JPH0283475A - Ｓｑｕｉｄ用クライオスタット - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ用クライオスタットInfo
- Publication number
- JPH0283475A JPH0283475A JP63237391A JP23739188A JPH0283475A JP H0283475 A JPH0283475 A JP H0283475A JP 63237391 A JP63237391 A JP 63237391A JP 23739188 A JP23739188 A JP 23739188A JP H0283475 A JPH0283475 A JP H0283475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- squid
- coil
- refrigerant
- pickup coil
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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】
産深ユＪ夏七１主肛
ＳＱＵＩＤの素子とピックアップコイルとを冷媒で冷却
するＳＱＵＩＤ用クライオスタンドに関する。
するＳＱＵＩＤ用クライオスタンドに関する。
征沸Ｊヨ支徘
ジョセフソン接合の応用としてＳＱＵＩＤ（超電導量子
干渉計）が注目されている。このＳＱＵＩＤは微小磁場
を計測することができ、心磁計側、脳磁計測等の医療分
野や鉱物、地熱源の探査等に応用研究されている。上記
ＳＱＵＩＤは、共に超電導体（Ｓ Ｃ）から成る素子と
ピックアップコイルとから構成されており、従来は素子
とピックアップコイルとは共に液体ヘリウムで冷却され
ていた。ここで、ＳＱＵＩＤによる計測時には、ＳＱＵ
ＩＤの近傍に金属片がある場合であっても磁場変動（ノ
イズ）が生じるため、磁気シールドが必要とされている
。そこで、ＳＱＵＩＤを冷却するタライオスタットとし
ては非磁性のＦＲＰ製容器が用いられている。
干渉計）が注目されている。このＳＱＵＩＤは微小磁場
を計測することができ、心磁計側、脳磁計測等の医療分
野や鉱物、地熱源の探査等に応用研究されている。上記
ＳＱＵＩＤは、共に超電導体（Ｓ Ｃ）から成る素子と
ピックアップコイルとから構成されており、従来は素子
とピックアップコイルとは共に液体ヘリウムで冷却され
ていた。ここで、ＳＱＵＩＤによる計測時には、ＳＱＵ
ＩＤの近傍に金属片がある場合であっても磁場変動（ノ
イズ）が生じるため、磁気シールドが必要とされている
。そこで、ＳＱＵＩＤを冷却するタライオスタットとし
ては非磁性のＦＲＰ製容器が用いられている。
ところで、近年酸化物超電導体が発見され、これを用い
てＳＱＵＩＤの製作が試みられている。
てＳＱＵＩＤの製作が試みられている。
この酸化物超電導体は、液体ヘリウムより高温でコスト
の低い液体窒素で冷却することによって超電導状態とな
るので、これをＳＱＵＩＤに用いればランニングコスト
を低減することができる。
の低い液体窒素で冷却することによって超電導状態とな
るので、これをＳＱＵＩＤに用いればランニングコスト
を低減することができる。
しよ”と る
この場合、ピックアップコイルは超電導状態であれば作
動するので液体窒素で冷却すればよい。
動するので液体窒素で冷却すればよい。
しかしながら、素子で発生するノイズは温度の上昇に対
して増加（ノイズは温度の４７３乗に比例して増加）す
るため、素子は温度の低い液体ヘリウムを用いて冷却す
る必要があった。このため、従来構造の２要式タライオ
スタソト（冷却層と真空層とから成る）では、冷媒とし
て高コストの液体ヘリウムを用いる必要があり、ＳＱＵ
ＩＤのランニングコストを低減することができない。ま
た、液体ヘリウムは液体窒素より低温であるため、高い
断熱性が要求され、これに伴って液体ヘリウムと外気と
を断熱する真空層の厚みを大きくする必要がある。した
がって、ピックアップコイルと測定対象物との間隔が広
くなって、ＳＱＵＩＤの測定精度を向上させることがで
きないという課題を存していた。
して増加（ノイズは温度の４７３乗に比例して増加）す
るため、素子は温度の低い液体ヘリウムを用いて冷却す
る必要があった。このため、従来構造の２要式タライオ
スタソト（冷却層と真空層とから成る）では、冷媒とし
て高コストの液体ヘリウムを用いる必要があり、ＳＱＵ
ＩＤのランニングコストを低減することができない。ま
た、液体ヘリウムは液体窒素より低温であるため、高い
断熱性が要求され、これに伴って液体ヘリウムと外気と
を断熱する真空層の厚みを大きくする必要がある。した
がって、ピックアップコイルと測定対象物との間隔が広
くなって、ＳＱＵＩＤの測定精度を向上させることがで
きないという課題を存していた。
そこで本発明は、ピックアップコイルと測定対象物との
間隔を短くしてＳＱＵＩＤの測定精度を向上させること
ができると共に、液体ヘリウムの消費量を低減してＳＱ
ＵＩＤのランニングコストを低減しうるＳＱＵＩＤ用ク
ライオスタンドの提供を目的としている。
間隔を短くしてＳＱＵＩＤの測定精度を向上させること
ができると共に、液体ヘリウムの消費量を低減してＳＱ
ＵＩＤのランニングコストを低減しうるＳＱＵＩＤ用ク
ライオスタンドの提供を目的としている。
ｉ ゛ るための
本発明は上記目的を達成するために、ＳＱＵＩＤの素子
とピンクアップコイルとを冷媒で冷却するＳＱＵＩＤ用
タライオスタフトにおいて、前記素子を冷却する第１冷
媒が貯溜された第１冷却層と、上記第１冷媒より高温で
あり前記ピックアップコイルを冷却する第２冷媒が貯溜
された第２冷却層と、上記第２冷却層と外気とを断熱す
る第１真空層と、上記第１冷却層と第２冷却層とを断熱
する第２真空層とを有することを特徴とする。
とピンクアップコイルとを冷媒で冷却するＳＱＵＩＤ用
タライオスタフトにおいて、前記素子を冷却する第１冷
媒が貯溜された第１冷却層と、上記第１冷媒より高温で
あり前記ピックアップコイルを冷却する第２冷媒が貯溜
された第２冷却層と、上記第２冷却層と外気とを断熱す
る第１真空層と、上記第１冷却層と第２冷却層とを断熱
する第２真空層とを有することを特徴とする。
抱−一■
上記の如く４層構造とすれば、ノイズに弱い素子を第１
冷媒で冷却することができ、超電導状態であれば正確に
作動するビックアンプコイルを第１冷媒よりも高温の第
２冷媒で冷却することが可能となる。したがって、素子
及びピックアップコイルを酸化物超電導体で構成するこ
とができる。
冷媒で冷却することができ、超電導状態であれば正確に
作動するビックアンプコイルを第１冷媒よりも高温の第
２冷媒で冷却することが可能となる。したがって、素子
及びピックアップコイルを酸化物超電導体で構成するこ
とができる。
加えて、第２冷却層と外気とを断熱する第１真空層の厚
みを小さ（することができるので、ピックアップコイル
と測定対象物との距離を短くすることが可能となる。
みを小さ（することができるので、ピックアップコイル
と測定対象物との距離を短くすることが可能となる。
また、第１冷媒は素子のみを冷却しピックアップコイル
を冷却せず、且つ第１冷却層と外気との間には第１真空
層と第２冷却層と第２真空層とが設けられているので、
第１冷媒の気化が抑制されて第１冷媒の消費量を減少さ
せることができる。
を冷却せず、且つ第１冷却層と外気との間には第１真空
層と第２冷却層と第２真空層とが設けられているので、
第１冷媒の気化が抑制されて第１冷媒の消費量を減少さ
せることができる。
実−一」し−一五
本発明の一実施例を、第１図及び第２図に基づいて、以
下に説明する。
下に説明する。
第１図に示すように、本発明のＳＱＵＩＤ用クライオス
タンドは共にＦＲＰから成る外槽１と内槽２とを有して
いる。上記外槽１は外槽用外ケース°３と外槽用内ケー
ス４とから成る一方、上記内槽２は内槽用外ケース５と
内槽用内ケース６とから構成されている。上記外槽用外
ケース３と外槽用内ケース４との下部には、図示しない
測定対象物方向に突出する凸部３ａ・４ａが形成されて
いる。
タンドは共にＦＲＰから成る外槽１と内槽２とを有して
いる。上記外槽１は外槽用外ケース°３と外槽用内ケー
ス４とから成る一方、上記内槽２は内槽用外ケース５と
内槽用内ケース６とから構成されている。上記外槽用外
ケース３と外槽用内ケース４との下部には、図示しない
測定対象物方向に突出する凸部３ａ・４ａが形成されて
いる。
ここで、前記外槽用外ケース３と外槽用内ケース４との
間の空間には断熱用の第１真空層７が形成されており、
この第１真空層７を形成すべく外槽用外ケース３の側壁
には真空バルブ８が設けられている。前記外槽用内ケー
ス４の凸部４ａ内空間にはＹＢａＣｕ○（Ｔｃ９４Ｋ）
から成るピックアンプコイル１２が設けられており、こ
のピックアップコイル１２は前記内槽用外ケース５の底
壁に固定された支持体１３によって支持されている。ま
た、外槽用内ケース４内には上記ピックアップコイル１
２を冷却する液体窒素９が貯溜されており、外槽用内ケ
ース４の上壁４ｂには外槽用内ケース４内に液体窒素９
を供給する液体窒素供衿口１０と気化した液体窒素９を
排出する気体窒素排出口１１とが設けられている。一方
、前記内槽用外ケース５と内槽用内ケース６との間の空
間には断熱用の第２真空層１４ （１０−ｂ〜１０−”
Ｔｏ ｒ ｒ）が形成されており、この第２真空層１４
を形成すべく内槽用外ケース５の側壁には真空バルブ１
５が設けられている。内槽用内ケース６内には、図示し
ないコントロール回路と接続されＹＢａＣｕＯから成る
素子１６が設けられており、この素子１６と前記ピック
アップコイル１２とは、後述の素子側引出線３５、ピッ
クアップコイル側引出線３７、及び誘導コイル２１にて
接続されている。また、内槽用内ケース６内には素子１
６を冷却する液体ヘリウムエフが貯溜されている。内槽
用内ケース６の上壁６ａには外槽用内ケース４内に液体
ヘリウムを供給する液体ヘリウム供給口１８と気化した
液体ヘリウムを排出する気体ヘリウム排出口１９とが設
けられており、内槽用内ケース６の側壁には圧力弁２０
が設けられている。
間の空間には断熱用の第１真空層７が形成されており、
この第１真空層７を形成すべく外槽用外ケース３の側壁
には真空バルブ８が設けられている。前記外槽用内ケー
ス４の凸部４ａ内空間にはＹＢａＣｕ○（Ｔｃ９４Ｋ）
から成るピックアンプコイル１２が設けられており、こ
のピックアップコイル１２は前記内槽用外ケース５の底
壁に固定された支持体１３によって支持されている。ま
た、外槽用内ケース４内には上記ピックアップコイル１
２を冷却する液体窒素９が貯溜されており、外槽用内ケ
ース４の上壁４ｂには外槽用内ケース４内に液体窒素９
を供給する液体窒素供衿口１０と気化した液体窒素９を
排出する気体窒素排出口１１とが設けられている。一方
、前記内槽用外ケース５と内槽用内ケース６との間の空
間には断熱用の第２真空層１４ （１０−ｂ〜１０−”
Ｔｏ ｒ ｒ）が形成されており、この第２真空層１４
を形成すべく内槽用外ケース５の側壁には真空バルブ１
５が設けられている。内槽用内ケース６内には、図示し
ないコントロール回路と接続されＹＢａＣｕＯから成る
素子１６が設けられており、この素子１６と前記ピック
アップコイル１２とは、後述の素子側引出線３５、ピッ
クアップコイル側引出線３７、及び誘導コイル２１にて
接続されている。また、内槽用内ケース６内には素子１
６を冷却する液体ヘリウムエフが貯溜されている。内槽
用内ケース６の上壁６ａには外槽用内ケース４内に液体
ヘリウムを供給する液体ヘリウム供給口１８と気化した
液体ヘリウムを排出する気体ヘリウム排出口１９とが設
けられており、内槽用内ケース６の側壁には圧力弁２０
が設けられている。
ところで、前記素子側引出線３５とピックアップコイル
側引出線３７とは前記内槽用外ケース５の底壁５ｃと内
槽用内ケース６の底壁６ｃとを通って、ピックアップコ
イル１２と素子１６とを接続しているが、その詳細な構
造を第２図に示す。
側引出線３７とは前記内槽用外ケース５の底壁５ｃと内
槽用内ケース６の底壁６ｃとを通って、ピックアップコ
イル１２と素子１６とを接続しているが、その詳細な構
造を第２図に示す。
上記両底壁５ｃ・６ｃには、それぞれ貫通穴２５と貫通
穴２６とが形成されている。これら貫通穴２５・２６に
は内筒２７と内筒２８とがそれぞれ固定されており、こ
の固定方法は両頁通孔２５・２６と内筒２７・２８とを
ねじ加工した後接着剤によりシールした。これら内筒２
７・２８内にはそれぞれエポキシ系樹脂２９とエポキシ
系樹脂３０とが充填されている。上記エポキシ系樹脂２
９内には前記素子１６と接続された素子側引出線３５が
挿通されており、この素子側引出線３５の端部には前記
誘導コイル２１の入力コイル２１ａが形成されている。
穴２６とが形成されている。これら貫通穴２５・２６に
は内筒２７と内筒２８とがそれぞれ固定されており、こ
の固定方法は両頁通孔２５・２６と内筒２７・２８とを
ねじ加工した後接着剤によりシールした。これら内筒２
７・２８内にはそれぞれエポキシ系樹脂２９とエポキシ
系樹脂３０とが充填されている。上記エポキシ系樹脂２
９内には前記素子１６と接続された素子側引出線３５が
挿通されており、この素子側引出線３５の端部には前記
誘導コイル２１の入力コイル２１ａが形成されている。
一方エボキシ系樹脂３０内には前記ピックアップコイル
１２と接続されたピックアップコイル側引出線３７が挿
通されており、このピックアップコイル側引出線３７の
端部には上記入力コイル２１ａと対峙する出力コイル２
１ｂが形成されている。尚、入力コイル２１ａと出力コ
イル２１ｂとはφ５〜２０１１とし、入力コイル２１ａ
と出力コイル２１ｂとの距離は５００μｍ以下で非接触
としている。また、誘導コイル２１と素子側引出線３５
とピックアップコイル側引出線３７とは酸化物超電導体
にて構成されている。
１２と接続されたピックアップコイル側引出線３７が挿
通されており、このピックアップコイル側引出線３７の
端部には上記入力コイル２１ａと対峙する出力コイル２
１ｂが形成されている。尚、入力コイル２１ａと出力コ
イル２１ｂとはφ５〜２０１１とし、入力コイル２１ａ
と出力コイル２１ｂとの距離は５００μｍ以下で非接触
としている。また、誘導コイル２１と素子側引出線３５
とピックアップコイル側引出線３７とは酸化物超電導体
にて構成されている。
上記の構成において、本発明のＳＱＵＩＤを作動させる
と、ピックアップコイル１２で得られた信号は素子側引
出線３５、誘導コイル２１、及びピックアップコイル側
引出線３７を介して素子１６に与えられ、しかる後素子
１６からコントロール回路に信号が出力される。
と、ピックアップコイル１２で得られた信号は素子側引
出線３５、誘導コイル２１、及びピックアップコイル側
引出線３７を介して素子１６に与えられ、しかる後素子
１６からコントロール回路に信号が出力される。
ところで、上記の如く４層構造とすれば、ノイズに弱い
素子１６を液体ヘリウムで冷却することができ、超電導
状態であれば正確に作動するピックアップコイル１２を
液体窒素で冷却することが可能となる。更に液体ヘリウ
ム１７と外気との間には第１真空層７と液体窒素９と第
２真空１１４とが設けられている。したがって、高コス
トの液体ヘリウム１７の気化量が減少して液体ヘリウム
１７の消費量が減少するので、ＳＱＵＩＤのランニング
コストを低減することが可能となる。
素子１６を液体ヘリウムで冷却することができ、超電導
状態であれば正確に作動するピックアップコイル１２を
液体窒素で冷却することが可能となる。更に液体ヘリウ
ム１７と外気との間には第１真空層７と液体窒素９と第
２真空１１４とが設けられている。したがって、高コス
トの液体ヘリウム１７の気化量が減少して液体ヘリウム
１７の消費量が減少するので、ＳＱＵＩＤのランニング
コストを低減することが可能となる。
また、ピックアップコイル１２の下方にある外槽用内ケ
ース４の底壁４Ｃ上面と外槽用外ケース３の底壁３Ｃ下
面との距離ｌが５１ｍ［底壁３Ｃ・４ｃ （２ｍｍＸ２
）十真空層７（１ｍ）］となるので、ピックアップコイ
ル１２と測定対象物との距離を短くすることができる。
ース４の底壁４Ｃ上面と外槽用外ケース３の底壁３Ｃ下
面との距離ｌが５１ｍ［底壁３Ｃ・４ｃ （２ｍｍＸ２
）十真空層７（１ｍ）］となるので、ピックアップコイ
ル１２と測定対象物との距離を短くすることができる。
尚、従来のタライオスタットでは距離ｌは１０〜３０ｆ
ｌ（底壁３Ｃ・４Ｃ（３〜ｌ□ｎＸ２）十真空層７（３
〜１０１１））であった。
ｌ（底壁３Ｃ・４Ｃ（３〜ｌ□ｎＸ２）十真空層７（３
〜１０１１））であった。
更に、素子側引出線３５とピックアップコイル側引出線
３７とは、弾性力を有するエポキシ系樹脂２９とエポキ
シ系樹脂３０とを挿通しているので、第２真空層１４の
シールを完全に行うことができる。
３７とは、弾性力を有するエポキシ系樹脂２９とエポキ
シ系樹脂３０とを挿通しているので、第２真空層１４の
シールを完全に行うことができる。
１１と九果
以上説明したように本発明によれば、ノイズに弱い素子
を第１冷媒で冷却することができ、超電４゜ 導状態であれば正確に作動するピックアップコイルを第
１冷媒よりも高温の第２冷媒で冷却することが可能とな
る。しかがって、素子及びピックアンプコイルを酸化物
超電導体で構成することができる。加えて、第２冷却層
と外気とを断熱する第１真空層の厚みを小さくすること
ができるので、ピックアップコイルと測定対象物との距
離を短くすることが可能となる。更に、第１冷媒は素子
のみを冷却しピックアンプコイルを冷却せず、且つ第１
冷却層と外気との間には第１真空層と第２冷却層と第２
真空層とが設けられているので、第１冷媒の気化が抑制
されて第１冷媒の消費量を減少させることができる。
を第１冷媒で冷却することができ、超電４゜ 導状態であれば正確に作動するピックアップコイルを第
１冷媒よりも高温の第２冷媒で冷却することが可能とな
る。しかがって、素子及びピックアンプコイルを酸化物
超電導体で構成することができる。加えて、第２冷却層
と外気とを断熱する第１真空層の厚みを小さくすること
ができるので、ピックアップコイルと測定対象物との距
離を短くすることが可能となる。更に、第１冷媒は素子
のみを冷却しピックアンプコイルを冷却せず、且つ第１
冷却層と外気との間には第１真空層と第２冷却層と第２
真空層とが設けられているので、第１冷媒の気化が抑制
されて第１冷媒の消費量を減少させることができる。
これらのことから、本発明のタライオスタフトを用いた
ＳＱＵＩＤの測定精度を飛躍的に向上させることができ
ると共に、ＳＱＵＩＤのランニングコストを低減するこ
とができる等の効果を奏する。
ＳＱＵＩＤの測定精度を飛躍的に向上させることができ
ると共に、ＳＱＵＩＤのランニングコストを低減するこ
とができる等の効果を奏する。
第１図は本発明のＳＱＵＩＤ用クライオスタットの断面
図、第２図はピンクアップコイルと素子と・の接続構造
を示す断面図である。 ７・・・第１真空層、９・・・液体窒素、１２・・・ピ
ックアップコイル、１４・・・第２真空層、１６・・・
素子、１７・・・液体ヘリウム。 特許出願人：三洋電機 株式会社
図、第２図はピンクアップコイルと素子と・の接続構造
を示す断面図である。 ７・・・第１真空層、９・・・液体窒素、１２・・・ピ
ックアップコイル、１４・・・第２真空層、１６・・・
素子、１７・・・液体ヘリウム。 特許出願人：三洋電機 株式会社
Claims (1)
- （１）ＳＱＵＩＤの素子とピックアップコイルとを冷媒
で冷却するＳＱＵＩＤ用クライオスタットにおいて、 前記素子を冷却する第１冷媒が貯溜された第１冷却層と
、 上記第１冷媒より高温であり前記ピックアップコイルを
冷却する第２冷媒が貯溜された第２冷却層と、 上記第２冷却層と外気とを断熱する第１真空層と、 上記第１冷却層と第２冷却層とを断熱する第２真空層と
、 を有することを特徴とするＳＱＵＩＤ用クライオスタッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237391A JPH0283475A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｓｑｕｉｄ用クライオスタット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237391A JPH0283475A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｓｑｕｉｄ用クライオスタット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283475A true JPH0283475A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=17014696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237391A Pending JPH0283475A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｓｑｕｉｄ用クライオスタット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0283475A (ja) |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63237391A patent/JPH0283475A/ja active Pending
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