JPH0274882A - 多チャンネルスクイッド磁束計 - Google Patents
多チャンネルスクイッド磁束計Info
- Publication number
- JPH0274882A JPH0274882A JP63226121A JP22612188A JPH0274882A JP H0274882 A JPH0274882 A JP H0274882A JP 63226121 A JP63226121 A JP 63226121A JP 22612188 A JP22612188 A JP 22612188A JP H0274882 A JPH0274882 A JP H0274882A
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- JP
- Japan
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- multiplexer
- computer
- cryostat
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- amplifiers
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- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は多チャンネルスクイッド磁束計に関し。
更に詳しくは数十〜数百本のチャンネルを有する生体観
測磁束計に関する。
測磁束計に関する。
〈従来の技術〉
スクイラド磁束計は、ジョセフソン接合を有する超伝導
リングとピックアップコイル、インプットコイルを含ん
で構成されており、超伝導リングに加わる外部磁界に対
し磁束量子φ０を周期としな電圧信号を出力するもので
、高感度で磁束測定を行うことが出来る。
リングとピックアップコイル、インプットコイルを含ん
で構成されており、超伝導リングに加わる外部磁界に対
し磁束量子φ０を周期としな電圧信号を出力するもので
、高感度で磁束測定を行うことが出来る。
第６図はこの様なスクイラド磁束計（ＤＣ型）を示す一
般的な要部構成図である０図において１はジョセフソン
接合部ＪＣを有する超伝導リング、２はこの超伝導リン
グ１に結合するインダクタンスＬｉのインプットコイル
、２１．２２は超伝導材料で出来たインプットコイル２
の端子、３はインダクタンスｔ、ｐのピックアップコイ
ルで。
般的な要部構成図である０図において１はジョセフソン
接合部ＪＣを有する超伝導リング、２はこの超伝導リン
グ１に結合するインダクタンスＬｉのインプットコイル
、２１．２２は超伝導材料で出来たインプットコイル２
の端子、３はインダクタンスｔ、ｐのピックアップコイ
ルで。
インプットコイル２とともに超伝導閉ループを構成する
ように端子２１．２２を介して直列に接続されている。
ように端子２１．２２を介して直列に接続されている。
７は超伝導リング１からの出力電圧を増幅する増幅器、
９は超伝導リングに電流を供給する電流源である。ここ
で、超伝導リング１゜インプットコイル２．端子２１，
２２．ピックアップコイル３はいずれも液体ヘリウム温
度（４゜２Ｋ＞が満たされたクライオスタット中で超伝
導状態に維持され、−船釣には超伝導リングｌとインプ
ットコイル２は磁気シールドされている。
９は超伝導リングに電流を供給する電流源である。ここ
で、超伝導リング１゜インプットコイル２．端子２１，
２２．ピックアップコイル３はいずれも液体ヘリウム温
度（４゜２Ｋ＞が満たされたクライオスタット中で超伝
導状態に維持され、−船釣には超伝導リングｌとインプ
ットコイル２は磁気シールドされている。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、上記従来のスクイラド磁束計のピックアップ
コイルはセラミックや石英等からなるボビンの外周に清
を形成し、コイルを巻き回して形成されているので小形
化するのが難しい０例えば人体頭部の脳磁界を測定する
場合磁束計のチャンネル数は多いほど得られる情報量が
豊かになるが従来の磁束計では検出部の形状が大きくな
り５〜７チヤンネル程度が限界であった。
コイルはセラミックや石英等からなるボビンの外周に清
を形成し、コイルを巻き回して形成されているので小形
化するのが難しい０例えば人体頭部の脳磁界を測定する
場合磁束計のチャンネル数は多いほど得られる情報量が
豊かになるが従来の磁束計では検出部の形状が大きくな
り５〜７チヤンネル程度が限界であった。
第７図は従来のスクイラド磁束計を用いて測定すべき人
体の頭部にピックアップコイル３を配置した状態を示す
ものである９図において（ａ）は頭部の信号磁場が噴水
状に発生しており、ピックアップコイル３は効率的に信
号をピックアップすることが出来る。しかしくｂ）図の
様な信号源に対してはピックアップコイル３のループが
頭の表面に対して平行に配置されているので感度が弱い
という問題があった。
体の頭部にピックアップコイル３を配置した状態を示す
ものである９図において（ａ）は頭部の信号磁場が噴水
状に発生しており、ピックアップコイル３は効率的に信
号をピックアップすることが出来る。しかしくｂ）図の
様な信号源に対してはピックアップコイル３のループが
頭の表面に対して平行に配置されているので感度が弱い
という問題があった。
また、検出部を例えば１００＊設けることが出来たと仮
定しても増幅器までの配線や超伝導リングに与える電源
の配線が多くなり、これらは室温を経てクライオスタッ
ト内に導入されるので、クライオスタット内の液体ヘリ
ウムの蒸発量を押えることが難しいという問題があった
。
定しても増幅器までの配線や超伝導リングに与える電源
の配線が多くなり、これらは室温を経てクライオスタッ
ト内に導入されるので、クライオスタット内の液体ヘリ
ウムの蒸発量を押えることが難しいという問題があった
。
本発明は上記問題点に鷲みて成されたもので。
信号処理を行う増幅器の他にそれぞれの信号の重み付を
行う重みづけ回路および信号のスキャンニングを行うマ
ルチプレクサをクライオスタット内に配置することによ
り、クライオスタットと外部との配線数を極力少なくし
てより多数の検出部を設けることを可能とし１合わせて
検出部の形状。
行う重みづけ回路および信号のスキャンニングを行うマ
ルチプレクサをクライオスタット内に配置することによ
り、クライオスタットと外部との配線数を極力少なくし
てより多数の検出部を設けることを可能とし１合わせて
検出部の形状。
製作方法を工夫することにより方向の異なる磁場に対す
るコイルの感度を高めたスクイラド磁束計を実現するこ
とを目的とするものである。
るコイルの感度を高めたスクイラド磁束計を実現するこ
とを目的とするものである。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決するための本発明の構成は、ピックアッ
プコイル、イングツトコイル、および超伝導リング等を
含んで構成される複数の磁気検出部と、これら検出部か
らの信号を増幅する複数の増幅器と、これら増幅器から
の信号の重み付けを行う複数の重み付け回路と、これら
重み付け回路からの信号を入力する第１のマルチプレク
サと、この第１のマルチプレクサからの信号をＡ／Ｄ変
換器を介して入力する計算機と、この計算機からの信号
を第２のマルチプレクサを介して前記重み付け回路に入
力し１重み付け回路の定数を変化させるとともにこの計
算機からの出力を表示する表示手段を備え、前記検出部
、増幅器１重み付け回路および第１．第２のマルチプレ
クサを液体ヘリウム温度に維持されたクライオスタット
内に収納したことを特徴とするものである。
プコイル、イングツトコイル、および超伝導リング等を
含んで構成される複数の磁気検出部と、これら検出部か
らの信号を増幅する複数の増幅器と、これら増幅器から
の信号の重み付けを行う複数の重み付け回路と、これら
重み付け回路からの信号を入力する第１のマルチプレク
サと、この第１のマルチプレクサからの信号をＡ／Ｄ変
換器を介して入力する計算機と、この計算機からの信号
を第２のマルチプレクサを介して前記重み付け回路に入
力し１重み付け回路の定数を変化させるとともにこの計
算機からの出力を表示する表示手段を備え、前記検出部
、増幅器１重み付け回路および第１．第２のマルチプレ
クサを液体ヘリウム温度に維持されたクライオスタット
内に収納したことを特徴とするものである。
〈実施例〉
第１図は本発明の一実施例を示す多チャンネルスクイッ
ド磁束計のブロック構成図である。
ド磁束計のブロック構成図である。
図において３１．〜３１ｎは検出部、３２．〜３２１は
ピックアップコイル、３３１〜３３１はスクイ・ｙド素
子、３４盲〜３４ｔｔは検出部からの信号を増幅する増
幅器（この増幅器はフラックス・ロックループ回路・・
・磁束帰還回路を含むものとする）、３５＋〜３５１は
重み付け回路である。
ピックアップコイル、３３１〜３３１はスクイ・ｙド素
子、３４盲〜３４ｔｔは検出部からの信号を増幅する増
幅器（この増幅器はフラックス・ロックループ回路・・
・磁束帰還回路を含むものとする）、３５＋〜３５１は
重み付け回路である。
３６ａは第１のマルチプレクサであり、それぞれ重み付
け回路からの出力が入力され、このマルチプレクサ３６
ａからの信号はＡＤ変換器３７を介して計算Ｒ３８へ入
力される。３６ｂは第２のマルチプレクサで、計Ｘ機３
８の出力を重み付け回路に入力する。３９は計算機の出
力に応じてその計算結果を表示する表示手段、６７はク
ライオスタットである。
け回路からの出力が入力され、このマルチプレクサ３６
ａからの信号はＡＤ変換器３７を介して計算Ｒ３８へ入
力される。３６ｂは第２のマルチプレクサで、計Ｘ機３
８の出力を重み付け回路に入力する。３９は計算機の出
力に応じてその計算結果を表示する表示手段、６７はク
ライオスタットである。
上記構成において、ピックアップコイル３２で検出され
た信号はスクイラド素子３３を経て増幅器３４に送られ
て増幅される。この信号は重みづけ回路に入力され、こ
の重み付け回路の出力はマルチプレクサ３４ａおよびＡ
／Ｄ変換器３７を介して計算機３８に送られる。計算機
３８はマルチプレクサ３６ａの出力に基づいて、所定の
演算を行いその計算結果を表示手段３９に出力する。ま
た、この計算機はその結果をマルチプレクサ３４ｂを介
して重み付け回路に３５に出力し必要に応じて定数の変
更を行う。
た信号はスクイラド素子３３を経て増幅器３４に送られ
て増幅される。この信号は重みづけ回路に入力され、こ
の重み付け回路の出力はマルチプレクサ３４ａおよびＡ
／Ｄ変換器３７を介して計算機３８に送られる。計算機
３８はマルチプレクサ３６ａの出力に基づいて、所定の
演算を行いその計算結果を表示手段３９に出力する。ま
た、この計算機はその結果をマルチプレクサ３４ｂを介
して重み付け回路に３５に出力し必要に応じて定数の変
更を行う。
第２図は各チャンネルが検出している信号波形（ａ、ｂ
、ｃ）とチャンネル切替のタイミング（ｄ）を示すもの
で、 Ｔ１（１００〜５００μ３８Ｃ程度）を１周期と
してＴ２ （５０μｓｅｃ程度）で各チャンネルを切
替えている。
、ｃ）とチャンネル切替のタイミング（ｄ）を示すもの
で、 Ｔ１（１００〜５００μ３８Ｃ程度）を１周期と
してＴ２ （５０μｓｅｃ程度）で各チャンネルを切
替えている。
上記においてチャンネル数が５０チヤンネルの場合第１
図に示すＡ／Ｄ変換器３７は１２ｂｉｔ／１μｓｅｃ程
度のものを使用する。
図に示すＡ／Ｄ変換器３７は１２ｂｉｔ／１μｓｅｃ程
度のものを使用する。
なお１本発明では検出部、増幅器１重み付け回路および
マルチプレクサは液体ヘリウム温度に維持されたクライ
オスタット内に配置されているので、クライオスタット
との外部配線はマルチプレクサとの接続のみである。従
って外部との配線数が極めて少なくなり多数の検出部を
設けてもクライオスタット内の温度上昇を防止すること
が可能である。
マルチプレクサは液体ヘリウム温度に維持されたクライ
オスタット内に配置されているので、クライオスタット
との外部配線はマルチプレクサとの接続のみである。従
って外部との配線数が極めて少なくなり多数の検出部を
設けてもクライオスタット内の温度上昇を防止すること
が可能である。
第３図は本発明に用いるピックアップコイル３２の形状
を示す斜視図である。４０は例えばセラミックからなる
四角柱であり、この四角柱の２側面（Ｂ、Ｃ面）と底辺
にはピックアップコイル３１１〜３１コが形成され、ｅ
の側面（Ｄ＞に形成された接続端子４１にリード線４２
を介して接続されている。これらピックアップコイル、
接続端子、リード線はフォトリングラフィを用いて形成
したマスキングの上から超伝導材をスパッタして形成す
る。従って寸法精度が高くバラツキのないものを得るこ
とが出来る。
を示す斜視図である。４０は例えばセラミックからなる
四角柱であり、この四角柱の２側面（Ｂ、Ｃ面）と底辺
にはピックアップコイル３１１〜３１コが形成され、ｅ
の側面（Ｄ＞に形成された接続端子４１にリード線４２
を介して接続されている。これらピックアップコイル、
接続端子、リード線はフォトリングラフィを用いて形成
したマスキングの上から超伝導材をスパッタして形成す
る。従って寸法精度が高くバラツキのないものを得るこ
とが出来る。
上記構成によれば、インプットコイルのリング面を互い
に９０°傾けた状態で配置することが出来る。なお、四
角柱の長さは３０ｍｍ、−辺の長さは１０１０Ｘ１０程
度とする。また９図ではピックアップコイルの形状を０
次として示したが一次、二次の形状であってもよい。
に９０°傾けた状態で配置することが出来る。なお、四
角柱の長さは３０ｍｍ、−辺の長さは１０１０Ｘ１０程
度とする。また９図ではピックアップコイルの形状を０
次として示したが一次、二次の形状であってもよい。
第４図は第３図に示す四角柱４０を固定板５０に複数個
（図では５個）固定した状態を示す斜視図で四角柱の側
面り部に形成した接続端子が固定板に形成したリード線
５２に接している。この例では固定板５０にはインプッ
トコイル、超伝導リングからなるスクイド素子３３およ
び増幅器３４゜重み付け回路３５がピックアップコイル
の数に対応して取りつけられている。なお、リード線５
２は図では配線数を省略して示している。５３は検出部
と増幅器の信号の干渉や外部からの磁気信号によるノイ
ズをカットする為の超伝導磁気シールドであり１例えば
スクイラド素子３３．増幅器３５、重み付け回路３５の
上に絶縁材を形成後Ｎｂ等の超伝導材をスパッタ等によ
り形成したり、超伝導材をコーティングした薄板材で覆
うことにより形成する。なお、増幅器５１１重み付け回
路３５は固定板５０に直接作り込んでもよい。
（図では５個）固定した状態を示す斜視図で四角柱の側
面り部に形成した接続端子が固定板に形成したリード線
５２に接している。この例では固定板５０にはインプッ
トコイル、超伝導リングからなるスクイド素子３３およ
び増幅器３４゜重み付け回路３５がピックアップコイル
の数に対応して取りつけられている。なお、リード線５
２は図では配線数を省略して示している。５３は検出部
と増幅器の信号の干渉や外部からの磁気信号によるノイ
ズをカットする為の超伝導磁気シールドであり１例えば
スクイラド素子３３．増幅器３５、重み付け回路３５の
上に絶縁材を形成後Ｎｂ等の超伝導材をスパッタ等によ
り形成したり、超伝導材をコーティングした薄板材で覆
うことにより形成する。なお、増幅器５１１重み付け回
路３５は固定板５０に直接作り込んでもよい。
第５図は第６図に示す固定板を底部が頭部の形状に形成
された凹部を有するクライオスタット内に配置し、その
凹部（固定板側からみると凸部）の表面に沿って複数個
配置した状態を示す斜視図である０図において６０は金
属ボックスの内外面の少なくとも一方にニオブ等の超伝
導薄膜が形成された磁気シールド室で、第１図に示す第
１．第２のマルチプレクサ３６ａ、３６ｂが収納されて
いる。この磁気シールド室はクライオスタットの内側を
覆うように形成されており、配線に必要な貫通孔が必要
箇所に形成されている。６１はマルチプレクサ３６ａ、
３６ｂとの信号の授受を行うためのケーブルを収納する
為のパイプ、６２はクライオスタットの外部に配置され
マルチプレクサからの信号を計算機等に伝送する為の中
継器である。６３はパイプの途中に形成されたフランジ
で。
された凹部を有するクライオスタット内に配置し、その
凹部（固定板側からみると凸部）の表面に沿って複数個
配置した状態を示す斜視図である０図において６０は金
属ボックスの内外面の少なくとも一方にニオブ等の超伝
導薄膜が形成された磁気シールド室で、第１図に示す第
１．第２のマルチプレクサ３６ａ、３６ｂが収納されて
いる。この磁気シールド室はクライオスタットの内側を
覆うように形成されており、配線に必要な貫通孔が必要
箇所に形成されている。６１はマルチプレクサ３６ａ、
３６ｂとの信号の授受を行うためのケーブルを収納する
為のパイプ、６２はクライオスタットの外部に配置され
マルチプレクサからの信号を計算機等に伝送する為の中
継器である。６３はパイプの途中に形成されたフランジ
で。
このフランジに支持具６４により磁気シールド室６０が
支持されている。
支持されている。
上記構成によれば多数の検出部からの信号をクライオス
タット外からの配線を増加させることなく行うことが出
来る。また増幅器および重み付け回路を超伝導材で覆い
、マルチプレクサを磁気シールド室に収納するとともに
頭部上方を覆ったので外部磁界によるノイズを除去する
ことが出来る。
タット外からの配線を増加させることなく行うことが出
来る。また増幅器および重み付け回路を超伝導材で覆い
、マルチプレクサを磁気シールド室に収納するとともに
頭部上方を覆ったので外部磁界によるノイズを除去する
ことが出来る。
また、スクイラド磁束計にはＲｆ型とＤＣ型があるが本
発明はいずれの場合にも適用可能である。
発明はいずれの場合にも適用可能である。
さらに超伝導薄膜としては近年高温超伝導材として研究
されているセラミックス系の物質を用いても良い。
されているセラミックス系の物質を用いても良い。
〈発明の効果〉
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、検出部、増幅器１重み付け回路およびマルチプレ
クサを液体ヘリウム温度に維持されたクライオスタット
内に配置しなので、クライオスタットと外部の配線はマ
ルチプレクサのみで行われる。従って配線数が極めて少
なくなり多数の検出部を設けてもクライオスタット内の
温度上昇を防止することが可能である
れば、検出部、増幅器１重み付け回路およびマルチプレ
クサを液体ヘリウム温度に維持されたクライオスタット
内に配置しなので、クライオスタットと外部の配線はマ
ルチプレクサのみで行われる。従って配線数が極めて少
なくなり多数の検出部を設けてもクライオスタット内の
温度上昇を防止することが可能である
第１図は本発明の多チャンネルスクイッド磁束計の一実
施例を示すブロック構成図、第２図は各チャンネルの出
力波形とチャンネル切替のタイミングを示す図、第３図
はこの発明の検出部に使用するピックアップコイルの一
例を示す図、第４図は検出部の取りつけ状態を示す斜視
図、第５図は本発明の構成部品の取付け状態を示す斜視
図、第６図はスクイラド磁束計の一般的な構成図、第７
図は信号の作る磁場とピックアップコイルの位置の関係
を示す説明図である。 ３１＋ 、３１２．３１ｕ・・・磁気検出部、３４１３
４２．３４ＴＬ・・・増幅器、３５ｔ 、３５２．３５
１・・・重み付け回路、３６ａ、３６ｂ＝−マルチプレ
クサ、３７・・・Ａ／Ｄ変換器、３８・・・計算機、３
９・・・表示手段、６７・・・クライオスタット。 第 Ｉ ズ 第 Ｚ 図 第 図 第 図 ｚ 第 区 第 図
施例を示すブロック構成図、第２図は各チャンネルの出
力波形とチャンネル切替のタイミングを示す図、第３図
はこの発明の検出部に使用するピックアップコイルの一
例を示す図、第４図は検出部の取りつけ状態を示す斜視
図、第５図は本発明の構成部品の取付け状態を示す斜視
図、第６図はスクイラド磁束計の一般的な構成図、第７
図は信号の作る磁場とピックアップコイルの位置の関係
を示す説明図である。 ３１＋ 、３１２．３１ｕ・・・磁気検出部、３４１３
４２．３４ＴＬ・・・増幅器、３５ｔ 、３５２．３５
１・・・重み付け回路、３６ａ、３６ｂ＝−マルチプレ
クサ、３７・・・Ａ／Ｄ変換器、３８・・・計算機、３
９・・・表示手段、６７・・・クライオスタット。 第 Ｉ ズ 第 Ｚ 図 第 図 第 図 ｚ 第 区 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ピックアップコイル、インプットコイル、および超
伝導リング等を含んで構成される複数の磁気検出部と、
これら検出部からの信号を増幅する複数の増幅器と、こ
れら増幅器からの信号の重み付けを行う複数の重み付け
回路と、これら重み付け回路からの信号を入力する第１
のマルチプレクサと、この第１のマルチプレクサからの
信号をＡ／Ｄ変換器を介して入力する計算機と、この計
算機からの信号を第２のマルチプレクサを介して前記重
み付け回路に入力し、重み付け回路の定数を変化させる
とともにこの計算機からの出力を表示する表示手段を備
え、前記検出部、増幅器、重み付け回路および第１、第
２のマルチプレクサを液体ヘリウム温度に維持されたク
ライオスタット内に収納したことを特徴とする多チャン
ネルスクイッド磁束計。 ２）磁気検出部はピックアップコイル環状面が四角柱の
側面および底面の少なくとも３箇所に互いに９０°の位
置に薄膜により形成され、前記四角柱が複数個配置され
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多チャ
ンネルスクイッド磁束計。 ３）前記増幅器、重み付け手段および第１、第２のマル
チプレクサを超伝導材で覆い磁気シールドを施したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多チャンネル
スクイッド磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63226121A JPH0713656B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 多チャンネルスクイッド磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63226121A JPH0713656B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 多チャンネルスクイッド磁束計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274882A true JPH0274882A (ja) | 1990-03-14 |
| JPH0713656B2 JPH0713656B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16840170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63226121A Expired - Fee Related JPH0713656B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 多チャンネルスクイッド磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713656B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04204278A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Fujitsu Ltd | マルチチャンネルｓｑｕｉｄ磁束計 |
| US6224985B1 (en) | 1997-05-01 | 2001-05-01 | Wilson Greatbatch Ltd. | One step ultrasonically coated substrate for use in a capacitor |
| JP2010046344A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 生体磁場計測装置 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63226121A patent/JPH0713656B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04204278A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Fujitsu Ltd | マルチチャンネルｓｑｕｉｄ磁束計 |
| US6224985B1 (en) | 1997-05-01 | 2001-05-01 | Wilson Greatbatch Ltd. | One step ultrasonically coated substrate for use in a capacitor |
| JP2010046344A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 生体磁場計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0713656B2 (ja) | 1995-02-15 |
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