JPH06273500A - Magnetic measurement device using SQUID - Google Patents
Magnetic measurement device using SQUIDInfo
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- JPH06273500A JPH06273500A JP5060167A JP6016793A JPH06273500A JP H06273500 A JPH06273500 A JP H06273500A JP 5060167 A JP5060167 A JP 5060167A JP 6016793 A JP6016793 A JP 6016793A JP H06273500 A JPH06273500 A JP H06273500A
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は脳磁界計測や心磁界計測
をはじめとする生体磁界計測等の微小磁界測定装置とし
て適したSQUIDを用いた磁気測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic field measuring device using an SQUID, which is suitable as a minute magnetic field measuring device for biomagnetic field measurement such as brain magnetic field measurement and cardiac magnetic field measurement.
【0002】[0002]
【従来の技術】SQUIDを用いた磁気測定装置におい
ては、一般に、被測定磁束を直接SQUIDリングで拾
わず、SQUIDリングと磁気的に結合されたインプッ
トコイルと、そのインプットコイルと超伝導接続される
ピックアップとからなる超伝導閉ループである磁束トラ
ンス等と称される入力回路を用い、ピックアップコイル
で拾った被測定磁束をインプットコイルを介してSQU
IDリングに伝達することが多用される。2. Description of the Related Art In a magnetic measurement device using an SQUID, generally, the magnetic flux to be measured is not directly picked up by the SQUID ring, but an input coil magnetically coupled to the SQUID and a superconducting connection with the input coil. An input circuit called a magnetic flux transformer, which is a superconducting closed loop composed of a pickup, is used, and the measured magnetic flux picked up by the pickup coil is SQU'ed through the input coil.
Transmission to the ID ring is often used.
【0003】インプットコイルは以上のようにSQUI
Dリングに対して磁気的に結合する必要があるため、通
常はSQUIDリングと同一の基板上に形成され、別途
設けられたピックアップコイルとは超伝導ケーブルによ
って接続される。As described above, the input coil is SQUI
Since it needs to be magnetically coupled to the D ring, it is usually formed on the same substrate as the SQUID ring and is connected to a separately provided pickup coil by a superconducting cable.
【0004】このような測定装置においては、従来、図
4に断面図を例示するように、1つの基板上にSQUI
Dリングおよびインプットコイル等が基板上に形成され
てなるSQUID素子41と、円筒ボビン等の周囲に巻
回されたピックアップコイル42とを、1個の共通のク
ライオスタット(通常はデュワー瓶)43内に配置し
て、これらを超伝導温度にまで冷却するように構成して
いる。In such a measuring device, conventionally, as shown in the sectional view of FIG. 4, SQUI is formed on one substrate.
A SQUID element 41 having a D ring, an input coil and the like formed on a substrate, and a pickup coil 42 wound around a cylindrical bobbin and the like are placed in one common cryostat (usually a Dewar bottle) 43. It is arranged to cool them down to the superconducting temperature.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば脳磁
界の測定等においては、近年、このようなSQUID素
子とピックアップコイルとの組み合わせを多数組備え
る、いわゆる多チャンネル化の要求が強く、そのような
場合にはデュワー瓶等のクライオスタットが大型化して
しまい、磁気測定の操作性が制限されるという問題が生
じている。By the way, in recent years, for example, in the measurement of a brain magnetic field, there is a strong demand for so-called multi-channels, in which a large number of combinations of such SQUID elements and pickup coils are provided. In such a case, a cryostat such as a Dewar bottle becomes large in size, which causes a problem that operability of magnetic measurement is limited.
【0006】また、SQUIDリングに被測定磁気以外
の環境磁気等が入り込むことによる磁気雑音の低減を図
るためには、SQUID素子に磁気シールドを施す必要
があるが、従来の構造でこのような磁気シールドを施す
と、ピックアップコイルの近傍の磁場を歪めてしまい、
正しい測定を行うことができなくなるという問題もあ
る。Further, in order to reduce magnetic noise due to environmental magnetism other than the magnetism to be measured entering the SQUID ring, it is necessary to provide a magnetic shield to the SQUID element. Shielding distorts the magnetic field near the pickup coil,
There is also a problem that correct measurement cannot be performed.
【0007】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、多チャンネル化しても磁気測定の操作性か良好
で、しかも被測定磁気に影響を及ぼすことなく容易にS
QUID素子の磁気シールドを行うことのできるSQU
IDを用いた磁気測定装置の提供を目的としている。The present invention has been made in view of such a situation, and even if the number of channels is increased, the operability of the magnetic measurement is good, and the S to be measured is easily exerted without affecting the measured magnetic field.
SQU capable of magnetically shielding the QUID element
The purpose is to provide a magnetic measurement device using an ID.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のSQUIDを用いた磁気測定装置では、実
施例図面である図1に示すように、ピックアップコイル
2を、SQUIDリングおよびインプットコイル(SQ
UID素子1)を冷却するクライオスタット3とは別個
に設けられたクライオスタット4内に挿入し、そのピッ
クアップコイル2とインプットコイルとが、これらをそ
れぞれ冷却するための各クライオスタット3,4に連通
して内部に冷媒が収容されるチューブ5内を通る超伝導
ケーブル6によって相互に接続した構造としている。In order to achieve the above object, in a magnetic measurement apparatus using an SQUID of the present invention, as shown in FIG. 1 which is an embodiment drawing, a pickup coil 2 is connected to an SQUID ring and an input. Coil (SQ
The UID element 1) is inserted into a cryostat 4 provided separately from the cryostat 3 for cooling, and the pickup coil 2 and the input coil thereof communicate with the respective cryostats 3 and 4 for cooling them, respectively. The structure is such that they are connected to each other by a superconducting cable 6 that passes through a tube 5 in which the refrigerant is stored.
【0009】[0009]
【作用】SQUID素子1、ピックアップコイル2およ
び超伝導ケーブル6は、それぞれクライオスタット3、
クライオスタット4およびチューブ5によって個別に超
伝導温度にまで冷却される。そして、クライオスタット
4内のピックアップコイル2によって検出された被測定
磁束は、チューブ5内の超伝導ケーブル6を介してクラ
イオスタット3内のSQUID素子1のインプットコイ
ルに伝達される。The SQUID element 1, the pickup coil 2, and the superconducting cable 6 are respectively provided with a cryostat 3 and
It is cooled to the superconducting temperature individually by the cryostat 4 and the tube 5. Then, the measured magnetic flux detected by the pickup coil 2 in the cryostat 4 is transmitted to the input coil of the SQUID element 1 in the cryostat 3 via the superconducting cable 6 in the tube 5.
【0010】ピックアップコイル2を冷却するためのク
ライオスタット4は、SQUID素子1を収容する必要
がない分だけ小型・軽量化される結果、磁気測定の操作
性が向上する。また、SQUID素子1とピックアップ
コイル2とが分離される結果、SQUID素子1および
超伝導ケーブル6に対して磁気シールドを施してもピッ
クアップコイル2の近傍の磁場に与える影響を除去する
ことが可能となり、所期の目的を達成できる。The cryostat 4 for cooling the pickup coil 2 is reduced in size and weight as much as the SQUID element 1 need not be housed, resulting in improved operability of magnetic measurement. Further, as a result of the SQUID element 1 and the pickup coil 2 being separated, even if the SQUID element 1 and the superconducting cable 6 are magnetically shielded, the influence on the magnetic field in the vicinity of the pickup coil 2 can be eliminated. , The desired purpose can be achieved.
【0011】[0011]
【実施例】図1は本発明の基本的実施例の構成を示す模
式的断面図である。なお、この基本例においては、説明
を簡単化するため1チャンネルの例を示している。1 is a schematic sectional view showing the structure of a basic embodiment of the present invention. In this basic example, one channel is shown to simplify the description.
【0012】基板上にSQUIDリングとインプットコ
イル、更にはフィードバックコイル等が積層形成された
SQUID素子1は、適当な支持体に支承された状態で
液体ヘリウム等の冷媒を収容したデュワー瓶3内に挿入
され、超伝導ケーブル8によって計測回路(図示せず)
に接続されている。The SQUID element 1 in which the SQUID ring, the input coil, and the feedback coil are laminated on the substrate is placed in a Dewar bottle 3 containing a coolant such as liquid helium while being supported by an appropriate support. Inserted and measured by superconducting cable 8 (not shown)
It is connected to the.
【0013】一方、同じく冷媒を収容した別のデュワー
瓶4内には、ボビンの周囲に超伝導ケーブルを巻回して
形成されたピックアップコイル2が挿入されている。そ
してこのピックアップコイル2は、2つのデュワー瓶3
と4間を繋ぎ、かつ、内部に冷媒を収容したチューブ5
内に挿入された超伝導ケーブル6によって、SQUID
素子1上のインプットコイルに接続されている。On the other hand, a pickup coil 2 formed by winding a superconducting cable around a bobbin is inserted in another Dewar bottle 4 which also contains a refrigerant. And this pickup coil 2 has two Dewar bottles 3
A tube 5 that connects between 4 and 4 and contains a refrigerant inside
With the superconducting cable 6 inserted inside, SQUID
It is connected to the input coil on the element 1.
【0014】チューブ5は、図2に軸方向および半径方
向の模式的な拡大断面図(A)および(B)を示すよう
に、例えばステンレス製の蛇腹管等からなるフレキシブ
ルチューブ51および52の二重構造としており、内側
のフレキシブルチューブ51内に冷媒と超伝導ケーブル
6を収容するとともに、その周囲にフレキシブルチュー
ブ52で囲まれた真空断熱層Vを設けた構造とすること
により、チューブ5内の冷媒の蒸発を極力抑えた構造と
している。As shown in the schematic enlarged sectional views (A) and (B) in the axial direction and the radial direction in FIG. 2, the tube 5 has two flexible tubes 51 and 52 made of, for example, a bellows tube made of stainless steel. The structure is such that the refrigerant and the superconducting cable 6 are accommodated in the inner flexible tube 51 and the vacuum heat insulating layer V surrounded by the flexible tube 52 is provided in the inner side of the flexible tube 51. It has a structure that minimizes the evaporation of the refrigerant.
【0015】なお、チューブ5内への冷媒の注入は、例
えばデュワー瓶3をデュワー瓶4よりも高所に配置し、
デュワー瓶3内の冷媒をチューブ5を介してデュワー瓶
4に流下させ、適当な液面位のところで平衡させるか、
あるいはいずれかのデュワー瓶から他側へ冷媒をポンプ
等によって供給して適当なところで平衡させるようにし
てもよい。The injection of the refrigerant into the tube 5 is performed by, for example, disposing the Dewar bottle 3 at a higher position than the Dewar bottle 4,
The refrigerant in the Dewar bottle 3 is caused to flow down to the Dewar bottle 4 through the tube 5 and equilibrated at an appropriate liquid level.
Alternatively, a refrigerant may be supplied from one of the Dewar bottles to the other side by a pump or the like to equilibrate the refrigerant at an appropriate position.
【0016】以上の本発明実施例の構造によると、被測
定体Wにはピックアップコイル2を収容したデュワー瓶
4のみを近接配置すればよく、操作性が向上するととも
に、SQUID素子1を収容するデュワー瓶3とチュー
ブ5全体に、環境雑音等の影響を低減するため、例えば
冷媒層の内壁に超伝導材料を被着する等によって磁気シ
ールドを施しても、ピックアップコイル2の周辺の磁場
を歪めることがない。According to the structure of the embodiment of the present invention described above, only the Dewar bottle 4 accommodating the pickup coil 2 needs to be arranged close to the object to be measured W, which improves the operability and accommodates the SQUID element 1. In order to reduce the influence of environmental noise and the like on the entire Dewar bottle 3 and tube 5, even if a magnetic shield is applied by, for example, depositing a superconducting material on the inner wall of the refrigerant layer, the magnetic field around the pickup coil 2 is distorted. Never.
【0017】ここで、デュワー瓶3および4内に、それ
ぞれ多数のSQUID素子1およびピックアップコイル
2を収容して、それぞれを個別の超伝導コイル6で接続
することにより、多チャンネルで、しかも操作性および
雑音遮蔽性の良好な磁気測定装置が得られる。Here, a large number of SQUID elements 1 and pickup coils 2 are housed in the Dewar bottles 3 and 4, respectively, and each of them is connected by an individual superconducting coil 6, so that there are multiple channels and operability. Also, a magnetic measuring device having a good noise shielding property can be obtained.
【0018】なお、チューブ5の構造については、図3
(A)および(B)に軸方向および半径方向の模式的断
面図を示すような構造を採用すれば、冷媒の蒸発をより
抑えることができる。The structure of the tube 5 is shown in FIG.
If the structures shown in (A) and (B) are schematic cross-sectional views in the axial direction and the radial direction, the evaporation of the refrigerant can be further suppressed.
【0019】すなわち、この例では、フレキシブルチュ
ーブ51、52および53によって3層構造とし、最内
側に超伝導ケーブル6と冷媒を収容し、最外側に真空断
熱層Vを形成し、その中間に、ピックアップコイル2あ
るいはSQUID素子1側から発生した冷媒の蒸発ガス
が流れる冷媒ガス層Gを介在させており、外界から最内
側の冷媒に伝わる熱量が極めて少なくなり、冷媒の蒸発
量を最小限に抑えることができる。That is, in this example, the flexible tubes 51, 52 and 53 have a three-layer structure, the superconducting cable 6 and the refrigerant are accommodated on the innermost side, the vacuum heat insulating layer V is formed on the outermost side, and in the middle thereof, Since the refrigerant gas layer G in which the evaporated gas of the refrigerant generated from the pickup coil 2 or the SQUID element 1 side flows is interposed, the amount of heat transferred from the outside to the innermost refrigerant is extremely small, and the evaporation amount of the refrigerant is minimized. be able to.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
SQUID素子とピックアップコイルとを個別のクライ
オスタット内に収容して、ピックアップコイルとSQU
ID素子のインプットコイルとは、両クライオスタット
間を連結し、かつ、内部に冷媒を収容可能なチューブ内
に配置された超伝導ケーブルによって接続した構造とし
ているので、被測定体に近接配置すべきピックアップコ
イルを冷却するためのクライオスタットは、従来に比し
て小型・軽量とすることができ、多チャンネル化しても
測定部の大型化を阻止することが可能となるとともに、
SQUID素子側のクライオスタットについては任意の
位置に置くことが可能となってレイアウトの自由度が増
すことも併せて、測定の操作性が大幅に向上する。As described above, according to the present invention,
The SQUID element and the pickup coil are housed in separate cryostats so that the pickup coil and the SQUID
The input coil of the ID element has a structure in which both cryostats are connected to each other and is connected by a superconducting cable arranged in a tube capable of containing a refrigerant therein. The cryostat for cooling the coil can be made smaller and lighter than the conventional one, and it is possible to prevent the measurement unit from becoming large even if the number of channels is increased.
The cryostat on the SQUID element side can be placed at any position, increasing the degree of freedom in layout and greatly improving the operability of measurement.
【0021】また、SQUID素子とピックアップコイ
ルとを分離しているが故に、SQUID素子、および、
ピックアップコイルとインプットコイルを接続する超伝
導ケーブルに対して磁気シールドを施しても、ピックア
ップコイルの周辺の磁場を歪める恐れが少なくなるた
め、従来に比してより充分な磁気シールドを施すことが
可能となって、ノイズの少ない微小磁気測定を実現でき
る。Since the SQUID element and the pickup coil are separated, the SQUID element, and
Even if a magnetic shield is applied to the superconducting cable that connects the pickup coil and the input coil, there is less risk of distorting the magnetic field around the pickup coil, so it is possible to provide a more sufficient magnetic shield than before. Therefore, it is possible to realize a minute magnetic measurement with less noise.
【図1】本発明の基本的実施例の構成を示す模式的断面
図FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a basic embodiment of the present invention.
【図2】そのチューブ5の詳細構造を示す軸方向(A)
および半径方向(B)の模式的な拡大断面図FIG. 2 shows the detailed structure of the tube 5 in the axial direction (A).
And a schematic enlarged sectional view in the radial direction (B)
【図3】軸方向(A)および半径方向(B)の模式的断
面図で示す本発明の他の実施例のチューブ5の構造の説
明図FIG. 3 is an explanatory view of the structure of a tube 5 according to another embodiment of the present invention, which is a schematic cross-sectional view in the axial direction (A) and the radial direction (B).
【図4】SQUIDを用いた従来の磁気測定装置の構成
例を示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a conventional magnetic measurement device using SQUID.
1 SQUID素子 2 ピックアップコイル 3,4 デュワー瓶 5 チューブ 6 超伝導ケーブル 51,52,53 フレキシブルチューブ V 真空断熱層 G 冷媒ガス層 1 SQUID element 2 Pickup coil 3,4 Dewar bottle 5 Tube 6 Superconducting cable 51,52,53 Flexible tube V Vacuum heat insulation layer G Refrigerant gas layer
Claims (1)
コイルが形成され、そのインプットコイルには、被測定
磁界を検出するためのピックアップコイルが接続されて
なる磁気測定装置において、上記ピックアップコイル
が、上記SQUIDリングおよびインプットコイルを冷
却するクライオスタットとは別個に設けられたクライオ
スタット内に挿入され、そのピックアップコイルと上記
インプットコイルとが、上記両クライオスタットに連通
して内部に冷媒が収容されるチューブ内を通る超伝導ケ
ーブルによって相互に接続されていることを特徴とする
SQUIDを用いた磁気測定装置。1. A magnetic measurement device comprising a SQUID ring and an input coil formed on a substrate, and a pickup coil for detecting a magnetic field to be measured is connected to the input coil, wherein the pickup coil has the SQUID. It is inserted into a cryostat that is provided separately from the cryostat that cools the ring and the input coil, and the pickup coil and the input coil pass through a tube that communicates with both the cryostats and that contains a refrigerant inside. A magnetic measurement device using SQUID, which is connected to each other by a conductive cable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060167A JPH06273500A (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Magnetic measurement device using SQUID |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060167A JPH06273500A (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Magnetic measurement device using SQUID |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273500A true JPH06273500A (en) | 1994-09-30 |
Family
ID=13134343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5060167A Pending JPH06273500A (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Magnetic measurement device using SQUID |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06273500A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101374621B1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-03-17 | 한국표준과학연구원 | Magnetic shielding strxture for superconducting quantum interface device |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5060167A patent/JPH06273500A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101374621B1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-03-17 | 한국표준과학연구원 | Magnetic shielding strxture for superconducting quantum interface device |
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