JPS631252Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は磁束検出器に関し、更に詳しくは、ジ
ヨゼフソン接合を含む超伝導体が外部の磁束変化
に対して磁束量子を動作単位とした応答を示すこ
とを応用した高感度の磁束検出器に関するもので
ある。

第１図は従来の磁束検出器の原理説明図であ
り、図中、１，２，３，４はピツクアツプコイル
を形成する部分コイル、５は調整用コイル、６は
インプツトコイル、７はスクイド、８ａ，８ｂは
超伝導線であり、これらは全て極低温の雰囲気に
おかれている。尚、l₁′，l₂′，l₃′，l₄は部分コイル
１と部分コイル２，３，４，５との距離を表わす
記号である。図において、部分コイル１に外部か
らきた磁束Φ_xが入ろうとすると、ピツクアツプ
コイルに遮蔽電流ｉが生じ、該遮蔽電流ｉは超伝
導線８ａ，８ｂを介してピツクアツプコイルと磁
束トランスを構成しているインプツトコイル６に
も流れて磁速Φ_sを生じ、該磁速Φ_sがスクイド７
へ伝達される。ところで、部分コイル１，２，
３，４の実効面積を夫々A₁，A₂，A₃，A₄，巻数
を夫々N₁，N₂，N₃，N₄，とすると、下式(1)が
満足されるときに外来磁束ｘに関するノイズが打
ち消される。

A₄N₄＋A₁N₁＝A₂N₂＋A₃N₃ …(1) また、遠方からくる一様の勾配をもつた磁束
Φ_yに関しては、下式(2)が満足されるときに上記
磁束Φ_yに関する磁気ノイズが打ち消される。

l₃A₄N₄＝l₁A₂N₂＋l₂A₃N₃ …(2) ところが、ピツクアツプコイルを形成する各部
分コイルの製作上の寸法誤差等により上式(1)や(2)
の関係は厳密には成立しえず、打ち消しきれない
ノイズが残るので、実際上それを補償するため調
整用コイル５が設けられ、全体的にノイズが小さ
くなるよう試行錯誤的に上記調整用コイル５が調
節される。

然し乍ら、上記従来例においては、部分コイル
１〜４からなるピツクアツプコイルの周辺の磁場
が大きくゆがんでいる場合、調節用コイル５の調
節によつて磁気的ノイズを打ち消すことは著しく
困難であり、磁束検出に大きな誤差を生ずるとい
う欠点を有していた。

本考案は、かかる欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、磁束検出器のピツクアツプコ
イルにおいて、ピツクアツプコイル周辺の磁場が
大きくゆがんでいる場合でも、磁気的ノイズを容
易に打ち消し、磁速を正確に測定できる磁束検出
器を提供するにある。

本考案の特徴は、ジヨゼフソン接合を含む超伝
導体が外部の磁束変化に対して磁束量子を動作単
位とした応答を示すことを利用して磁束を検出す
る磁束検出器において、複数個の部分コイルでな
るピツクアツプコイルと、該部分コイルの１つで
形成される平面内に挿入され完全反磁性体として
該部分コイル内における横軸方向たるｘ方向の
面、縦軸方向たるｙ方向の面、および垂直軸方向
たるｚ方向の面の夫々の磁束を遮り該部分コイル
の実行面積を夫々前記ｘ方向、前記ｙ方向、およ
び前記ｚ方向で夫々調節する第１、第２、および
第３の超伝導体片と、前記第１、第２、および第
３の超伝導体片が夫々先端に設けられ上下動する
ことにより実質的に前記第１、第２、および第３
の伝導体片を前記部分コイル内における前記ｘ方
向、前記ｙ方向、および前記ｚ方向に夫々移動さ
せる第１、第２、および第３の移動具と、前記部
分コイルの１つが巻回された第１のコイルボビン
と、前記部分コイルの残りの部分コイルが巻回さ
れ前記第１コイルボビンに巻回された部分コイル
との距離を調節する第２のコイルボビンとを設け
たことにある。

以下、本考案について図を用いて詳細に説明す
る。第２図は本考案の実施例の原理説明図、第３
図は本考案の実施例の構成説明図であり、図中、
９ａは部分コイル４内に挿入され完全反磁性体と
して該コイル４内における横軸方向（ｘ方向）の
面の磁束を遮り部分コイル４の実行面積を横軸方
向（ｘ方向）で調節する超伝導体片９ｂは部分コ
イル４内に挿入され完全反磁性体として該コイル
４内における縦軸方向（ｙ方向の面の磁束を遮り
部分コイル４の実行面積を縦軸方向（ｙ方向）で
調節する超伝導体片、９ｃは部分コイル４内に挿
入され完全反磁性体とした該コイル４内における
垂直軸方向（ｚ方向）の面の磁束を遮り部分コイ
ル４の実行面積を垂直軸方向（ｚ方向）で調節す
る超伝導体片、１０ａは超伝導体片９ａが先端に
設けられ例えば断面四角形の軸が該軸の回転を防
止しながら上下動させる断面四角形の溝（図示せ
ず）に沿つて第２図の紙面上を上下動することに
より実質的に超伝導体片９ａを部分コイル４内に
おける横軸方向（ｘ方向）に移動させる移動具、
１０ｂは超伝導体片９ｂが先端に設けられ例えば
断面四角形の軸が該軸の回転を防止しながら上下
動させる断面四角形の溝（図示せず）に沿つて第
２図の紙面上を上下動することにより実質的に超
伝導体片９ｂを部分コイル４内における縦軸方向
（ｙ方向）に移動させる移動具、１０ｃは超伝導
体片９ｃが先端に設けられ例えば断面四角形の軸
が該軸の回転を防止しながら上下動させる断面四
角形の溝（図示せず）に沿つて第２図の紙面上を
上下動することにより実質的に超伝導体片９ｃを
部分コイル４内における垂直軸方向（ｚ方向）に
移動させる移動具、１１ａは中心軸に沿つて所定
の空洞部を有し部分コイル２，３，４が巻回され
たコイルボビン、１１ｂは部分コイル１が巻回さ
れたコイルボビン、１２は後述の棒状部材等から
なりコイルボビン１１ａをコイルボビン１１ｂに
対して微少距離移動させるための移動具である。
尚、第２図および第３図において、第１図と同一
記号は同一意味をもたせて使用しここでの説明は
省略する。また、第４図はコイルボビン１１ａ，
１１ｂの分解斜視図であり、図中、２１はコイル
ボビン１１ｂと一体的に結合しコイルボビン１１
ｂが円周方向に移動することを防止するための突
出部を有する円柱状部材であり、２２は円柱状部
材２１と一体的に結合された棒状部材であり、２
３は棒状部材２２の頭部を締めつけて固定するた
めの締付ネジ（図示せず）を具備する締付部であ
り、円柱状部材２１、棒状部材２２、締付部２３
で前述の移動具１２を構成している。

上記構成からなる本考案の実施例において、初
め移動具１０ａ，１０ｂ，１０ｃの操作により
夫々超伝導体片９ａ，９ｂ，９ｃが微動させら
れ、部分コイル４が所望の実効面積となるように
厳密に調節される。而して、該調節により、前記
(1)式が満足されて遠方からくる前記外来磁束Φ_x
に関するノイズが打ち消される。

次に、コイルボビン１１ａを固定するとともに
締付部２３に設けられた締付ネジ（図示せず）を
ゆるめ、移動具１２を操作することによりコイル
ボビン１１ａとコイルボビン１１ｂの距離を調節
し、その後、上記締付ネジを用いて移動具１２を
所望の位置で固定する。このようにして、第２図
における部分コイル１と部分コイル２の距離l₁
が、各々の部分コイルで形成される面の傾きを変
えずに調節される。而して、該調節により、前記
(2)式が満足されて遠方からくる一様の勾配をもつ
た磁束Φ_yに関するノイズが打ち消される。尚、
部分コイル１と部分コイル２を結ぶ超電導線は、
コイルボビン１１ａとコイルボビン１１ｂの間の
距離の変化により弛張するが、該弛張により超電
導線から発生することのある磁気的ノイズを極力
少なくするために、コイルボビン１１ａ，１１ｂ
の外径よりもやや大きい内径を有し非磁性材から
なる円筒等（図示せず）の中に、コイルボビン１
１ａ，１１ｂとともに上記超電導線が収納される
こともある。また、コイルボビン１１ａ，１１ｂ
および超電導線等は液体ヘリウム中に入れられて
超伝導状態を保つと共に移動具１０ａ，１０ｂ，
１０ｃ，１２は室温部分から操作できる構成とな
つている。更に、本考案は上記実施例に限定され
るものでなく、前記超伝導体を用いていずれかの
部分コイルの実効面積を調節できるとともに前記
移動具を用いて部分コイル間の距離調節が可能な
構成の範囲内で種々の変形は可能であり、例えば
前記超伝導体片を用いて第３の部分コイルの実効
面積を調節し前記移動具を用いて第４の部分コイ
ルと他の部分コイルとの距離調節が可能な構成で
あつてもよい。

以上、詳しく説明したような本考案の実施例に
よれば、前記従来例と異なり遠方から外来する一
様の磁気ノイズと一様の勾配をもつた磁気ノイズ
をそれぞれ独立に打ち消すことができるため、ピ
ツクアツプコイル周辺の磁場が大きくゆがんでい
る場合でも容易に磁気ノイズを打ち消して正確に
磁束を測定することができる。また、本考案の実
施例によれば、調整用コイルを用いて全体として
の磁気的ノイズが小さくなるように試行錯誤的な
調節を行なつていた前記従来例に比して、磁束検
出器の調節が迅速且つ正確にできるという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁束検出器の原理説明図、第２
図は本考案の実施例の原理説明図、第３図は本考
案の実施例の構成説明図、第４図はコイルボビン
の分解斜視図である。 １，２，３，４……部分コイル、５……調整用
コイル、６……インプツトコイル、７……スクイ
ド、８ａ，８ｂ……超伝導線、９ａ，９ｂ，９ｃ
……超伝導体片、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１２
……移動具、１１ａ，１１ｂ……コイルボビン、
２１……円柱状部材、２２……棒状部材、２３…
…締付部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ジヨゼフソン接合を含む超伝導体が外部の磁束
   変化に対して磁束量子を動作単位とした応答を示
   すことを利用して磁束を検出する磁束検出器にお
   いて、複数個の部分コイルでなるピツクアツプコ
   イルと、該部分コイルの１つで形成される平面内
   に挿入され完全反磁性体として該部分コイル内に
   おける横軸方向たるｘ方向の面、縦軸方向たるｙ
   方向の面、および垂直軸方向たるｚ方向の面の磁
   束を夫々遮り該部分コイルの実行面積を夫々前記
   ｘ方向、前記ｙ方向、および前記ｚ方向で夫々調
   節する第１、第２、および第３の超伝導体片と、
   前記第１、第２、および第３の超伝導体片が夫々
   先端に設けられ上下動することにより実質的に前
   記第１、第２、および第３の伝導体片を前記部分
   コイル内における前記ｘ方向、前記ｙ方向、およ
   び前記ｚ方向に夫々移動させる第１、第２、およ
   び第３の移動具と、前記部分コイルの１つが巻回
   された第１のコイルボビンと、前記部分コイルの
   残りの部分コイルが巻回され前記第１コイルボビ
   ンに巻回された部分コイルとの距離を調節する第
   ２のコイルボビンとを具備してなる磁束検出器。