JPH04315075A

JPH04315075A - 弱磁界測定デバイス

Info

Publication number: JPH04315075A
Application number: JP3338476A
Authority: JP
Inventors: Antti I Ahonen; アンティ・イルマリ・アホネン; Jukka E T Knuutila; ユカ・エルキ・タパニ・クヌーティラ; Juha T A Simola; ユハ・タパニ・アンテロ・シモラ; Visa A Vilkman; ヴィサ・アンテロ・ヴィルクマン
Original assignee: Neuromag Oy
Current assignee: Neuromag Oy
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1992-11-06
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: FI906340A0; JP3038070B2; EP0492262A2; EP0492262B1; CA2057466A1; US5243281A; EP0492262A3; FI906340A; DE69122067T2; ATE142794T1; DE69122067D1; FI89416C; DK0492262T3; CA2057466C; ES2091277T3; FI89416B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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（ＭＥＧ
）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　Ｃｒｉｔｉｃａ
ｌ　Ｒｅｖｉｅｗｓ　ｉｎ　Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　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　ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＰｈｙｓｉｃｓ）第７
６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（Ｒｅ
ｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕ
ｍｅｎｔｓの第５８巻（１９８７），１１月号，２１４
５−２１５６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、ＥＰ１１１８２
７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ＳＱＵＩＤ
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（１９９０），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　Ｓｃｉｅｎｔ
ｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　の第５５巻（１９
８４年），第６号，９５２−９５７頁、あるいはＳｕｐ
ｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＱｕａｎｔｕｍ　Ｉｎｔｅｒ
ｆｅｒｅｎｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ
　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ＳＱＵＩＤ′８５，ｄｅ
Ｇｒｕｙｔｅｒ，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（Ｋｎｕｕｔｉｌ
ａ），シモラ（Ｓｉｍｏｌａ），及びヴィルクマン（Ｖ
ｉｌｋｍａｎ）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１
０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１
７を有している）。このばねは、半径方向にその隆起部
１７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

Claims

【特許請求の範囲】

【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ＳＱＵＩ
Ｄ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。
【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。
【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、前記コネクタ
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。
【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。
【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。
【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。
【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。