壁２を二重筒構造
としておけば、試料収納空部５内の試料７が位置する中
心軸に直交する仮想平面内で、多数のピックアップコイ
ル６…が互いに衝接することのないよう偏心状に配置で
きるので、多チャンネル化も極めて容易である。しか
も、本発明の如き構成を採れば、偏心させたコイルを重
ね合わせるだけですむことから、従来の多チャンネル方
式に比較して、ＳＱＵＩＤ磁束計全体としての小型化を
期せる。
いては、一次微分型グラディオメータを構成するピック
アップコイル対を円筒状の内部壁２ｂの軸方向に適宜離
隔して配置してあると共に、３組のピックアップコイル
対を略々等角度毎に偏心配置させて、多チャンネル式磁
束検出を可能ならしめるものとしてある。斯くすれば、
グラディオメータを構成するピックアップコイル対にお
けるベースラインの内側に試料７を位置させることがで
きるので、従来のデュワー内に設けたグラディオメータ
の如くベースラインの外側に試料を配置して測定する場
合に比べ、遙かに磁気信号を良好に取得できるのであ
る。加えて、本実施例の如くデュワー壁２を二重筒構造
としておけば、試料収納空部５内の試料７が位置する中
心軸に直交する仮想平面内で、多数のピックアップコイ
ル６…が互いに衝接することのないよう偏心状に配置で
きるので、多チャンネル化も極めて容易である。しか
も、本発明の如き構成を採れば、偏心させたコイルを重
ね合わせるだけですむことから、従来の多チャンネル方
式に比較して、ＳＱＵＩＤ磁束計全体としての小型化を
期せる。
【００１４】なお、本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計に用
いるデュワーは、上記実施例で示した構造に限定される
ものではない。そこで、移動可能なデュワー構造の例を
図３に基づいて説明する。
いるデュワーは、上記実施例で示した構造に限定される
ものではない。そこで、移動可能なデュワー構造の例を
図３に基づいて説明する。
【００１５】移動式デュワー８は、ヘリウム等の冷却剤
を運搬する冷却剤コンテナ９を利用したものであり、該
冷却剤コンテナ９の上部に設けた冷却剤入出部より例え
ば有底筒状の試料収納空部形成体１０を挿入し、該試料
収納空部形成体１０の下部が冷却剤４内に浸かるように
してある。斯くすることによって、上記実施例と同様
に、外部空間と連通する試料収納空部５′を冷却剤貯留
部内に形成することができ、グラディオメータの使用や
多チャンネル化の容易性等、上記実施例と同様に本発明
の効果を期せるのである。また、この移動式デュワー８
に対しても上述した如く磁気シールド手段を付加しても
良いし、その移動性を活かして磁気シールドルーム等へ
適宜搬入するようにしても良い。
を運搬する冷却剤コンテナ９を利用したものであり、該
冷却剤コンテナ９の上部に設けた冷却剤入出部より例え
ば有底筒状の試料収納空部形成体１０を挿入し、該試料
収納空部形成体１０の下部が冷却剤４内に浸かるように
してある。斯くすることによって、上記実施例と同様
に、外部空間と連通する試料収納空部５′を冷却剤貯留
部内に形成することができ、グラディオメータの使用や
多チャンネル化の容易性等、上記実施例と同様に本発明
の効果を期せるのである。また、この移動式デュワー８
に対しても上述した如く磁気シールド手段を付加しても
良いし、その移動性を活かして磁気シールドルーム等へ
適宜搬入するようにしても良い。
【００１６】なお、試料収納空部やピックアップコイル
の配設方向は上記各実施例のように鉛直方向あるいは水
平方向のものに限定されず、設計上の自由度の範囲内で
如何様に変更しても良い。
の配設方向は上記各実施例のように鉛直方向あるいは水
平方向のものに限定されず、設計上の自由度の範囲内で
如何様に変更しても良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＳＱ
ＵＩＤ磁束計によれば、ピックアップ コイルの内部を貫
通する試料収納空部内に試料を収納して、試料収納空部
内に収納された試料の磁気信号がピックアップコイルに
到達するまでに減衰する減衰量を可及的小ならしめ得る
ので、インプットコイルからＳＱＵＩＤリングに入力さ
れる入力磁束が大きくなり、精度の高い磁束計測を行う
ことが可能になると共に、冷却剤貯留部内に配されるピ
ックアップコイルは、試料収納空部の側壁に対して偏心
状に配置することで多チャンネル型の磁気測定を行うよ
うにしたので、従来の多チャンネル方式に比べて、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計自体の構造を十分に小型化することができ
る。
ＵＩＤ磁束計によれば、ピックアップ コイルの内部を貫
通する試料収納空部内に試料を収納して、試料収納空部
内に収納された試料の磁気信号がピックアップコイルに
到達するまでに減衰する減衰量を可及的小ならしめ得る
ので、インプットコイルからＳＱＵＩＤリングに入力さ
れる入力磁束が大きくなり、精度の高い磁束計測を行う
ことが可能になると共に、冷却剤貯留部内に配されるピ
ックアップコイルは、試料収納空部の側壁に対して偏心
状に配置することで多チャンネル型の磁気測定を行うよ
うにしたので、従来の多チャンネル方式に比べて、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計自体の構造を十分に小型化することができ
る。
【図１】本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計に用いるデュワ
ーの概略縦断面図である。
ーの概略縦断面図である。
【図２】本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計に用いるデュワ
ーの概略横断面図である。
ーの概略横断面図である。
【図３】ヘリウムコンテナを用いたデュワーの概略縦断
面図である。
面図である。
１ デュワー２ デュワー壁 ４ 冷却剤 ５ 試料収納空部 ６ ピックアップコイル ８ 移動式デュワー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 賀戸 久 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 工業 技術院電子技術総合研究所内 審査官 西脇 博志 (56)参考文献 特開 平４−315075（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−46006（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−91980（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−65991（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】 デュワー内の冷却剤貯留部内に配したピ
ックアップコイルによって試料の磁束変化を捉え、該試
料の磁束変化をインプットコイルを介してＳＱＵＩＤに
伝達し、量子干渉効果に基づいて試料の磁束を測定する
ＳＱＵＩＤ磁束計において、外部空間と連通するように
デュワー底部より円筒状に冷却剤貯留部内へ突出する試
試料収納空部を形成し、該試料収納空部の側壁に対して
複数のピックアップコイルを偏心状に配置することで多
チャンネル型の磁気測定を行うようにしたことを、特徴
とするＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項２】 磁気検出にグラディオメータメータを用
いるものとし、試料収納空間がベースラインの内側に形
成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
ＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項３】 デュワーを高透磁率材料によって磁気遮
蔽するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項４】 デュワーを超伝導状態にした超伝導体に
よって磁気遮蔽するようにしたことを、特徴とする請求
項１〜請求項２の何れか１項目に記載のＳＱＵＩＤ磁束
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347153A JP2613554B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347153A JP2613554B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193284A JPH07193284A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2613554B2 true JP2613554B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=18388281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5347153A Expired - Lifetime JP2613554B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613554B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243606A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | プローブ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113358940B (zh) * | 2020-03-04 | 2023-04-25 | 中国科学院理化技术研究所 | 磁屏蔽性能测试装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0621441Y2 (ja) * | 1987-09-17 | 1994-06-08 | 横河電機株式会社 | 脳磁波測定装置 |
| JPH0291980U (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-20 | ||
| FI89416C (fi) * | 1990-12-21 | 1993-09-27 | Neuromag Oy | Flerkanalanordning foer maetning av svaga, lokal- och tidsberoende magnetfaelt |
| JP3065991U (ja) * | 1999-07-23 | 2000-02-08 | 株式会社デュエル | ジグヘッド、及び疑似付きジグヘッド |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5347153A patent/JP2613554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243606A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | プローブ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07193284A (ja) | 1995-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |