JPH02302681A - Gradiometer - Google Patents

Gradiometer

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Publication number
JPH02302681A
JPH02302681A JP1127609A JP12760989A JPH02302681A JP H02302681 A JPH02302681 A JP H02302681A JP 1127609 A JP1127609 A JP 1127609A JP 12760989 A JP12760989 A JP 12760989A JP H02302681 A JPH02302681 A JP H02302681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic flux
input circuit
flux input
gradiometer
bobbin
Prior art date
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Pending
Application number
JP1127609A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Sata
健一 佐多
Naoki Fukui
直樹 福井
Tomoaki Ko
倫明 康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To shorten not only a vacuum drawing time by facilitating degassing but also the cooling time of a magnetic flux input circuit by supporting the superconductor coil of the magnetic flux input circuit by a support member composed of a non-magnetic material high in heat conductivity. CONSTITUTION:The superconductor coil of the magnetic flux input circuit 31 connected to a superconductive quantum interference element 30 is supported by a plurality of support members 35 composed of a non-magnetic material high in heat conductivity and a resin material is used only at the part around which a superconductor coil is wound in a small amount. When the magnetic flux input circuit is brought into contact with the cooler 25 of a freezer A to be directly cooled, since the superconductor coil is supported by the members 35 and the used resin material is little, degassing becomes easy and a vacuum drawing time can be shortened. Since the conduction of heat to the superconductor coil is accelerated by the members 35 high in heat conductivity, the coldness generated in the freezer A is efficiently conducted to the circuit 31 and the cooling efficiency of the circuit 31 is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、極低温レベルで超電導状態となる超電導量子
干渉素子(S Q U I D ; 5upercon
ductlve Quantum Inter4ere
nce Device )と該素子に接続される超電導
コイルからなる磁束入力回路とを備えたグラジオメータ
の改良に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is directed to a superconducting quantum interference device (S Q U I D ;
ductlve Quantum Inter4ere
nce Device) and a magnetic flux input circuit consisting of a superconducting coil connected to the element.

(従来の技術) 従来より、超電導デバイスの1つとして、ジョセフソン
効果を利用した超電導量子干渉素子が知られている。そ
して、この超電導量子干渉素子に超電導コイルからなる
磁束入力回路を接続することにより、例えば生体内に流
れる微小電流に伴う磁気等、極めて微弱な磁束を測定す
るようにしたグラジオメータを得ることができる。
(Prior Art) A superconducting quantum interference element that utilizes the Josephson effect has been known as one of the superconducting devices. By connecting a magnetic flux input circuit consisting of a superconducting coil to this superconducting quantum interference element, it is possible to obtain a gradiometer that can measure extremely weak magnetic flux, such as the magnetism associated with minute currents flowing within a living body. .

(発明が解決しようとする課題) ところで、このグラジオメータにおいては、超電導コイ
ルをベークライト等の樹脂材料からなる円筒状ボビンに
巻き付けて磁束入力回路を形成することが一般に行われ
ている。このような構造では、グラジオメータを液体ヘ
リウムに浸漬して極低温レベル(超電導状態となる温度
レベル)に冷却すると、グラジオメータの超電導要素た
る超電導量子干渉素子及び超電導コイルの双方を液体ヘ
リウムによって全体的に冷却できるので、さほど問題は
生じない。しかしながら、例えばグラジオメータをヘリ
ウム冷凍機等の冷凍機の冷却器に伝熱可能に接触させて
、該冷凍機からの熱伝導により直接的に冷却する場合に
は、上記磁束入力回路のボビンが樹脂材料であるので、
その脱ガスのために真空引きを長く行う必要がある。し
かも、この樹脂材料の熱容量が大きく、熱伝導率も低い
ので、磁束入力回路に対する冷却効率が低くなり、超電
導状態になるまでの冷却時間が長くなるという難がある
。特に、超電導量子干渉素子及び磁束入力回路を複数並
べて多チャンネルとする場合には上記問題がさらに顕著
となる。
(Problems to be Solved by the Invention) In this gradiometer, a magnetic flux input circuit is generally formed by winding a superconducting coil around a cylindrical bobbin made of a resin material such as Bakelite. In such a structure, when the gradiometer is immersed in liquid helium and cooled to an extremely low temperature level (the temperature level at which it becomes superconducting), both the superconducting quantum interference element and the superconducting coil, which are the superconducting elements of the gradiometer, are completely immersed in liquid helium. Since it can be cooled directly, there is no problem. However, for example, when the gradiometer is brought into contact with a cooler of a refrigerator such as a helium refrigerator so as to allow heat transfer, and the gradiometer is directly cooled by heat conduction from the refrigerator, the bobbin of the magnetic flux input circuit is made of resin. Since it is a material,
In order to degas the gas, it is necessary to continue evacuation for a long time. Furthermore, since this resin material has a large heat capacity and a low thermal conductivity, there is a problem that the cooling efficiency for the magnetic flux input circuit is low and the cooling time until the superconducting state is reached is long. In particular, when a plurality of superconducting quantum interference devices and magnetic flux input circuits are arranged to form a multichannel system, the above problem becomes even more remarkable.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主
たる目的は、上記グラジオメータにおける磁束入力回路
の構成を改良することにより、その脱ガスを容易化して
真空引きの時間を短縮するとともに、熱容量を小さくし
かつ熱伝導性を高めて、磁束入力回路の冷却時間を短縮
しようとすることにある。
The present invention has been made in view of the above, and its main purpose is to facilitate degassing and shorten the evacuation time by improving the configuration of the magnetic flux input circuit in the gradiometer. The objective is to shorten the cooling time of the magnetic flux input circuit by reducing the heat capacity and increasing the thermal conductivity.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、請求項(1)に係る発明で
は、極低温レベルで超電導状態となる超電導量子干渉素
子(30)と、該超電導量子干渉素子(30)に接続さ
れ、超電導コイル(31a)からなる磁束入力回路(3
1)とを備えたグラジオメータにおいて、上記超電導コ
イル(31a)を、熱伝導率の高い非磁性材料からなる
複数の支持部材(35)、 (35)、・・・により支
持する構成とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the invention according to claim (1) includes a superconducting quantum interference device (30) that becomes a superconducting state at an extremely low temperature level, and a superconducting quantum interference device (30) that becomes a superconducting state at an extremely low temperature level. A magnetic flux input circuit (30) consisting of a superconducting coil (31a) is connected to
1), the superconducting coil (31a) is supported by a plurality of supporting members (35), (35), . . . made of a non-magnetic material with high thermal conductivity.

また、請求項(2に係る発明では、超電導量子干渉素子
(30)及び磁束入力回路(31)を複数配設し、該複
数の磁束入力回路(31)、 (31)、・・・を超電
導コイル(31a)を通る平面に沿った方向に並設して
多チャンネル化する場合において、その1つの磁束入力
回路(31)の支持部材(35)、 (35)と、該磁
束入力回路(31)に隣接する磁束入力回路(31)の
支持部材(35)、 (35)とを共用させる。
In addition, in the invention according to claim (2), a plurality of superconducting quantum interference elements (30) and magnetic flux input circuits (31) are arranged, and the plurality of magnetic flux input circuits (31), (31), . . . When the coil (31a) is arranged in parallel in the direction along the plane passing through the coil (31a) to form multiple channels, the support members (35), (35) of one magnetic flux input circuit (31) and the magnetic flux input circuit (31) ) are shared with the supporting members (35), (35) of the magnetic flux input circuit (31) adjacent to the magnetic flux input circuit (31).

さらに、請求項(3)に係る発明では、樹脂材料を不要
として、脱ガス性及び冷却効率をさらに向上させるため
に、上記超電導コイル(31a)を、複数の支持部材(
35)、 (35)、・・・に直接巻き付けてループ状
に形成する。
Furthermore, in the invention according to claim (3), in order to eliminate the need for a resin material and further improve degassing properties and cooling efficiency, the superconducting coil (31a) is connected to a plurality of supporting members (
35), (35), ... to form a loop shape.

また、請求項(4)に係る発明では、超電導コイルを環
状のボビンに巻き付けた構造において、該ボビンに電気
伝導性の材料を用いる場合、そのボビンにグラジオメー
タの磁束all定に有害な渦電流のループが発生しない
ようにするために、ボビンにその一部を切り欠いてなる
スリットを形成し、該スリットに非電気伝導性材料を嵌
装する。
In addition, in the invention according to claim (4), in a structure in which a superconducting coil is wound around an annular bobbin, when an electrically conductive material is used for the bobbin, the bobbin has an eddy current that is harmful to the magnetic flux of the gradiometer. In order to prevent the occurrence of loops, a slit is formed by cutting out a portion of the bobbin, and a non-electrically conductive material is fitted into the slit.

(作用) 上記の構成により、請求項(1)に係る発明では、グラ
ジオメータ(B)の超電導コイル(31a)が熱伝導率
の高い非磁性材料からなる複数の支持部材(35)、 
(35)、・・・により支持された構造であるので、樹
脂材料は超電導コイル(31a)を巻き付ける部分だけ
使用して、その量を少なくでき、グラジオメータ(B)
を冷凍機(A)の冷却器(25)に伝熱可能に接触させ
て直接的に冷却する場合でも、樹脂材料の脱ガスが容易
になって真空引きの時間を短縮できる。しかも、上記支
持部材(35)により超電導コイル(31a)に対する
熱伝導が促進されるので、冷凍機(A)で発生した寒冷
が磁束入力回路(31)に効率よく伝達されることとな
り、よって磁束入力回路(31)の冷却効率を向上させ
てその冷却時間を短縮することができる。
(Function) With the above configuration, in the invention according to claim (1), the superconducting coil (31a) of the gradiometer (B) includes a plurality of support members (35) made of a non-magnetic material with high thermal conductivity,
Since the structure is supported by (35), ..., the amount of resin material can be reduced by using only the part around which the superconducting coil (31a) is wound, and the gradiometer (B)
Even when directly cooling the resin material by bringing it into contact with the cooler (25) of the refrigerator (A) in a heat transfer manner, the resin material can be easily degassed and the evacuation time can be shortened. Moreover, since the support member (35) promotes heat conduction to the superconducting coil (31a), the cold generated in the refrigerator (A) is efficiently transmitted to the magnetic flux input circuit (31), and the magnetic flux The cooling efficiency of the input circuit (31) can be improved and its cooling time can be shortened.

また、請求項(2+に係る発明では、グラジオメータ(
A)の複数の磁束入力回路(31)、 (31)、・・
・を超電導コイル(31a)を通る平面に沿った方向に
並設して多チャンネル化する場合、ある磁束入力回路(
31)の支持部材(35)、 (35)と、該磁束入力
回路(31)に隣接する磁束入力回路(31)の支持部
材(35)。
In addition, in the invention according to claim (2+), a gradiometer (
A) multiple magnetic flux input circuits (31), (31),...
・When creating multiple channels by arranging them in parallel in the direction along the plane passing through the superconducting coil (31a), a certain magnetic flux input circuit (
31) and the supporting member (35) of the magnetic flux input circuit (31) adjacent to the magnetic flux input circuit (31).

(35)とが共用されているので、その支持部材(35
)。
(35) is shared with the support member (35).
).

(35)の共用により磁束入力回路(31)、 (31
)同士を近接配置でき、磁束入力回路(31)の実装密
度を増大させることができる。
By sharing (35), magnetic flux input circuit (31), (31
) can be arranged close to each other, and the packaging density of the magnetic flux input circuit (31) can be increased.

また、請求項(3)に係る発明では、上記超電導コイル
(31a)を支持部材(35)に直接巻き付けるので、
そのコイル巻付は用の樹脂材料が不要となり、真空引き
時間及び冷却時間をさらに短縮することができる。
Further, in the invention according to claim (3), since the superconducting coil (31a) is directly wound around the support member (35),
The coil winding eliminates the need for a resin material, and the evacuation time and cooling time can be further shortened.

さらに、請求項(4)に係る発明では、超電導コイルを
環状のボビンに巻き付けた構造において、ボビン′のス
リットに非電気伝導性材料が嵌装されているので、ボビ
ンが電気伝導性の材料で構成されていても、そのボビン
に磁気誘導によって発生する電流はスリットの非電気伝
導性材料により遮断されて渦電流とならず、よってグラ
ジオメータの磁束i’l11定を安定して行うことがで
きる。
Furthermore, in the invention according to claim (4), in the structure in which the superconducting coil is wound around the annular bobbin, a non-electrically conductive material is fitted into the slit of the bobbin', so that the bobbin is made of an electrically conductive material. Even if the current is generated by magnetic induction in the bobbin, it is blocked by the non-electrically conductive material of the slit and does not become an eddy current, so that the magnetic flux of the gradiometer can be stably maintained. .

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図において、(A)は本発明の第1の実施例に係る
グラジオメータ(B)を冷却するための2元回路のヘリ
ウム冷凍機である。そして、冷凍機(^)は気密状に密
閉された真空容器(1)を有し、該真空容器(1)の内
部は真空状態に保たれ、この容器(1)内部にグラジオ
メータ(B)が収容されている。
In FIG. 1, (A) is a binary circuit helium refrigerator for cooling a gradiometer (B) according to a first embodiment of the present invention. The refrigerator (^) has a vacuum container (1) that is airtightly sealed, the inside of the vacuum container (1) is kept in a vacuum state, and a gradiometer (B) is installed inside this container (1). is accommodated.

また、上記真空容器(1)には予冷冷凍回路(2)の膨
張機(3)及びJ−7回路(16)の膨張ユニット(1
7)が取り付けられている。上記予冷冷凍回路(2)は
、G −M (ギフオード・マクマホン)サイクルの冷
凍機で構成されていて、J −7回路(16)における
ヘリウムガスを予冷するためにヘリウムガスを圧縮膨張
させるものであり、図外の予冷用圧縮機と上記膨張機(
3)とを閉回路に接続してなる。
In addition, the vacuum container (1) includes an expander (3) of the pre-cooling refrigeration circuit (2) and an expansion unit (1) of the J-7 circuit (16).
7) is installed. The pre-cooling refrigeration circuit (2) is composed of a G-M (Gifford-McMahon) cycle refrigerator, which compresses and expands helium gas in order to pre-cool the helium gas in the J-7 circuit (16). Yes, there is a pre-cooling compressor and the above expander (not shown).
3) are connected in a closed circuit.

上記膨張機(3)は真空容器(1)に対し振動を絶縁さ
れた状態で取り付けられている。この膨張機(3)は、
真空容器(1)の外側上面に配置されたケーシング(4
)と、該ケーシング(4)の下部に連設された2段構造
のシリンダ(13)とを有し、上記ケーシング(4)に
は予冷用圧縮機の吐出側に接続される高圧ガス入口(4
a)と、同吸入側に接続される低圧ガス出口(4b)と
が開口されている。また、上記シリンダ(13)は真空
容器(1)の土壁を貫通して容器(1)内に垂下してお
り、その大径部(13a)の下端部には55〜60にの
温度レベルに保持される第1ヒートステーシヨン(14
)が、また小径部(13b)の下端には上記第1ヒート
ステーシヨン(14)よりも低い15〜20にの温度レ
ベルに保持される第2ヒートステーシツン(15)がそ
れぞれ形成されている。
The expander (3) is attached to the vacuum container (1) in a vibration-insulated manner. This expander (3) is
A casing (4) placed on the outer upper surface of the vacuum container (1)
) and a two-stage cylinder (13) connected to the lower part of the casing (4), and the casing (4) has a high-pressure gas inlet ( 4
a) and a low pressure gas outlet (4b) connected to the suction side. Further, the cylinder (13) penetrates the earth wall of the vacuum container (1) and hangs down inside the container (1), and the lower end of its large diameter part (13a) has a temperature level of 55 to 60 degrees. The first heat station (14
), and a second heat station (15) which is maintained at a temperature level of 15 to 20 degrees lower than that of the first heat station (14) is formed at the lower end of the small diameter portion (13b).

そして、ここでは図示しないが、上記シリンダ(13)
内には、シリンダ(13)内に上記ヒートステーション
(14)、 (15)に対応する位置に膨張室を区画形
成するディスプレーサ(置換器)が往復動可能に嵌装さ
れている。一方、上記ケーシング(4)内には、回転す
る毎に開弁じて上記高圧ガス入口(4a)から流入した
ヘリウムガスを上記シリンダ(13)内の膨張室に供給
し又は膨張室内で膨張したヘリウムガスを低圧ガス出口
(4b)から排出するように切り換わるロータリバルブ
と、該ロークリバルブを駆動するバルブモータとが嵌装
されている。そして、膨張機(3)におけるロータリバ
ルブの開弁により高圧ヘリウムガスをシリンダ(13)
内の膨張室でサイモン膨張させて、その膨張に伴う温度
降下により極低温レベルの寒冷を発生させ、その寒冷を
シリンダ(13)における第1及び第2ヒートステーシ
ヨン(14)、 (15)にて保持する。よって、予冷
用圧縮機から吐出された高圧のヘリウムガスを膨張機(
3)に供給し、その膨張機(3)での断熱膨張によりヒ
ートステーション(14)、 (15)の温度を低下さ
せて、J−7回路(16)における後述の予冷器(22
)、 (23)を予冷するとともに、膨張した低圧ヘリ
ウムガスを圧縮機に戻して再圧縮するようにした閉回路
の予冷冷凍回路(2)が構成されている。
Although not shown here, the cylinder (13)
A displacer is reciprocatably fitted inside the cylinder (13) to define expansion chambers at positions corresponding to the heat stations (14) and (15). On the other hand, inside the casing (4), a valve is opened every time the casing rotates to supply helium gas flowing from the high-pressure gas inlet (4a) to the expansion chamber in the cylinder (13), or to supply helium gas expanded in the expansion chamber. A rotary valve that switches to discharge gas from the low-pressure gas outlet (4b) and a valve motor that drives the rotary valve are fitted. Then, by opening the rotary valve in the expander (3), high pressure helium gas is pumped into the cylinder (13).
Simon is expanded in the expansion chamber inside the cylinder, and the temperature drop associated with the expansion generates cryogenic cold, which is then transferred to the first and second heat stations (14) and (15) in the cylinder (13). Hold. Therefore, the high pressure helium gas discharged from the pre-cooling compressor is transferred to the expander (
3), and the temperature of the heat stations (14) and (15) is lowered by adiabatic expansion in the expander (3), and the precooler (22) described later in the J-7 circuit (16) is
), (23) and returns the expanded low pressure helium gas to the compressor for recompression. A closed precooling refrigeration circuit (2) is configured.

一方、上記J−T回路(16)は、極低温レベル(約4
K)の寒冷を発生させるためにヘリウムガスを圧縮して
ジュールトムソン膨張させる冷凍回路であって、ヘリウ
ムガスを圧縮するJ −T圧縮機(図示せず)と、その
圧縮されたヘリウムガスをジュールトムソン膨張させる
上記膨張ユニット(17)とを備えている。この膨張ユ
ニット(17)は上記真空容器(1)の外側上面に配置
された支持部(18)を有し、該支持部(1B)には上
記J −T圧縮機の吐出側に接続される高圧ガス入口(
18a)と、同吸入側に接続される低圧ガス出口(18
b)とが開口されている。また、支持部(lB)の下部
には、真空容器(1)の土壁を貫通して容器(1)内に
垂下する第1〜第3のJ −T熱交換器(19)〜(2
1)が連結されている。上記各J−T熱交換器(19)
〜(21)は1次側及び2次側をそれぞれ通過するヘリ
ウムガス間で互いに熱交換させるもので、第1J−T熱
交換器(19)の1次側は上記支持部(18)の高圧ガ
ス入口(18a)に接続されている。また、第1及び第
2のJ −T熱交換器(19)、 (20)の各1次側
同士は、上記膨張機(3)の第1ヒートステーシヨン(
14)外周に配置した熱交換器からなる第1予冷器(2
2)を介して接続されている。同様に、第2及び第3J
−T熱交換器(20)、 (21)の各1次側同士は、
膨張機(3)の第2ヒートステーシヨン(15)外周に
配置した熱交換器からなる第2予冷器(23)を介して
接続されている。さらに、上記第3J−T熱交換器(2
1)の1次側は、高圧のヘリウムガスをジュールトムソ
ン膨張させるJ−T弁(24)を介して冷却器(25)
に接続されている。上記J −T弁(24)は真空容器
(1)外から図外の操作ロッドによって開度が調整され
る。また、上記冷却器(25)は円筒状受検部材(2B
)の外周に沿って巻かれたコイル状の配管からなるもの
で、この構造によって冷却器(25)と受検部材(26
)が伝熱可能に接触している。また、受検部材(26)
の下端には受検プレート(27)が一体形成され、該プ
レート(27)の下面に上記グラジオメータ(B)が伝
熱可能に一体的に取り付けられている。
On the other hand, the above J-T circuit (16) operates at an extremely low temperature level (approximately 4
K) A refrigeration circuit that compresses helium gas and expands it by Joule-Thomson in order to generate cold air. The expansion unit (17) for Thomson expansion is provided. This expansion unit (17) has a support part (18) arranged on the outer upper surface of the vacuum container (1), and the support part (1B) is connected to the discharge side of the J-T compressor. High pressure gas inlet (
18a) and a low pressure gas outlet (18a) connected to the same suction side.
b) is open. In addition, at the lower part of the support part (1B), first to third J-T heat exchangers (19) to (2) penetrating the earthen wall of the vacuum container (1) and hanging down into the container (1) are installed.
1) are connected. Each of the above J-T heat exchangers (19)
- (21) are for exchanging heat between the helium gases passing through the primary side and the secondary side, respectively, and the primary side of the first J-T heat exchanger (19) is connected to the high pressure of the support part (18). It is connected to the gas inlet (18a). Further, the primary sides of the first and second J-T heat exchangers (19) and (20) are connected to the first heat station (
14) The first precooler (2
2). Similarly, the second and third J
-The primary sides of the T heat exchangers (20) and (21) are
The second heat station (15) of the expander (3) is connected via a second precooler (23) consisting of a heat exchanger disposed around the outer periphery of the second heat station (15). Furthermore, the third J-T heat exchanger (2
The primary side of 1) is connected to a cooler (25) via a J-T valve (24) that expands high-pressure helium gas.
It is connected to the. The opening degree of the J-T valve (24) is adjusted from outside the vacuum vessel (1) by an operating rod (not shown). In addition, the cooler (25) is a cylindrical test member (2B).
) consists of a coil-shaped pipe wound along the outer periphery of the cooler (25) and the member to be inspected (26).
) are in heat transferable contact. In addition, inspected parts (26)
A testing plate (27) is integrally formed at the lower end of the test plate (27), and the gradiometer (B) is integrally attached to the lower surface of the plate (27) so as to allow heat transfer.

さらに、上記冷却器(25)は上記第3及び第21−T
熱交換器(21)、 (2G)の各2次側を経て第1J
−T熱交換器(19)の2次側に接続され、該第1J−
T熱交換器(19)の2次側は上記支持部(18)の低
圧ガス出口(18b)に接続されている。よって、J−
1回路(1B)では、J−T圧縮機によりヘリウムガス
を高圧に圧縮して真空容器(1)側に供給し、それを真
空容器(1)の第1〜第3のJ −T熱交換器(19)
〜(21)において圧縮機側に戻る低温低圧のヘリウム
ガスと熱交換させるとともに、第1及び第2予冷器(2
2)、 (23)でそれぞれ膨張機(3)の第1及び第
2ヒートステージシン(14)、  (15)と熱交換
させて冷却したのち、J −T弁(24)でジュールト
ムソン膨張させて冷却器(25)で1気圧、約4にの気
液混合状態のヘリウムとなし、このヘリウムの蒸発潜熱
により受検部材(2B)、受検プレート(27)及びそ
れに接触するグラジオメータ(B)を極低温レベル(約
4K)に冷却し、しかる後、上記膨張によって低圧とな
ったヘリウムガスを第1〜第37−T熱交換器(19)
〜(21)の各2次側を通してJ−T圧縮機に吸入させ
て再圧縮するよう、に構成されている。
Furthermore, the said cooler (25) is the said 3rd and 21st-T
1J via each secondary side of heat exchanger (21) and (2G)
- Connected to the secondary side of the T heat exchanger (19), and the first J-
The secondary side of the T heat exchanger (19) is connected to the low pressure gas outlet (18b) of the support section (18). Therefore, J-
In the first circuit (1B), helium gas is compressed to high pressure by a J-T compressor and supplied to the vacuum vessel (1) side, and is then transferred to the first to third J-T heat exchangers of the vacuum vessel (1). Vessel (19)
In ~(21), heat is exchanged with the low-temperature, low-pressure helium gas that returns to the compressor side, and the first and second precoolers (2
After being cooled by heat exchange with the first and second heat stage sinks (14) and (15) of the expander (3) in 2) and (23), respectively, it is expanded by Joule-Thomson in the J-T valve (24). The helium is heated to 1 atm in the cooler (25) and becomes a gas-liquid mixture of about 4.5 m, and the latent heat of vaporization of this helium causes the test member (2B), the test plate (27), and the gradiometer (B) in contact with it to be heated. The helium gas is cooled to an extremely low temperature level (approximately 4K), and then the helium gas, which has become low pressure due to the expansion, is transferred to the first to 37th-T heat exchangers (19).
~ (21) through each secondary side to be sucked into the J-T compressor and recompressed.

上記グラジオメータ(B)は、極低温レベルで超電導状
態となる9つの超電導量子干渉素子(30)。
The gradiometer (B) has nine superconducting quantum interference elements (30) that become superconducting at extremely low temperatures.

(30)、・・・と、該超電導量子干渉素子(30)、
 、 (30)・・・にそれぞれ接続される同数の磁束
入力回路(31)。
(30), ... and the superconducting quantum interference device (30),
, (30)..., the same number of magnetic flux input circuits (31) connected to each other.

(31)、・・・とを備えてなり、上記各磁束入力回路
(31)は、第3図に示すように、同一直線上に配置さ
れた4つの超電導コイル(31a) 、 (31a) 
、・・・を電流が逆方向に流れるよう直列に接続してな
る2回差動形のもので構成されている。
(31), ..., and each magnetic flux input circuit (31) has four superconducting coils (31a), (31a) arranged on the same straight line, as shown in FIG.
, . . . are connected in series so that the current flows in opposite directions.

そして、本発明の特徴として、第1図及び第2図に示す
ように、上記磁束入力回路(31)を構成する各超電導
コイル(31a)は矩形板状のボビン(32)に巻き付
けられている。このボビン(32)はベークライト等、
非磁性で非電気伝導性の材料からなり、その中心には上
下面間を貫通する中心孔(33)が形成されている。ま
た、ボビン(32)の下面には中心孔(33)の周りに
リング状のコイル巻付部(32a)が形成され、このコ
イル巻付部(32a)の外周に超電導コイル(3,1a
)がループ状に巻き付けられている。
As a feature of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, each superconducting coil (31a) constituting the magnetic flux input circuit (31) is wound around a rectangular plate-shaped bobbin (32). . This bobbin (32) is made of Bakelite, etc.
It is made of a non-magnetic and non-electrically conductive material, and has a central hole (33) formed in its center that passes between the upper and lower surfaces. Further, a ring-shaped coil winding part (32a) is formed around the center hole (33) on the lower surface of the bobbin (32), and superconducting coils (3, 1a) are formed around the outer periphery of this coil winding part (32a).
) is wrapped in a loop.

そして、このボビン(32)と該ボビン(32)に巻き
付けられた超電導コイル(31a)とでコイルユニット
(34)が構成されている。
A coil unit (34) is constituted by this bobbin (32) and a superconducting coil (31a) wound around the bobbin (32).

さらに、ボビン(32)の隅角部にはアルミニウムや銅
等、熱伝導率の高い非磁性材料からなる支持部材として
の4本の支柱(35)、 (35)、・・・が貫通され
て固定され、この各支柱(35)の上端部は円板状プレ
ート(37)に固定され、このプレート(37)は上記
冷凍機(A)の受検プレート(27)に伝熱可能に取り
付けられている。よって、上記各コイルユニット(34
)の超電導コイル(31a)は熱伝導率の高い非磁性材
料からなる4本の支柱(35)、 (35)、・・・に
より支持されている。そして、第1図に示すように、上
記4つのコイルユニット(34)、 (34)、・・・
のうちの1つは支柱(35)、 (35)、・・・の下
端に、他の1つは支柱(35)、 ((5)、・・・の
上下中間に、さらに残りの2つは互いに近接した状態で
上記上下のコイルユニット(34)、 (34)間の支
柱(35)、 (35)、・・・にそれぞれ支持されて
おり、このフィルユニット(34)。
Furthermore, four support columns (35), (35), etc. made of non-magnetic materials with high thermal conductivity such as aluminum and copper are penetrated into the corners of the bobbin (32). The upper end of each support column (35) is fixed to a disc-shaped plate (37), and this plate (37) is attached to the inspection plate (27) of the refrigerator (A) so that heat can be transferred thereto. There is. Therefore, each of the above coil units (34
The superconducting coil (31a) of ) is supported by four pillars (35), (35), . . . made of a non-magnetic material with high thermal conductivity. As shown in FIG. 1, the four coil units (34), (34),...
One of them is at the bottom end of the pillars (35), (35), ..., the other one is in the upper and lower middle of the pillars (35), ((5), ..., and the remaining two are supported by the pillars (35), (35), .

(34)、 −・・の超電導コイル(31a) 、 (
31a) 、 −を第3図に示す如く直列に接続するこ
とで磁束入力回路(31)が構成されている。
(34), -... superconducting coil (31a), (
31a) and - are connected in series as shown in FIG. 3 to constitute a magnetic flux input circuit (31).

そして、上記9つの磁束入力回路(31)、 (31)
And the above nine magnetic flux input circuits (31), (31)
.

・・・は、第2図に示すように各々の超電導コイル(3
1a)を通る平面に沿った方向(水平方向)に縦横3列
ずつ並んで配置されており、1つの磁束入力回路(31
)における各コイルユニット(34)の2本の支柱(3
5)、 (35)と、該磁束入力回路(31)に隣接す
る磁束入力回路(31)における各コイルユニット(3
4)の支柱(35)、 (35)とは共用されている。
... is for each superconducting coil (3
1a) are arranged in 3 rows and 3 rows in the direction (horizontal direction), and one magnetic flux input circuit (31
) of each coil unit (34).
5), (35) and each coil unit (3) in the magnetic flux input circuit (31) adjacent to the magnetic flux input circuit (31).
It is shared with pillars (35) and (35) in 4).

次に、上記実施例の作用について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

ヘリウム冷凍機(A)の運転に伴ってグラジオメータ(
B)が冷却され、そのグラジオメータ(B)の温度が極
低温レベル(約4K)まで降下すると、該グラジオメー
タ(B)が作動状態になる。
The gradiometer (
Once B) is cooled and the temperature of the gradiometer (B) drops to cryogenic levels (approximately 4K), the gradiometer (B) becomes operational.

すなわち、まず、予冷冷凍回路(2)及びJ −7回路
(16)の各圧縮機が起動されてヘリウム冷凍機(A)
が定常運転状態になると、予冷冷凍回路(2)における
膨張機(3)で予冷用圧縮機から供給された高圧のヘリ
ウムガスが膨張し、このガスの膨張に伴う温度降下によ
りシリンダ(13)の第1ヒートステーシヨン(14)
が55〜60にの温度レベルに、また第2ヒートステー
シヨン(15)が15〜20にの温度レベルにそれぞれ
冷却される。
That is, first, the compressors of the pre-cooling refrigeration circuit (2) and the J-7 circuit (16) are started, and the helium refrigerator (A) is activated.
When the is in steady operation, the high pressure helium gas supplied from the precooling compressor expands in the expander (3) in the precooling refrigeration circuit (2), and the temperature drop accompanying the expansion of this gas causes the cylinder (13) to cool down. 1st heat station (14)
is cooled to a temperature level of 55-60°C, and the second heat station (15) to a temperature level of 15-20°C.

一方、これと同時に、J−7回路(18)では、圧縮機
から吐出された高圧のヘリウムガスが真空容器(1)側
に供給され、この真空容器(1)側に供給された高圧ヘ
リウムガスは、支持部(1B)の高圧ガス入口(18a
)から第1J−T熱交換器(19)の1次側に入り、そ
こで圧縮機側へ戻る2次側の低圧ヘリウムガスと熱交換
されて常温300Kから約70Kまで冷却され、その後
、上記膨張機(3)の55〜60Kに冷却されている第
1ヒートステーシヨン(14)外周の第1予冷器(22
)に入って約55Kまで冷却される。この冷却されたガ
スは第2J−T熱交換器(20)の1次側に入って、同
様に2次側の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約20
Kまで冷却された後、膨張機(3)の15〜20Kに冷
却されている第2ヒートステーシヨン(15)外周の第
2予冷器(28)に入って約15Kまで冷却される。
On the other hand, at the same time, in the J-7 circuit (18), high pressure helium gas discharged from the compressor is supplied to the vacuum container (1) side, and high pressure helium gas supplied to the vacuum container (1) side. is the high pressure gas inlet (18a) of the support part (1B).
) enters the primary side of the first J-T heat exchanger (19), where it exchanges heat with the low-pressure helium gas on the secondary side that returns to the compressor side and is cooled from room temperature 300K to approximately 70K, and then the expansion The first precooler (22
) and cooled to about 55K. This cooled gas enters the primary side of the second J-T heat exchanger (20), and is similarly heat-exchanged with the low-pressure helium gas on the secondary side.
After being cooled to K, it enters the second precooler (28) on the outer periphery of the second heat station (15), which is cooled to 15-20K in the expander (3), and is cooled to about 15K.

さらに、ガスは第3J−T熱交換器(21)の1次側に
入って2次側の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約5
Kまで冷却され、しかる後にJ −T弁(24)に至る
。このJ−T弁(24)では高圧ヘリウムガスは絞られ
てジュールトムソン膨張し、1気圧、約4にの気液混合
状態のヘリウムとなってJ −T弁(24)下流の冷却
器(25)へ供給される。そして、この冷却器(25)
において、上記気液混合状態のヘリウムにおける液部分
の蒸発潜熱により受検部材(2G)及び受検プレート(
27)が冷却される。この受検プレート(27)が冷却
されると、該受検プレート(27)に伝熱可能に接触し
ているグラジオメータ(B)の超電導量子干渉素子(3
0)及び磁束入力回路(31)も冷却される。
Furthermore, the gas enters the primary side of the third J-T heat exchanger (21) and undergoes heat exchange with the low pressure helium gas on the secondary side.
It is cooled down to K and then reaches the J-T valve (24). In this J-T valve (24), the high-pressure helium gas is throttled and expanded by Joule-Thomson, becoming helium in a gas-liquid mixture state of 1 atm and approximately 400 ml. ). And this cooler (25)
, due to the latent heat of vaporization of the liquid portion of the helium in the gas-liquid mixed state, the inspection member (2G) and the inspection plate (
27) is cooled. When this test plate (27) is cooled, the superconducting quantum interference element (3) of the gradiometer (B) which is in contact with the test plate (27) in a heat transferable manner
0) and the magnetic flux input circuit (31) are also cooled.

そして、上記蒸発した低圧ヘリウムガスは冷却器(25
)から第3J−T熱交換器(21)の2次側に戻ってそ
の間に約4にの飽和ガスとなり、このヘリウムガスは第
2及び第1J−T熱交換器(20)、 (19)の2次
側を通って順に1次側の高圧ヘリウムガスを冷却しなが
ら最後に約300K (室温)まで温度上昇し、しかる
後、支持部(1B)の低圧ガス出口(18b)から圧縮
機の吸入側へ戻る。以上で予冷冷凍回路(2)及びJ−
7回路(16)の1サイクルが終了し、以後、同様なサ
イクルが繰り返されて冷凍機(A)の冷凍運転が行われ
る。このような冷凍運転の継続によりグラジオメータ(
8)の温度が極低温レベル(作動温度レベル)に向かっ
て降下し、その極低温レベルへの到達の後にグラジオメ
ータ(B)が作動状態となる。
Then, the evaporated low-pressure helium gas is transferred to a cooler (25
) returns to the secondary side of the third J-T heat exchanger (21), during which time it becomes a saturated gas of about 4 ml, and this helium gas flows into the second and first J-T heat exchangers (20), (19). The high-pressure helium gas on the primary side is sequentially cooled down to about 300K (room temperature) through the secondary side of the compressor. Return to the suction side. The above completes the pre-cooling refrigeration circuit (2) and J-
One cycle of the seven circuits (16) is completed, and thereafter, similar cycles are repeated to perform the refrigeration operation of the refrigerator (A). Due to the continuation of such refrigeration operation, the gradiometer (
The temperature of 8) falls towards the cryogenic level (operating temperature level) and after reaching the cryogenic level the gradiometer (B) becomes operational.

この実施例の場合、グラジオメータ(B)における各磁
束入力回路(31)の超電導コイル(31a)を巻き付
けたコイルユニット(34)が4本の支柱(35)。
In this embodiment, the coil unit (34) around which the superconducting coil (31a) of each magnetic flux input circuit (31) in the gradiometer (B) is wound is arranged on four pillars (35).

(35)、・・・により支持され、これら支柱(35)
、 (35)。
(35),... are supported by these pillars (35)
, (35).

・・・は冷凍機(A)の冷却器(25)により冷却され
る受検プレート(27)に伝熱可能に接触しているので
、樹脂材料は超電導コイルを巻き付けるボビン(32)
だけで済み、その樹脂材料の使用量を少なくできる。そ
の結果、グラジオメータ(B)を冷凍機(A)で冷却す
る場合でも、樹脂材料の脱ガスが容易になり、冷凍機(
A)の運転前に真空容器(1)内から空気を吸引すると
きの真空引きの時間を短縮できる。しかも、上記各支柱
(35)は熱伝導率の高い非磁性材料からなるものであ
るので、この支柱(35)により超電導コイル(31a
)に対する熱伝導が促進され、冷凍機(A)の冷却器(
25)で発生した寒冷が磁束入力回路(3I)に効率よ
く伝達されることとなり、よって磁束入力回路(31)
の冷却効率を向上させてその冷却時間を短縮することが
できる。
... is in contact with the inspection plate (27), which is cooled by the cooler (25) of the refrigerator (A), in a heat transferable manner, so the resin material is connected to the bobbin (32) around which the superconducting coil is wound.
The amount of resin material used can be reduced. As a result, even when the gradiometer (B) is cooled with the refrigerator (A), the resin material can be easily degassed, and the refrigerator (
The evacuation time when sucking air from inside the vacuum container (1) before operation A) can be shortened. Furthermore, since each of the above-mentioned pillars (35) is made of a non-magnetic material with high thermal conductivity, the superconducting coil (31a) is
) of the refrigerator (A) is promoted.
The cold generated in step 25) is efficiently transmitted to the magnetic flux input circuit (3I), and therefore the magnetic flux input circuit (31)
It is possible to improve the cooling efficiency and shorten the cooling time.

さらに、1つの磁束入力回路(31)の支柱(35)。Additionally, a strut (35) of one flux input circuit (31).

(35)と、該磁束入力回路(31)に隣接する磁束入
力回路(31)の支柱(35)、 (35)とが共用さ
れているので、その支柱(35)、 (35)の共用に
より磁束入力回路(31)、 (31)同士を近接配置
でき、多チャンネル化する場合であっても、磁束入力回
路(31)、 (31)。
(35) and the pillars (35), (35) of the magnetic flux input circuit (31) adjacent to the magnetic flux input circuit (31) are shared. The magnetic flux input circuits (31), (31) can be placed close to each other, and even in the case of multi-channeling, the magnetic flux input circuits (31), (31).

・・・の実装密度を増大させることができる。特に、超
電導コイル(31a)で囲まれる円形状スペースの面積
を大きくすると、グラジオメータ(B)の感度を上昇さ
せることができるが、その場合でも磁束入力回路(31
)の配置スペースを小さくすることができる。
The packaging density of ... can be increased. In particular, if the area of the circular space surrounded by the superconducting coil (31a) is increased, the sensitivity of the gradiometer (B) can be increased; however, even in this case, the magnetic flux input circuit (31a)
) can reduce the installation space.

また、上記各磁束入力回路(31)を構成する4つの超
電導コイル(31a) 、 (31a) 、・・・の各
々がそれぞれボビン(32)に巻き付けられてユニット
化されているので、磁束の種類や大きさが異なる場合、
それに応じてコイルユニット(34)を必要な数だけ用
意してそれらを目的に応じて組み合わせ、そのコイルユ
ニット(34)の位置や使用個数を調節してコイル(3
1a)を直列に接続するだけで済み、その手間を大幅に
軽減することができる。
In addition, since each of the four superconducting coils (31a), (31a), . or if the size is different,
Accordingly, prepare the required number of coil units (34), combine them according to the purpose, adjust the position and number of the coil units (34), and adjust the coil units (34).
It is only necessary to connect 1a) in series, which greatly reduces the effort.

加えて、上記各支柱(35)及びボビン(32)は非磁
性のものであるので、グラジオメータ(B)により磁束
を検出する際の磁気の影響が少なく、微弱磁束でも安定
して検出することができる。
In addition, since the above-mentioned pillars (35) and bobbin (32) are non-magnetic, there is little magnetic influence when detecting magnetic flux with the gradiometer (B), and even weak magnetic flux can be stably detected. I can do it.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の他の変形実施例を包含するものである。例えば、上
記実施例の構成において、各磁束入力回路(31)のコ
イルユニット(34)におけるボビン(32)にその一
部を切り欠いてなるスリットを形成して、該スリットに
非電気伝導性材料を嵌装してもよい。その場合、ボビン
(32)が電気伝導性の材料で構成されていても、その
ボビン(32)に磁気誘導によって発生する電流はスリ
ットの非電気伝導性材料により遮断されて渦電流ループ
を防止でき、よってグラジオメータ(B)の磁束測定を
安定して社うことかできる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, but includes various other modified embodiments. For example, in the configuration of the above embodiment, a slit is formed by cutting out a part of the bobbin (32) in the coil unit (34) of each magnetic flux input circuit (31), and a non-electrically conductive material is formed in the slit. may be fitted. In that case, even if the bobbin (32) is made of an electrically conductive material, the current generated in the bobbin (32) by magnetic induction is blocked by the non-electrically conductive material of the slit, preventing an eddy current loop. Therefore, the magnetic flux measurement of the gradiometer (B) can be carried out stably.

また、上記実施例では、9つの磁束入力回路(31)、
 (31)、・・・を縦横に並べて9チヤンネル化を行
っているが、磁束入力回路(31)の数を増減し、又は
その配置を変えることもできる。すなわち、第4図は本
発明の第2実施例を示しく尚、第2図と同じ部分につい
ては同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、こ
の実施例では、6つの磁束入力回路(31)、 (31
)、・・・を備えた6チヤンネルのグラジオメータ(B
)であり、略正6角形状のボビン(32)に6つの貫通
孔(33”) 、 (33’ ) 、・・・がボビン(
32)中央を中心とする同心円周上位置に等間隔(60
@間隔)をあけて形成され、その各コイル巻付は部(3
2a)に超電導コイル(31a)が巻き付けられている
。したがって、この実施例では、複数の磁束入力回路(
31)、 (31)、・・・を円形状に配置する場合に
有効である。
Further, in the above embodiment, nine magnetic flux input circuits (31),
Although (31), . That is, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. Circuit (31), (31
),... 6-channel gradiometer (B
), and the bobbin (32) has a substantially regular hexagonal shape and has six through holes (33"), (33'),...
32) At equal intervals (60
The windings of each coil are spaced apart from each other (3 intervals).
A superconducting coil (31a) is wound around 2a). Therefore, in this example, multiple flux input circuits (
This is effective when arranging 31), (31), . . . in a circular shape.

第5図及び第6図は第3実施例を示し、この実施例では
、5チヤンネルのグラジオメータ(B)において、各コ
イルユニット(34)のボビン(32)は矩形板状のも
のであるが、5つの磁束入力回路(31)。
FIGS. 5 and 6 show a third embodiment. In this embodiment, in a 5-channel gradiometer (B), the bobbin (32) of each coil unit (34) is of a rectangular plate shape. , five magnetic flux input circuits (31).

(31)、・・・のコイルユニット(34)、 (34
)、・・・は下方から見て十字形状に並べられ、かつ第
5図に示す如く周囲の4つの磁束入力回路(31)、 
(31)、・・・の各支柱(35)は上方に向かうに従
って中央の磁束入力回路(31)の各支柱(35)から
離れるように傾斜されている。このように磁束入力回路
(31)、 (31)。
(31), ... coil unit (34), (34
), . . . are arranged in a cross shape when viewed from below, and as shown in FIG. 5, the surrounding four magnetic flux input circuits (31),
The pillars (35) of (31), . . . are inclined upwardly away from the pillars (35) of the central magnetic flux input circuit (31). In this way, the magnetic flux input circuit (31), (31).

・・・を配置することにより、磁束入力回路(31)、
 (31a)、・・・の下方には略半球状のスペースが
形成されることとなり、このスペースを例えば人間の脳
波に伴う磁束を測定する場合に頭部の収容スペースとす
ることができる。
By arranging..., the magnetic flux input circuit (31),
A substantially hemispherical space is formed below (31a), . . . , and this space can be used as a space for accommodating the head, for example, when measuring magnetic flux associated with human brain waves.

また、第7図及び第8図は第4実施例を示し、この実施
例では、受検プレート(27)の下面において正方形の
隅角位置に4本の支柱(35)、 (35)、・・・が
立設されており、これらの支柱(35)、 (35)、
・・・に4本の超電導コイル(31a) 、 (31a
) 、・・・の各々が直接巻き付けられて矩形ループ状
に形成されている。また、支柱(35)、 (35)間
には支柱(35)、 (35)同士の間隔調整等のため
に方形板状のベークライトからなるスペーサ(1B)、
 (3B)が介設されている。
Moreover, FIGS. 7 and 8 show a fourth embodiment, and in this embodiment, four pillars (35), (35), .・These pillars (35), (35),
... four superconducting coils (31a), (31a
), . . . are directly wound around each other to form a rectangular loop. In addition, spacers (1B) made of square plate-shaped Bakelite are provided between the columns (35) and (35) to adjust the distance between the columns (35) and (35).
(3B) is provided.

したがって、この実施例では、各磁束入力回路(31)
の超電導コイル(31a)が支柱(35)、 、 (3
5)−・・に直接巻き付けられているので、冷凍機(A
)の冷却器(25)から各超電導コイル(31a)まで
の間に介在するものが少なく、よって上記の真空引き時
間及び冷却時間をさらに短縮することができる。しかも
、超電導コイル(31a)を密に巻くことができ、磁束
入力回路(31)の実装密度の点でも有利である。
Therefore, in this embodiment, each magnetic flux input circuit (31)
The superconducting coils (31a) of the columns (35), , (3
5) Since it is wrapped directly around the refrigerator (A
) There are few things intervening between the cooler (25) and each superconducting coil (31a), so the evacuation time and cooling time described above can be further shortened. Furthermore, the superconducting coil (31a) can be tightly wound, which is advantageous in terms of packaging density of the magnetic flux input circuit (31).

さらに、第9図及び第10図は第5実施例を示し、この
実施例では、9つの磁束入力回路(31)。
Furthermore, FIGS. 9 and 10 show a fifth embodiment, in which nine magnetic flux input circuits (31) are provided.

(31)、・・・を有する9チヤンネルのグラジオメー
タ(B)を形成する場合、各磁束入力回路(31)の超
電導コイル(31a)を支柱(35)、 (35)、・
・・に直接巻いたものである。この実施例の場合、上記
第4実施例と同様の作用効果を得ることができることに
加え、隣り合う磁束入力回路(31)、 (31)の支
柱(35)。
When forming a 9-channel gradiometer (B) having (31), .
It is wrapped directly around... In the case of this embodiment, in addition to being able to obtain the same effects as in the fourth embodiment, the supporting columns (35) of the adjacent magnetic flux input circuits (31), (31).

(35)が互いに共用されているので、磁束入力回路(
31)の実装密度をさらに増大させることができる。
(35) are shared with each other, so the magnetic flux input circuit (
The packaging density of 31) can be further increased.

(発明の効果) 以上説明したように、請求項(1)に係る発明によると
、グラジオメータにおける超電導量子干渉素子に接続さ
れる磁束入力回路の超電導コイルを熱伝導率の高い非磁
性材料からなる支持部材により支持したことにより、脱
ガスが必要でかつ熱容量が高く、しかも熱伝導性の低い
樹脂材料の必要量を少なくでき、グラジオメータを冷凍
機により冷却する場合でも、樹脂材料の脱ガスを容易に
行って真空引きの時間を短縮できるとともに、冷凍機か
らの寒冷を磁束入力回路に効率よく伝達でき、磁束入力
回路の冷却効率を向上させてその冷却時間を短縮するこ
とができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the invention according to claim (1), the superconducting coil of the magnetic flux input circuit connected to the superconducting quantum interference element in the gradiometer is made of a non-magnetic material with high thermal conductivity. By supporting the gradiometer with a support member, it is possible to reduce the amount of resin material that requires degassing, has a high heat capacity, and has low thermal conductivity. Even when the gradiometer is cooled by a refrigerator, it is possible to reduce the amount of resin material that needs to be degassed. This makes it possible to easily perform evacuation and shorten the evacuation time, and also to efficiently transmit the cold from the refrigerator to the magnetic flux input circuit, thereby improving the cooling efficiency of the magnetic flux input circuit and shortening the cooling time.

また、請求項(2に係る発明によると、グラジオメータ
を複数配設して多チャンネル化する場合、互いに隣り合
う磁束入力回路の支持部材を共用したことにより、その
隣り合う磁束入力回路同士を近接配置して、磁束入力回
路の実装密度を増大させることができ、特に超電導コイ
ル内の面積を大きくして測定感度を上昇させる場合に有
効である。
In addition, according to the invention according to claim 2, when a plurality of gradiometers are arranged to have multiple channels, the supporting members of adjacent magnetic flux input circuits are shared, so that the adjacent magnetic flux input circuits are brought close to each other. This arrangement can increase the packaging density of the magnetic flux input circuit, and is particularly effective when increasing the measurement sensitivity by increasing the area within the superconducting coil.

さらに、請求項(3)に係る発明によれば、超電導コイ
ルを支持部材に直接巻き付けるようにしたので、そのコ
イル巻付は用の樹脂材料が不要となり、真空引き時間及
び冷却時間のより一層の短縮化を図ることができる。
Furthermore, according to the invention according to claim (3), since the superconducting coil is directly wound around the supporting member, no resin material is required for winding the coil, and the evacuation time and cooling time are further reduced. It is possible to shorten the time.

また、請求項(4)に係る発明によると、超電導コイル
を環状のボビンに巻き付ける場合、ボビンにスリットを
切欠き形成してそこに非電気伝導性材料を嵌装したこと
により、ボビンが電気伝導性の材料で構成されていても
、そのボビンに渦電流が発生するのを防止することがで
き、グラジオメータの磁束11$1定を安定して行うこ
とができる。
According to the invention according to claim (4), when the superconducting coil is wound around the annular bobbin, a slit is formed in the bobbin and a non-electrically conductive material is fitted therein, so that the bobbin becomes electrically conductive. Even if the bobbin is made of a magnetic material, it is possible to prevent eddy currents from being generated in the bobbin, and the magnetic flux of the gradiometer can be stably maintained at a constant value of 11$1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第3図は本発明の第1実施例を示し、第1図は
冷凍機及びグラジオメータを概略的に示す説明図、第2
図は磁束入力回路の概略平面図、第3図はグラジオメー
タの概略構造を示す斜視図である。第4図は第2実施例
を示す第2図相当図である。第5図及び第6図は第3実
施例を示し、第5図は磁束入力回路の概略正面図、第6
図は同平面図である。第7図及び第8図は第4実施例を
示し、第7図は磁束入力回路の正面図、第8図は同平面
図である。第9図及び第10図は第5実施例を示し、第
9図は第7図相当図、第10図は第8図相当図である。 (A)・・・ヘリウム冷凍機 (2)・・・予冷冷凍回路 (3)・・・膨張機 (14)、  (15)・・・ヒートステーション(1
B)・・・J −7回路 (24)・・・J −T弁 (25)・・・冷却器 (B)・・・グラジオメータ (30)・・・超電導量子干渉素子 (31)・・・磁束入力回路 (31a)・・・超電導コイル (32)・・・ボビン (34)・・・コイルユニット (35)・・・支柱(支持部材) t −°・ 特許出願人 ダイキン工業株式会社    □代 理 
人 弁理士 前 1) 弘(はが2名)パ′(A)・・
・ヘリウム冷凍機 (2)・・・予冷冷凍回路 (3)・・・膨張機 (14)、 (15)・・・ヒートステーション(18
)・・・J −7回路 (24)・・・J −T弁 (25)・・・冷却器 (B)・・・グラジオメータ (30)・・・超電導量子干渉素子 (31)・・・磁束入力回路 (31a)・・・超電導コイル (32)・・・ボビン (34)・・・コイルユニット (35)・・・支柱(支持部材) !Fi1図 第3図 第2図 第4図 第6図 第5図 !P17図      兜8図
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a refrigerator and a gradiometer, and FIG.
The figure is a schematic plan view of the magnetic flux input circuit, and FIG. 3 is a perspective view showing the schematic structure of the gradiometer. FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing the second embodiment. 5 and 6 show the third embodiment, FIG. 5 is a schematic front view of the magnetic flux input circuit, and FIG. 6 is a schematic front view of the magnetic flux input circuit.
The figure is a plan view of the same. 7 and 8 show a fourth embodiment, in which FIG. 7 is a front view of the magnetic flux input circuit, and FIG. 8 is a plan view thereof. 9 and 10 show the fifth embodiment, FIG. 9 is a diagram equivalent to FIG. 7, and FIG. 10 is a diagram equivalent to FIG. 8. (A)... Helium refrigerator (2)... Pre-cooling refrigeration circuit (3)... Expander (14), (15)... Heat station (1
B)...J-7 circuit (24)...J-T valve (25)...Cooler (B)...Gradiometer (30)...Superconducting quantum interference element (31)...・Magnetic flux input circuit (31a)...Superconducting coil (32)...Bobbin (34)...Coil unit (35)...Strut (supporting member) t -°・Patent applicant Daikin Industries, Ltd. □ Agent
Person Patent Attorney Front 1) Hiroshi (2 people) Pa' (A)...
・Helium refrigerator (2)...Precooling refrigeration circuit (3)...Expansion machine (14), (15)...Heat station (18)
)...J-7 circuit (24)...J-T valve (25)...Cooler (B)...Gradiometer (30)...Superconducting quantum interference element (31)... Magnetic flux input circuit (31a)...Superconducting coil (32)...Bobbin (34)...Coil unit (35)...Strut (supporting member)! Fi1 Figure 3 Figure 2 Figure 4 Figure 6 Figure 5! P17 figure Helmet figure 8

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)極低温レベルで超電導状態となる超電導量子干渉
素子(30)と、該超電導量子干渉素子(30)に接続
され、超電導コイル(31a)からなる磁束入力回路(
31)とを備えたグラジオメータにおいて、上記超電導
コイル(31a)は、熱伝導率の高い非磁性材料からな
る複数の支持部材(35)、(35)、・・・により支
持されていることを特徴とするグラジオメータ。
(1) A magnetic flux input circuit (
31), the superconducting coil (31a) is supported by a plurality of support members (35), (35), etc. made of a non-magnetic material with high thermal conductivity. Characteristic gradiometer.
(2)超電導量子干渉素子(30)及び磁束入力回路(
31)が複数配設され、複数の磁束入力回路(31)、
(31)、・・・は超電導コイル(31a)を通る平面
に沿った方向に並設されており、1つの磁束入力回路(
31)の支持部材(35)、(35)と、該磁束入力回
路(31)に隣接する磁束入力回路(31)の支持部材
(35)、(35)とが共用されていることを特徴とす
る請求項(1)記載のグラジオメータ。
(2) Superconducting quantum interference device (30) and magnetic flux input circuit (
31) are arranged, and a plurality of magnetic flux input circuits (31),
(31), ... are arranged in parallel in the direction along the plane passing through the superconducting coil (31a), and one magnetic flux input circuit (
The supporting members (35), (35) of 31) and the supporting members (35), (35) of the magnetic flux input circuit (31) adjacent to the magnetic flux input circuit (31) are shared. The gradiometer according to claim (1).
(3)超電導コイル(31a)は、複数の支持部材(3
5)、(35)、・・・に直接巻き付けられてループ状
に形成されていることを特徴とする請求項(1)又は(
2)記載のグラジオメータ。
(3) The superconducting coil (31a) includes a plurality of supporting members (3
5), (35), . . . to form a loop shape.
2) The gradiometer described.
(4)超電導コイルは環状のボビンに巻き付けられてな
り、該ボビンにはその一部を切り欠いてなるスリットが
形成されていて、該スリットには非電気伝導性材料が嵌
装されていることを特徴とする請求項(1)又は(2)
記載のグラジオメータ。
(4) The superconducting coil is wound around an annular bobbin, and the bobbin has a slit formed by cutting out a portion of the bobbin, and a non-electrically conductive material is fitted into the slit. Claim (1) or (2) characterized by
Gradiometer mentioned.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995004287A1 (en) * 1992-03-06 1995-02-09 Daikin Industries, Ltd. Magnetic sensor and magnetic detector
US6081179A (en) * 1997-05-08 2000-06-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superconducting coil

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995004287A1 (en) * 1992-03-06 1995-02-09 Daikin Industries, Ltd. Magnetic sensor and magnetic detector
US5666052A (en) * 1992-03-06 1997-09-09 Daikin Industries, Ltd. Magnetic sensor having a superconducting quantum interference device and a pickup coil wound on a tubular resinous bobbin with embedded high thermal conductivity material
US6081179A (en) * 1997-05-08 2000-06-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superconducting coil

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