JP3038070B2 - 弱磁界測定デバイス - Google Patents

弱磁界測定デバイス

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JP3038070B2
JP3038070B2 JP3338476A JP33847691A JP3038070B2 JP 3038070 B2 JP3038070 B2 JP 3038070B2 JP 3338476 A JP3338476 A JP 3338476A JP 33847691 A JP33847691 A JP 33847691A JP 3038070 B2 JP3038070 B2 JP 3038070B2
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アンティ・イルマリ・アホネン
ユカ・エルキ・タパニ・クヌーティラ
ユハ・タパニ・アンテロ・シモラ
ヴィサ・アンテロ・ヴィルクマン
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ナイロマーグ・オサケユキテュア
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査すべき対象物の内
部のあるソースが発生するところの、時間及び空間の双
方に依存した弱い磁界を測定するデバイスに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】上記のような機器は、特に神経作用によ
って誘い出される磁界を検出するのに使用するものであ
り、そしてその方法は、医学上の診断及び研究におい
て、より一層重要な役割を果たすようになってきてい
る。特に、それでは、ヒトに触れたりあるいはヒトを電
磁放射または放射能トレーサにさらしたりせずに、ヒト
の脳の作用及び障害を調査することが可能である。広く
用いられている脳波（ＥＥＧ）（これでは、頭皮の表面
上の電位分布を測定する）とは対照的に、脳磁気図（Ｍ
ＥＧ）は、ヒトの組織の導電率の非均等性が引き起こす
ひずみからそれ程影響を受けることはない。従って、数
ミリメートルで数ミリ秒の空間／時間分解能で、脳の活
動に関するソース電流の位置を探すことが可能である。
この方法については、例えば CRC Critical Reviews in
Biomedical Engineering の第１４巻（１９８６）,第
２号,９３−１２６頁に、詳細が記載されている。
【０００３】ＭＥＧに使用する機器は、磁束密度が代表
的には１００ｆＴまたはそれ以下の磁気信号を検出でき
なければならない。さらに、その測定は、数箇所で同時
に行わなければならず、頭部全体からの百以上の磁気信
号の測定が必要である。そのような小さな信号を検出す
ることができるセンサは、いわゆる超伝導量子干渉デバ
イス（ＳＱＵＩＤ）磁力計のみである。このデバイスの
動作は、低温物理ジャーナル（Journal of Low Tempera
turePhysics）第７６巻（１９８９）,５／６号の２８７
−３８６頁の記事で、詳細に説明されている。このデバ
イスは、低い作動温度を必要とするものである。一般に
は、このデバイスは、真空隔離型のデュワー容器の内側
の液体ヘリウム溶液内に配置するようになっていて、そ
の温度は４.２Ｋである。
【０００４】本発明は、特に、そのデュワー容器の内部
の挿入体に関するものであって、その挿入体には、ＳＱ
ＵＩＤ磁力計を取り付けるようになっている。その挿入
体は、十分に安定していなければならず、またこの挿入
体は、そのデバイスを作動温度まで冷却している間、種
々の材料の異なる温度収縮によって生じる張力と寸法変
化とに耐えなければならない。また、これと同時に、室
温からヘリウム溶液への熱漏れを、最小限にしなければ
ならない。このことは、特に重要であるが、その理由
は、広い領域上での測定に向けたデバイスは、必然的に
大きな横断面積を有することになるからである。そのよ
うなデバイスに必要なデュワー容器のネック部は、広く
なければならず、従ってそのネック部を通る伝導、対流
及び放射による熱漏れは、ヘリウムの気化流出率をかな
り大きくし、各メインテナンス操作間の稼働期間が短く
なる。
【０００５】挿入体のある周知の先行技術の構造（Revi
ew of Scientific Instrumentsの第５８巻（１９８
７）,１１月号,２１４５−２１５６頁参照）は、ファイ
バグラス管の本体からなっていて、これに、金属の放射
シールド・バッフルをそのネック部領域内に取り付けて
いる。そして、その管の下方端部にはホルダがあり、こ
のホルダに個別の磁力計または勾配計（gradiometer）
を取り付けている。すべての磁力計及び勾配計は、ＥＰ
１１１８２７に示されたもの同じように、同一の基板上
に設けることができる。しかしながら、この後者の解決
法には、すべてのセンサが共通の平面内になければなら
ない、という欠点があり、したがって、検査したい人の
形態にそのデバイスを適合させることは、個別のセンサ
素子を使用するときのようには可能ではない。
【０００６】液体ヘリウムの温度に維持しなければなら
ない電子構成部品は、上記管本体に取り付けたプリント
回路基板にハンダ付けし、そして室温にある頂部プレー
ト・コネクタから、銅−ニッケル管の内側の液体ヘリウ
ム空間にまで配線している。しかしながら、この構造
は、いくつかの欠点を有している。即ち、その全体のユ
ニットは、組み立て及び維持が複雑で費用のかかるただ
１つの構成部品からなっている。特に広い領域のネック
部を有するデュワー容器においては、各放射バッフル間
に大きな空間が残っており、そして熱が、流出ヘリウム
ガスの乱流のため、２つのバッフル間で一部が対流伝達
する。したがって、温度分布が垂直方向に均等化する傾
向となり、気化流出率が不必要に大きくなる。この後者
の問題は、管本体に取り付ける発泡プラスチックで作っ
たネックプラグを用いることにより、回避するようにし
ている。
【０００７】別の公知の解決法（ＤＥ３５１５１９９参
照）においては、磁力計の本体を２つの部分に分割する
ようにしている。この磁力計のいわゆる磁束変成器コイ
ルは、デュワー容器の底部にある固定ホルダ内に配置
し、そしてそのホルダは、マルチコンタクト超伝導コネ
クタを介して、１グループのＳＱＵＩＤ（これらはすべ
て単一素子の内側にある）とネック部分と電子ユニット
とを含むモジュールに接続している。そのネック部分
は、すべての必要なケーブル布線及び熱放射シールドを
含んでおり、そしてその電子ユニットはデュワー容器の
頂部プレートをも形成している。この構造においては、
磁束変成器を有するそのホルダは、デュワー容器の製造
中に既に組み立て完了しており、したがってそのホルダ
を、熱漏れを最小限にするために小さく作ったネックを
通して、デュワーから取り除くことはできない。これの
欠点は、後で磁束変成器を交換したり修理したりするこ
とができない点、また信頼性のあるマルチコンタクト超
伝導コネクタを作ることが非常に困難である点である。
気が付くかもしれないが、そのようなコネクタに対する
ニーズは、違った状況においてはすでに２０年間存在し
ているが、そのようなコネクタは、実際にはこれまで製
造されていない。その勾配計ホルダは、デュワー容器の
底部にしっかりと堅く固定されてきており、またさらに
ＳＱＵＩＤグループとネックプラグと電子回路ユニット
とを有する上記モジュールは、剛性構造（コラム４，２
−１０行）となっている。したがって、デバイスをその
作動温度にまで冷却している時に、種々の材料の異なる
熱収縮によって、危険な程大きい張力及び応力が発生す
ることがある。それらの応力は、その構造体を破壊する
おそれがある。
【０００８】上記ネックの放射シールドは、ＤＥ３５１
５１９９においては、ある在来の方法によって実現され
ている（図４参照）。これでは、２つの連続したバッフ
ルの間の対流の問題が起きる。さらに、ＳＱＵＩＤグル
ープと、ケーブルを有するネックと、電子回路ユニット
とを含んだモジュールは、万一の場合のメインテナンス
において分解が困難な単一の部品を形成している。さら
にこの言及した刊行物では、１００のオーダーの非常に
多くの数のチャンネルがあるときに生ずる問題につい
て、その解決法を示していない。そのネック中のケーブ
ル布線は、すぐに熱漏れを左右するものとなってしま
う。この問題は、その導電材料を非常に高い抵抗を有す
るものに選択することによって回避することができる
が、在来の読み出し方法を用いる場合には、それらセン
サのノイズが許容できない程大きくなる。
【０００９】また、上記のＤＥ３５１５１９９では、柔
軟なプリント回路基板をパターン化することによってケ
ーブル布線を行う可能性について述べている。この解決
法は、製造の点からは非常にエレガントで効率的である
が、欠点が１つ有る。即ち、標準的なプリント回路基板
上の導電材料は、非常に高い導電性をもち、また熱漏れ
を減少させるために抵抗性材料を自由に選択することが
できない、ということである。また、ワイアをねじるこ
とによってチャンネル間の妨害磁界及びクロストークに
対するイミュニティーを大きくする、ということが不可
能であることである。
【００１０】ＤＥ３５１５２３７は、上記ＤＥ３５１５
１９９と同様の勾配計アレイについて取り扱っており、
特に、共通基板上の単一のモジュールとして集積化した
ＳＱＵＩＤグループと、その内部構造とについて説明し
ている。これでは、接地面を介しての配線の構成と、超
伝導ループ及び接地面による諸ＳＱＵＩＤの磁気シール
ドと、に特別の注意が払われている。この上記出願にお
いては、ＳＱＵＩＤチップは、プリント回路基板に取り
付けてあり、そしてその基板上に導電体をパターン形成
している。また、その電子回路ユニットがデュワー容器
の頂部プレートを形成している（図１参照）。さらに、
それの磁束変成器のアセンブリ及びＳＱＵＩＤグループ
は、例えばマルチコンタクト超伝導コネクタを介して容
易に取り外せるような接続としている。この構造の欠点
は、最初に言及した刊行物に記載されているものと同様
である。特に、その問題は、百のオーダー以上の多数の
チャンネルがあるときに、大きくなる。信頼性、容易に
試験できる可能性、及び製造容易性のために必要な完全
なモジュール性には、達しておらず、また製造不可能で
ない場合でも、完全に信頼できる超伝導マルチコンタク
ト・コネクタは困難であり、そしてまた１つのＳＱＵＩ
Ｄが故障したときに，諸ＳＱＵＩＤからなる１つの全グ
ループを交換しなければならない。さらに、それの熱漏
れの問題は、上記言及した刊行物で使用されている在来
の配線及び放射シールド構造によっては解決されていな
い。互いに異なった熱収縮についも、考慮されていな
い。
【００１１】ＥＰ３６１１３７は、勾配計のコイルが一
番上になるようにひっくり返した、これまでにない方法
で位置決めできる磁力計について述べている。これで
は、液体ヘリウムは、デュワー容器内のある１つの別個
の容器内部にあり、そしてこの内部容器で気化流出した
冷たいヘリウムガスを、幾つかの管を通してその勾配計
のコイルを冷却するように導いている。それのＳＱＵＩ
Ｄグループは、液体ヘリウム容器内の１つの別個のユニ
ットの内部にある。そのデュワー容器のネック部は、実
質的にその勾配計部品より狭く、したがって、大部分の
部品は、デュワー容器を作っている最中に所定の位置に
組み立てなければならない。また、暖かいヘリウムガス
の外側から内側への逆流を防ぐために、そのネック部内
にリリーフ・フラップを有する特別なくびれ部を作って
ある。このデバイスの基本的な考え方は、本発明でねら
いとしているものと著しく異なっており、したがって、
例えばそのネック部は、全く異なった構造のものであ
り、そしてその全体の構造は、望むような意味でのモジ
ュール性をもっていない。チャンネルの数が百に近くな
るときには、勾配計コイルの均一で信頼性のある冷却
は、中程度の液体ヘリウム消費によっては実現できない
と仮定するのは、穏当なことである。デュワー容器の内
側に多数の固定部品を有するそのような機器を保守する
こともまた、困難である。
【００１２】ＳＱＵＩＤのある在来読み出し法において
は、ネック部内のケーブルを介した熱伝導は、チャンネ
ルの数が多いときには、優勢となる。ノイズを最小限に
するためには、諸ＳＱＵＩＤに接続したワイアの抵抗
は、これまでのようにできるだけ小さく保つようにして
いる。ヴィーデマン−フランツの法則のため、必然的に
大きな熱漏れとなる。例えば、流出するヘリウムガスに
よる冷却を無視し、しかも温度の関数としてのワイアの
抵抗率の変化が無視し得る場合には、室温から液体ヘリ
ウムに至るワイア内の１Ωの抵抗は、２ｍＷの熱負荷を
生じさせる。百チャンネルの機器においては、チャンネ
ル当たり６つの導体が必要になり、これは１.７リット
ル／時の気化流出率を意味する。これは、ある実用デバ
イスのものよりほぼ１０倍も高い値である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、先行技術に
対して相当の改善が得られている。本発明に特有の特徴
については、特許請求の範囲の第１項から第７項に記載
してある。本機器の本体は、容易に分解したり組み立て
たりできる別々のモジュールに細分割してある。これら
のモジュールは、市販のコネクタによって互いに取り付
けている。特にそれの挿入体のネックは、逆対流をも有
効に防止する堅固な熱放射絶縁体から作り、また抵抗性
ワイアの平行なツイストペアから作り、そしてこれら
が、支持構造体として作用する単一の部品を形成するよ
うにしている。
【００１４】本発明には、いくつかの利点がある。特
に、そのネックは、中実であって、しかも軽量の構造の
ものであり、良好な熱絶縁体であると同時に、構造的に
簡単なものである。プラグ状のこの構造は、放射シール
ド・バッフル間の乱流による対流を有効に防止し、ま
た、それに使用する発泡プラスチックの熱伝導率は小さ
い。この発泡プラスチック・プラグは、放射シールド・
バッフルの連続的な積み重ね体として考えることができ
る。在来の金属バッフルに比較してその放射率は小さい
が、この欠点は、多数の“等価のフローティング・バッ
フル”によって有効に補償している。そのプラグ内の側
方の温度分布を均一化するために、発泡プラスチックの
内側に金属プレートを使用することができる。デュワー
容器のネックと放射シールド・プラグとの間のギャップ
を充分狭くすれば、流出する冷たいヘリウムガスによる
冷却を、有効に利用することができる。特に、ケーブル
をそのネックプラグの外壁に対して配置する場合には、
その流出ガスに対して良好な熱接触が得られ、従ってそ
れらケーブルを介して伝導する熱の量が低くなる。この
熱漏れは、高抵抗率の導体材料を選択することによって
完全に無視し得るものとすることができる。しかし、そ
うすれば、センサの熱ノイズが増すので、この解決法
は、用いることができない。ここでは、その問題の解決
は、例えば、正帰還によってＳＱＵＩＤゲインを大きく
することにより、過度なノイズを補償することによって
行う。ＳＱＵＩＤプリアンプ組合せの信号ノイズ比を大
きくするような正帰還の使用は、すでに知られている
（例えば、AppliedPhysics Letters の第５７巻（１９
９０）,第４号,４０６−４０８頁参照）。上記の抵抗性
導体は、熱の不良導体であるから、予備のケーブルをネ
ック内に配置することもでき、従って断線したリード線
は、そのスペアのリード線の１つを使うことによって簡
単に修理できる。これらリード線の製造は、予め製造し
たツイストペア導体を使い、これを周知のいわゆるコイ
ル−箔法で一枚のシートとして重ね合わせることによっ
て行える。
【００１５】本発明の特徴であるその挿入体ネック構造
のため、デュワー容器のネックは、充分に広く作ること
ができ、従ってメインテナンスのためにその挿入体全体
をデュワー容器から容易に取り外すことができる。モジ
ュール化、製造、搬送、及びメインテナンスが容易であ
るために、予備部品の均一な工業生産が実施可能であ
る。この構造のある１つの特別な利点は、最終的な組み
立ての前に、モジュールのすべてを別々に検査できるこ
とである。デュワー容器の底部及び壁部に寄り掛からせ
る挿入体の弾性支持は、異なった熱収縮によって発生す
る張力及び応力がこの構造体を破壊することがないよう
に保証し、また挿入体がデュワー容器の内側のよく定ま
った場所及び位置に落ち着くように保証する。
【００１６】本発明は、ＳＱＵＩＤと磁力計またはピッ
クアップ・コイルとの双方を含む集積形要素を使用して
いるため（例えば、Review of Scientific Instruments
の第５５巻（１９８４年）,第６号,９５２−９５７
頁、あるいはSuperconductingQuantum Interference De
vices and Their Applications ＳＱＵＩＤ′８５,deGr
uyter,ベルリン１９８５,９３９−９４４頁参照）、挿
入体構造内に、超伝導の取り外し可能な接続を必要とし
ない。種々のモジュールの間の接続は、広く市販されて
いる在来のマルチコンタクト・コネクタによって実現す
ることができる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の一実施例について、図面を
参照して説明する。
【００１８】図１では、この磁力計自身は、内側容器１
Ａと外側容器１Ｂとからなるデュワー容器の内側にあ
り、そしてそれらのシェルの間の真空の空間はまた、図
示していない放射シールドを含んでいる。本磁力計の主
要部品は、多層プリント回路基板で作ったところのマザ
ーボードとしても機能する頂部プレート２と、電気的な
接続要素（ケーブル）としても機能する発泡プラスチッ
クで作ったネックプラグ３と、液体ヘリウム中の接続要
素４と、クロス接続要素６と、そしてセンサ素子１２
と、である。
【００１９】磁界またはそれの勾配を測定するのに使用
する諸ＳＱＵＩＤ及び磁束変成器は、内側で分かれてい
てしかも独立した構成部品であるセンサ要素１２であ
り、そしてこれらセンサ素子１２は、磁力計本体にコネ
クタによって接続してある。その各センサ素子１２は、
磁束変成器を有するいくつかのＳＱＵＩＤを含むように
することもできる。この磁力計の挿入体の最下端部分
は、デュワー容器の底部の形状に従った支持シェル８で
あり、そしてこのシェル上には、それらセンサ素子１２
を取り付けたコネクタ１１がある。デュワー容器のこの
底部は、頭の形状に適合させてある。また、その支持シ
ェル８は、１つの機械的な接続要素またはいくつかの機
械的接続要素９を介してプリント回路基板（マザーボー
ド）７に接続し、そしてコネクタ１１は、例えばツイス
トペア１０を使用してそのマザーボード７に配線してあ
る。それらを取り付ける詳細な構成及び手段について
は、アホネン（Ａｈｏｎｅｎ），クヌウチラ（Ｋｎｕｕ
ｔｉｌａ），シモラ（Ｓｉｍｏｌａ），及びヴィルクマ
ン（Ｖｉｌｋｍａｎ）による同時出願（出願番号）の
「コンパクト磁力計プローブ、及び脳の活動から生じる
磁界を測定するために頭部全体を覆う及びそのコンパク
ト磁力計プローブのアレイ」に示されている。マザーボ
ード７，接続要素９，支持シェル８，コネクタ１１，及
び配線１０は、別個に組み立てそしてテストすることが
できる１ユニット６を形成している。そのマザーボード
７もまたコネクタを有しており、そしてこれらコネクタ
には、プリント回路基板で作った矩形の支持体／電気コ
ネクタの部品４を取り付けている。諸ＳＱＵＩＤを室温
の電子回路に接続するのに必要な電気構成部品５は、プ
リント回路基板４及び７上にある。これらプリント回路
基板は、この挿入体の最上端部、即ちデュワー容器の頂
部プレートとしても機能するマザーボード２に対し、放
射シールド／ケーブル布線ユニット（ネックプラグ）を
介して接続しているが、このネックプラグは、その両端
に、頂部プレート２のコネクタに合った電気コネクタ
と、コネクタ部品４とを有している。もし必要であれ
ば、種々のユニット２，３，４，６の間のそれらコネク
タによる機械的な支持を、例えばねじを使うことにより
確実にすることができる。また、マザーボード２の頂部
には、電子回路ユニット１４に至るケーブルを取り付け
るコネクタがある。この特別な読み出し技法のため、そ
の電子回路ユニットを、ＳＱＵＩＤにできるだけ近く配
置する必要がない、即ちデュワーの頂部に配置できる。
【００２０】図２には、上記接続要素９の好ましい実施
例を示す。この接続要素９は、薄い円筒状のファイバグ
ラス管からなっており、そしてこれの下端は、頭の形状
に従った支持体構造８に合うように切断してある。ま
た、この管９は、いくつかの横断切断部１５を有し、こ
れらによって、支持シェル８の接続が可撓性をもつよう
にして、その材料の異なる熱収縮によって生じ能る応力
を補償するようにしている。また、それら切断部１５が
作り出す軸方向のばね作用により、支持シェル８をデュ
ワー容器の底部に向けて押圧している。このデュワー容
器に対し磁力計挿入体の心だしを行うために、またその
挿入体をデュワー容器の壁に対して側方に支持するため
に、管９には、管１６内に舌状ばね切断部を含ませるこ
ともできる（この切断部は、例えばＴｅｆｌｏｎTMやＮ
ｙｌｏｎTMの滑りやすい材料で作った小さい隆起部１７
を有している）。このばねは、半径方向にその隆起部１
７をデュワーの壁に対し押し付けるようになっている。
【００２１】図３には、ネックプラグ３を示している。
この部品は、放射シールド・プラグとして、また室温の
電子回路と液体ヘリウムにある部品との間のケーブルと
して、作用するものである。さらに、これは、ヘリウム
ガスの流出を案内するようになっている。即ち、円筒状
のプラグには、発泡プラスチック２０例えばポリウレタ
ンを充填してある。この円筒体の端部１８は、グラスフ
ァイバ・プレートで作ってあり、そしてこれらは、電気
コネクタ２２用の開口部と、ヘリウムを移すのに必要な
管２５のための開口部と、を有している。このプラグの
外表面は、薄いファイバグラス層１９で被覆し、そして
その発泡プラスチックにしっかりと取り付けてある。ま
た、フラット・リボンケーブル２３は、例えば小さいプ
リント回路基板２４を用いてコネクタ２２に取り付け、
そして発泡体プラスチック２０とファイバグラス層１９
との間に重ねてある。また、その発泡プラスチックの内
側には、上記端部プレートに平行ないくつかの金属プレ
ート２１がある。これらプレート２１は、例えば銅メッ
シュまたはプリント回路基板から作ってあり、これらに
よって、発泡プラスチック内側の一様な温度分布を保証
するようにしている。
【００２２】図４には、フラット・リボンケーブル２３
の構造を示している。これでは、金属化したプラスチッ
クフィルムまたは紙２６をドラム上に配置し、そしてそ
の金属化表面上に、予め製作した絶縁ツイストペア・ケ
ーブル２８を巻く。次に、そのコイルにエポキシ樹脂２
７を充填し、そしてこのエポキシの重合化の後、そのケ
ーブルを上記ドラムから取り外し、図３のコネクタ２２
に接続し、そしてその金属化したフイルムまたは紙２６
を、静電的に結合する外乱に対しシールドするようコネ
クタ２２を使って接地させている。
【図面の簡単な説明】
【図１】デュワー容器を含む磁力計の構造を概略的に示
す図である。
【図２】それの挿入体の下端の支持構造を示す図であ
る。
【図３】それのネックプラグの詳細図である。
【図４】ケーブル構成部品を示す詳細図である。
【符号の説明】
１Ａ…内側容器 １Ｂ…外側容器 ２…頂部プレート ３…ネックプラグ ４…接続要素 ７…プリント回路基板 ８…支持シェル ９…機械的な接続要素 １０…ツイストペア・ケーブル １１…コネクタ １４…電子回路ユニット １５…切断部 １６…管 １７…隆起部 １９…ファイバグラス層 ２０…発泡プラスチック ２１…金属プレート ２２…コネクタ ２３…フラット・リボンケーブル ２４…プリント回路基板 ２５…管 ２６…金属化したプラスチックフィルムまたは紙 ２７…エポキシ樹脂 ２８…絶縁ツイストペア・ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユカ・エルキ・タパニ・クヌーティラ フィンランド共和国 00100 ヘルシン キ，テンプペリカツ 11 アー ８ (72)発明者 ユハ・タパニ・アンテロ・シモラ フィンランド共和国 00670 ヘルシン キ，カスケンポルトタヤンティエ 12 エー (72)発明者 ヴィサ・アンテロ・ヴィルクマン フィンランド共和国 00270 ヘルシン キ，マネルハイミンティエ 79 ベー 35 (56)参考文献 米国特許5243281（ＵＳ，Ａ) 欧州特許492262（ＥＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 33/035 A61B 5/05

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体ヘリウムを収容する真空隔離型容器
    の内側に複数のＳＱＵＩＤ磁力計または勾配計を有して
    いて、検査する対象物の内側のあるソースが発生する時
    間及び空間に依存した弱磁界を測定する弱磁界測定デバ
    イスであって、 ＳＱＵＩＤ及び磁束変成器を各々備えた１つまたは複数
    の測定チャンネルからなるセンサ要素（１２）と、 頭の形状に適合し、かつセンサ要素（１２）を取り付け
    たクロス接続モジュール（６）と、 前記のＳＱＵＩＤを室温の電子回路に接続するのに必要
    なプリント回路基板及び電気構成要素から作った接続要
    素（４）と、 放射シールドとケーブル布線の双方を含んだネックプラ
    グ（３）と、 頂部プレート（２）と、 を有する弱磁界測定デバイスにおいて、 ａ） 前記センサ要素（１２）と前記クロス接続モジュ
    ール（６）と前記接続要素（４）と前記ネックプラグ
    （３）と前記頂部プレート（２）とを、コネクタによっ
    て容易に取り外し及び取り付けが可能なように相互接続
    し、これにより、この挿入体全体をメインテナンスのた
    めにデュワー容器から容易に取り外すことができるよう
    に、挿入体全体を弾性的に前記デュワー容器の底部及び
    壁に対し寄り掛かからせるようにし、 ｂ） 前記ネックプラグ（３）は、放射シールド部品
    （２０）とケーブル布線（２３）とコネクタ（２２）と
    から作った自己支持形モジュールであって、該ネックプ
    ラグは、前記デュワー容器のネック及び前記ケーブルの
    冷却を強めかつ前記ネック内の乱流による逆方向への対
    流を防ぐ方向に、流出した冷たいヘリウムガスを導き、 ｃ） 液体ヘリウムから室温に至るワイアの抵抗に起因
    する過剰なノイズの補償を、正帰還によってＳＱＵＩＤ
    ゲインを増すことによって行い、これによって、前記ワ
    イアの総合コンダクタンスを、前記ワイアに沿った熱伝
    導を無視できるほど充分小さく選択して、前記ケーブル
    布線が多数の予備のケーブルをも含むことができるよう
    にしたこと、 を特徴とする弱磁界測定デバイス。
  2. 【請求項２】 前記の自己支持形クロス接続モジュール
    （６）は、前記デュワー容器の底部及び壁に弾性的に寄
    り掛かっていること、を特徴とする請求項１に記載の弱
    磁界測定デバイス。
  3. 【請求項３】 前記クロス接続モジュール（６）は、前
    記デュワー容器の底部の形状に従った支持シェル（８）
    と、該支持シェル（８）に取り付けた前記センサ要素の
    コネクタ（１１）と、プリント回路基板（７）と、前記
    支持シェルと前記プリント回路基板との間の機械的な１
    つまたはそれ以上の接続要素（９）と、前記接続要素
    （４）に合ったコネクタと、必要な配線と、からなるこ
    と、を特徴とする請求項２に記載の弱磁界測定デバイ
    ス。
  4. 【請求項４】 前記の機械的接続要素（９）は、横断方
    向の切断部によって軸方向に弾性をもたせた円筒状シェ
    ルであり、さらに、前記シェル内に切断形成したばね
    （１６）の端部に小さな隆起部（１７）を有していて、
    前記挿入体を前記デュワー容器に対して側方に支持する
    こと、を特徴とする請求項３に記載の弱磁界測定デバイ
    ス。
  5. 【請求項５】 前記ネックプラグ（３）は、発泡プラス
    チックで作った放射シールド・プラグ（２０）とケーブ
    ル布線（２３）とコネクタ（２２）とを重ね合わせて形
    成した一体で自己支持形の部品であること、を特徴とす
    る請求項１に記載の弱磁界測定デバイス。
  6. 【請求項６】 前記ネック内の前記ケーブル布線（２
    ３）は、ツイストペア（２８）で作った１つまたは複数
    のフラット・リボンケーブルからなること、を特徴とす
    る請求項５に記載の弱磁界測定デバイス。
  7. 【請求項７】 前記フラット・リボンケーブルは、周囲
    の金属箔（２６）でシールドし、そして前記ネックプラ
    グ（３）の内側に重ね合わせたこと、を特徴とする請求
    項６に記載の弱磁界測定デバイス。
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