JP3084046B2 - 冷却装置を備える微弱磁界検出装置 - Google Patents
冷却装置を備える微弱磁界検出装置Info
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- JP3084046B2 JP3084046B2 JP02144077A JP14407790A JP3084046B2 JP 3084046 B2 JP3084046 B2 JP 3084046B2 JP 02144077 A JP02144077 A JP 02144077A JP 14407790 A JP14407790 A JP 14407790A JP 3084046 B2 JP3084046 B2 JP 3084046B2
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁束計を冷却しながら微弱な磁界を検出す
るための装置に関する。
るための装置に関する。
従来の技術 人間の脳、腕、眼球および心臓などの生体から発生さ
れる微弱な磁界の強さを検出するために、ピックアップ
コイルと超電導量子干渉素子とが組合わされて構成され
る磁束計が用いられ、この磁束計は、極低温の液化ガ
ス、たとえば液体ヘリウム中に浸漬される。
れる微弱な磁界の強さを検出するために、ピックアップ
コイルと超電導量子干渉素子とが組合わされて構成され
る磁束計が用いられ、この磁束計は、極低温の液化ガ
ス、たとえば液体ヘリウム中に浸漬される。
或る先行技術では、液体ヘリウムが蒸発したガスを再
凝縮するための再凝縮器と、その再凝縮器との間で熱媒
体を循環する冷凍機本体とが、前記液化ガスが貯留され
ている容器の気相部に設けられる。
凝縮するための再凝縮器と、その再凝縮器との間で熱媒
体を循環する冷凍機本体とが、前記液化ガスが貯留され
ている容器の気相部に設けられる。
このような先行技術では、冷凍機本体にモータが備え
られ、そのモータは強磁性材料を含むので、磁束計によ
って、生体などから発生される微弱な磁界の強さを高精
度に検出することができないという大きな問題を有して
いる。
られ、そのモータは強磁性材料を含むので、磁束計によ
って、生体などから発生される微弱な磁界の強さを高精
度に検出することができないという大きな問題を有して
いる。
発明が解決すべき課題 本発明の目的は、冷凍機本体が磁束計に与える悪影響
を充分に小さくして微弱な磁界の強さを高精度で測定す
ることができるようにした、磁界を検出するピックアッ
プコイルと超電導量子干渉素子とを電磁結合して構成さ
れる磁束計からなり、かつ冷却装置を備える微弱磁界検
出装置を提供することである。
を充分に小さくして微弱な磁界の強さを高精度で測定す
ることができるようにした、磁界を検出するピックアッ
プコイルと超電導量子干渉素子とを電磁結合して構成さ
れる磁束計からなり、かつ冷却装置を備える微弱磁界検
出装置を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、液化ガスを部分的に貯留する容器を備え、 磁界を検出するピックアップコイルと超電導量子干渉
素子とを電磁結合して構成される磁束計を、前記液化ガ
ス中に浸漬し、さらに、 前記容器内の気相部で、ピックアップコイルの検出領
域からずれた位置に配置される再凝縮器と、 前記容器内の気相部で、再凝縮器に接続され、容器の
外に延び、熱媒体を輸送する輸送管と、 輸送管が容器を挿通する部分に設けられる防振装置
と、 容器の外部に設けられ、輸送管に接続され、熱媒体を
冷却する冷凍機本体とを含むことを特徴とする冷却装置
を備える微弱磁界検出装置である。
素子とを電磁結合して構成される磁束計を、前記液化ガ
ス中に浸漬し、さらに、 前記容器内の気相部で、ピックアップコイルの検出領
域からずれた位置に配置される再凝縮器と、 前記容器内の気相部で、再凝縮器に接続され、容器の
外に延び、熱媒体を輸送する輸送管と、 輸送管が容器を挿通する部分に設けられる防振装置
と、 容器の外部に設けられ、輸送管に接続され、熱媒体を
冷却する冷凍機本体とを含むことを特徴とする冷却装置
を備える微弱磁界検出装置である。
また本発明は、冷凍機本体が、容器の外部で、1.5m以
上離れた位置に設けられたことを特徴とする。
上離れた位置に設けられたことを特徴とする。
また本発明は、冷凍機本体が、強磁性材料製壁によっ
て磁気シールドされて形成された部屋に設けられている
ことを特徴とする。
て磁気シールドされて形成された部屋に設けられている
ことを特徴とする。
作用 本発明に従えば、容器内に部分的に貯留された液化ガ
ス内に、ピックアップコイルと超電導量子干渉素子とを
電磁結合して構成される磁束計を浸漬し、容器内の気相
部に再凝縮器を設け、容器の外部には冷凍機本体を設
け、冷凍機本体からの冷却された熱媒体を再凝縮器に輸
送管によって導き、この再凝縮器は、ピックアップコイ
ルの検出領域からずれた位置に配置される。冷凍機本体
から輸送管を介して伝わる振動は、輸送管が容器を挿通
する部分に設けられる防振装置によって容器内への伝達
を防ぐことができるので、磁束計、特にピックアップコ
イルと超電導量子干渉素子との間の電磁結合部への悪影
響を防ぐことができる。
ス内に、ピックアップコイルと超電導量子干渉素子とを
電磁結合して構成される磁束計を浸漬し、容器内の気相
部に再凝縮器を設け、容器の外部には冷凍機本体を設
け、冷凍機本体からの冷却された熱媒体を再凝縮器に輸
送管によって導き、この再凝縮器は、ピックアップコイ
ルの検出領域からずれた位置に配置される。冷凍機本体
から輸送管を介して伝わる振動は、輸送管が容器を挿通
する部分に設けられる防振装置によって容器内への伝達
を防ぐことができるので、磁束計、特にピックアップコ
イルと超電導量子干渉素子との間の電磁結合部への悪影
響を防ぐことができる。
また再凝縮器は、非磁性材料、たとえばアルミニウム
などの材料から成り、磁束計への悪影響を可及的に防ぐ
ことができるようにし、しかもこの再凝縮器を、ピック
アップコイルの検出領域がずれた位置に配置し、これに
よって再凝縮器による磁束計への悪影響を一層なくすこ
とを可能にしている。
などの材料から成り、磁束計への悪影響を可及的に防ぐ
ことができるようにし、しかもこの再凝縮器を、ピック
アップコイルの検出領域がずれた位置に配置し、これに
よって再凝縮器による磁束計への悪影響を一層なくすこ
とを可能にしている。
また本発明に従えば、強磁性材料を含む冷凍機本体
は、輸送管によって磁束計から1.5m以上離れた容器の外
部の位置に設けることができるので、その強磁性材料に
よる磁束計への悪影響を防ぐことができる。
は、輸送管によって磁束計から1.5m以上離れた容器の外
部の位置に設けることができるので、その強磁性材料に
よる磁束計への悪影響を防ぐことができる。
また本発明に従えば、冷凍機本体が強磁性材料製壁に
よって磁気シールドされた部屋に設けられるので、磁束
計へ与える悪影響を防ぐことができる。
よって磁気シールドされた部屋に設けられるので、磁束
計へ与える悪影響を防ぐことができる。
実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図である。
人間などの被検体１の上方には、磁束計２が配置され
る。この磁束計２は、ピックアップコイル３と超電導量
子干渉素子４が電磁結合して構成される。容器５および
その容器５を塞ぐ天板11は、非磁性断熱材料、たとえば
ステンレス鋼および繊維強化プラスチックなどから成
り、この容器５に液化ガスである液体ヘリウム６が部分
的に貯留される。磁束計２は、この液体ヘリウム６に浸
漬される。容器５の気相部７には、再凝縮器８が設けら
れる。この再凝縮器８は、液体ヘリウム６が蒸発したヘ
リウムガスを冷却して再凝縮する。
人間などの被検体１の上方には、磁束計２が配置され
る。この磁束計２は、ピックアップコイル３と超電導量
子干渉素子４が電磁結合して構成される。容器５および
その容器５を塞ぐ天板11は、非磁性断熱材料、たとえば
ステンレス鋼および繊維強化プラスチックなどから成
り、この容器５に液化ガスである液体ヘリウム６が部分
的に貯留される。磁束計２は、この液体ヘリウム６に浸
漬される。容器５の気相部７には、再凝縮器８が設けら
れる。この再凝縮器８は、液体ヘリウム６が蒸発したヘ
リウムガスを冷却して再凝縮する。
再凝縮器８は輸送管９を介して、冷凍機本体10に接続
される。輸送管９は、容器５の天板11を挿通し、容器５
の外に延びる。冷凍機本体10は、強磁性材料製壁12によ
って磁気シールドされて形成された部屋に設けられてい
る。すなわち、輸送管９を長くして、冷凍機本体10によ
る超電導量子干渉素子４への悪影響を防ぐようにしたの
で、この冷凍機本体10を、前記壁12によって磁気シール
ドされている部屋内に設けることが可能となる。
される。輸送管９は、容器５の天板11を挿通し、容器５
の外に延びる。冷凍機本体10は、強磁性材料製壁12によ
って磁気シールドされて形成された部屋に設けられてい
る。すなわち、輸送管９を長くして、冷凍機本体10によ
る超電導量子干渉素子４への悪影響を防ぐようにしたの
で、この冷凍機本体10を、前記壁12によって磁気シール
ドされている部屋内に設けることが可能となる。
再凝縮器８および輸送管９は非磁性材料、たとえばス
テンレス鋼などの材料から成る。冷凍機本体10は、たと
えばGM（Gifford−McMahon）冷凍機であり、バルブモー
タ13とディスプレーサ14とを含み、ディスプレーサ14
は、ヒータを備える第１段および第２段ヒートステイシ
ョンおよびリゼネレータなどを備え、たとえば20Kに冷
却された液体ヘリウムなどの熱媒体を、JT（Joule Thom
son）弁15によって膨張し、これによって得られる極低
温の液体ヘリウムを、輸送管９によって再凝縮器８に導
き、再凝縮器８からのヘリウムガスは、輸送管９を経て
冷凍機本体10に戻されて循環される。すなわちGM冷凍機
本体10において20K程度に冷却されたヘリウムガスは、J
T弁15を通過後、ジュールトムソン効果によって、液体
ヘリウムとなる。再凝縮器８において輸送管９からの熱
媒体である液体ヘリウムは、容器５内の気相部７のヘリ
ウムガスと熱交換して、その気相部７内のヘリウムガス
を冷却する。その後、再凝縮器８内の液体ヘリウムは、
気化してヘリウムガスとなって、輸送管９を辿って、再
び冷凍機本体10において冷却される。
テンレス鋼などの材料から成る。冷凍機本体10は、たと
えばGM（Gifford−McMahon）冷凍機であり、バルブモー
タ13とディスプレーサ14とを含み、ディスプレーサ14
は、ヒータを備える第１段および第２段ヒートステイシ
ョンおよびリゼネレータなどを備え、たとえば20Kに冷
却された液体ヘリウムなどの熱媒体を、JT（Joule Thom
son）弁15によって膨張し、これによって得られる極低
温の液体ヘリウムを、輸送管９によって再凝縮器８に導
き、再凝縮器８からのヘリウムガスは、輸送管９を経て
冷凍機本体10に戻されて循環される。すなわちGM冷凍機
本体10において20K程度に冷却されたヘリウムガスは、J
T弁15を通過後、ジュールトムソン効果によって、液体
ヘリウムとなる。再凝縮器８において輸送管９からの熱
媒体である液体ヘリウムは、容器５内の気相部７のヘリ
ウムガスと熱交換して、その気相部７内のヘリウムガス
を冷却する。その後、再凝縮器８内の液体ヘリウムは、
気化してヘリウムガスとなって、輸送管９を辿って、再
び冷凍機本体10において冷却される。
磁束計２の検出領域は参照符17で示されるとおりであ
り、この検出領域17からずれた位置に再凝縮器８が配置
される。これによって再凝縮器８が磁束計２に悪影響を
及ぼすことを防ぐ。
り、この検出領域17からずれた位置に再凝縮器８が配置
される。これによって再凝縮器８が磁束計２に悪影響を
及ぼすことを防ぐ。
輸送管９を比較的長くし、たとえば容器５から1.5m以
上離れた位置に冷凍機本体10を配置することによって、
その冷凍機本体10に備えられているバルブモータ13およ
びディスプレーサ14などに含まれている強磁性材料によ
る悪影響を、充分に小さくすることができる。この磁界
は、ビオサバールの法則に従って減衰し、したがって上
述のように、輸送管９を比較的長くすることによって、
冷凍機本体10の磁界による磁束計２への悪影響を上述の
ように充分に小さくすることができる。また冷凍機本体
10が非磁性材料から成るときにおいてもまた、輸送管９
を比較的長くすることによって、その冷凍機本体10が磁
束計に与える悪影響を充分に小さくすることができる。
輸送管９を比較的長くすることによって、冷凍機本体10
からの振動による悪影響を防ぐことができる。
上離れた位置に冷凍機本体10を配置することによって、
その冷凍機本体10に備えられているバルブモータ13およ
びディスプレーサ14などに含まれている強磁性材料によ
る悪影響を、充分に小さくすることができる。この磁界
は、ビオサバールの法則に従って減衰し、したがって上
述のように、輸送管９を比較的長くすることによって、
冷凍機本体10の磁界による磁束計２への悪影響を上述の
ように充分に小さくすることができる。また冷凍機本体
10が非磁性材料から成るときにおいてもまた、輸送管９
を比較的長くすることによって、その冷凍機本体10が磁
束計に与える悪影響を充分に小さくすることができる。
輸送管９を比較的長くすることによって、冷凍機本体10
からの振動による悪影響を防ぐことができる。
輸送管９が天板11を挿通する部分には、防振装置18が
設けられる。この防振装置18は、輸送管９の振動を天板
11、したがって容器５および磁束計２に伝達することを
防ぐ。
設けられる。この防振装置18は、輸送管９の振動を天板
11、したがって容器５および磁束計２に伝達することを
防ぐ。
第２図は、磁束計２の電気回路図である。ピックアッ
プコイル３は上下に複数個設けられる。このピックアッ
プコイル３は、コイル20によって超電導量子干渉素子４
に磁気結合される。超電導量子干渉素子４は、超電導リ
ングに１つまたは２つのジョセフソン結合を組合わせた
構成を有する。この超電導量子干渉素子４は共振回路21
のコイル22に電磁結合されて、その出力がライン23から
導出される。共振回路21には、高周波電源24が接続され
る。ピックアップコイル３のうちの最も下のコイル3a以
外の残余のコイルおよび超電導量子干渉素子４などは、
超電導材料から成るケース25内に収納されて磁気シール
ドされる。ピックアップコイル3aの検出領域17によって
検出される磁束は、コイル20によって電磁結合された超
電導量子干渉素子４に、逆起動力を発生させ、このこと
が共振回路21のコイル22によって検出されて、検出磁界
の強さに対応する電気信号がライン23に導出される。
プコイル３は上下に複数個設けられる。このピックアッ
プコイル３は、コイル20によって超電導量子干渉素子４
に磁気結合される。超電導量子干渉素子４は、超電導リ
ングに１つまたは２つのジョセフソン結合を組合わせた
構成を有する。この超電導量子干渉素子４は共振回路21
のコイル22に電磁結合されて、その出力がライン23から
導出される。共振回路21には、高周波電源24が接続され
る。ピックアップコイル３のうちの最も下のコイル3a以
外の残余のコイルおよび超電導量子干渉素子４などは、
超電導材料から成るケース25内に収納されて磁気シール
ドされる。ピックアップコイル3aの検出領域17によって
検出される磁束は、コイル20によって電磁結合された超
電導量子干渉素子４に、逆起動力を発生させ、このこと
が共振回路21のコイル22によって検出されて、検出磁界
の強さに対応する電気信号がライン23に導出される。
本件発明者の実験結果を述べる。第３図（１）は比較
例の実験結果を示している。容器５内に冷凍機本体10を
配置して被検体１として人間の心磁気を観察したとこ
ろ、雑音レベルがきわめて多く、心磁気を正確に検出す
ることが困難であった。
例の実験結果を示している。容器５内に冷凍機本体10を
配置して被検体１として人間の心磁気を観察したとこ
ろ、雑音レベルがきわめて多く、心磁気を正確に検出す
ることが困難であった。
これに対して、本発明に従い、輸送管９を比較的長く
して、容器５と冷凍機本体10との距離を1.6m以上とし、
第１図の実施例において、第３図（２）で示される心磁
気を観測することができた。これによって本発明によれ
ば、雑音レベルがきわめて少なく、高精度の心磁気の測
定をすることができることが確認された。
して、容器５と冷凍機本体10との距離を1.6m以上とし、
第１図の実施例において、第３図（２）で示される心磁
気を観測することができた。これによって本発明によれ
ば、雑音レベルがきわめて少なく、高精度の心磁気の測
定をすることができることが確認された。
発明の効果 以上のように本発明によれば、強磁性材料を含む冷凍
機本体を、輸送管を介して磁束計から離れた位置に設け
ておくことができるようになり、防振装置で振動の伝達
を防ぎ、また再凝縮器をピックアップコイルの検出領域
からずれた位置に配置することによって、微弱な磁界の
強さを、高精度で検出することが可能になる。
機本体を、輸送管を介して磁束計から離れた位置に設け
ておくことができるようになり、防振装置で振動の伝達
を防ぎ、また再凝縮器をピックアップコイルの検出領域
からずれた位置に配置することによって、微弱な磁界の
強さを、高精度で検出することが可能になる。
また本発明によれば、冷凍機本体を磁束計から1.5m以
上離して、悪影響を充分に小さくすることができる。
上離して、悪影響を充分に小さくすることができる。
また本発明によれば、冷凍機本体を磁気シールドされ
た部屋に設置して、磁束計に与える悪影響を防ぐことが
できる。
た部屋に設置して、磁束計に与える悪影響を防ぐことが
できる。
第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は磁
束計２の電気回路図、第３図は本件発明者の実験結果を
示す心磁図である。 １……被検体、２……磁束計、３……ピックアップコイ
ル、４……超電導量子干渉素子、５……容器、６……液
体ヘリウム、７……気相部、８……再凝縮器、９……輸
送管、10……冷凍機本体
束計２の電気回路図、第３図は本件発明者の実験結果を
示す心磁図である。 １……被検体、２……磁束計、３……ピックアップコイ
ル、４……超電導量子干渉素子、５……容器、６……液
体ヘリウム、７……気相部、８……再凝縮器、９……輸
送管、10……冷凍機本体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−155864（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−83476（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−6472（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 39/04 G01R 33/035
Claims (3)
- 【請求項１】液化ガスを部分的に貯留する容器を備え、 磁界を検出するピックアップコイルと超電導量子干渉素
子とを電磁結合して構成される磁束計を、前記液化ガス
中に浸漬し、さらに、 前記容器内の気相部で、ピックアップコイルの検出領域
からずれた位置に配置される再凝縮器と、 前記容器内の気相部で、再凝縮器に接続され、容器の外
に延び、熱媒体を輸送する輸送管と、 輸送管が容器を挿通する部分に設けられる防振装置と、 容器の外部に設けられ、輸送管に接続され、熱媒体を冷
却する冷凍機本体とを含むことを特徴とする冷却装置を
備える微弱磁界検出装置。 - 【請求項２】冷凍機本体が、容器の外部で、1.5m以上離
れた位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載の
冷却装置を備える微弱磁界検出装置。 - 【請求項３】冷凍機本体が、強磁性材料製壁によって磁
気シールドされて形成された部屋に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の微弱磁界検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02144077A JP3084046B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 冷却装置を備える微弱磁界検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02144077A JP3084046B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 冷却装置を備える微弱磁界検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437071A JPH0437071A (ja) | 1992-02-07 |
| JP3084046B2 true JP3084046B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=15353738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02144077A Expired - Fee Related JP3084046B2 (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 冷却装置を備える微弱磁界検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084046B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5506200A (en) * | 1992-02-06 | 1996-04-09 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Compact superconducting magnetometer having no vacuum insulation |
| JPH06109821A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-04-22 | Toyo Sanso Kk | Ｓｑｕｉｄ磁束計の測定プローブ冷却装置 |
| JP2006041259A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 冷却装置 |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP02144077A patent/JP3084046B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437071A (ja) | 1992-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |