JPH0283476A - 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
- JPH0283476A JPH0283476A JP63237392A JP23739288A JPH0283476A JP H0283476 A JPH0283476 A JP H0283476A JP 63237392 A JP63237392 A JP 63237392A JP 23739288 A JP23739288 A JP 23739288A JP H0283476 A JPH0283476 A JP H0283476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- pickup coil
- squid
- refrigerant
- pickup
- 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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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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】
主１よ立肌里分立
本発明は、素子とピックアップコイルとが温度の異なる
冷媒で冷却され、上記素子を冷却する第１冷媒とこの第
１冷媒よりも高温であり上記ピ・ンクアップコイルを冷
却する第２冷媒との間に真空層が設けられたＳＱＵＩＤ
用クライオスタットに征」欽ｌ支逝 ジョセフソン接合の応用として５ＱｔＪｉＤ（ｉｌ電導
量子干渉計）が注目されている。この５ＱＬＩＩＤは微
小磁場を計測することができ、心磁計測、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Ｈｂ等の超電導体（ＳＣ）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。
冷媒で冷却され、上記素子を冷却する第１冷媒とこの第
１冷媒よりも高温であり上記ピ・ンクアップコイルを冷
却する第２冷媒との間に真空層が設けられたＳＱＵＩＤ
用クライオスタットに征」欽ｌ支逝 ジョセフソン接合の応用として５ＱｔＪｉＤ（ｉｌ電導
量子干渉計）が注目されている。この５ＱＬＩＩＤは微
小磁場を計測することができ、心磁計測、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Ｈｂ等の超電導体（ＳＣ）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。
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。ところが、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
ればよいが、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。したがって、素子を冷却する液体ヘリウ
ムが貯溜された第１冷却層と、ピックアップコイルを冷
却する液体窒素が貯溜された第２冷却層と、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ＳＱＵＩＤ
用クライオスタットを用いることが考えられる。
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。ところが、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
ればよいが、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。したがって、素子を冷却する液体ヘリウ
ムが貯溜された第１冷却層と、ピックアップコイルを冷
却する液体窒素が貯溜された第２冷却層と、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ＳＱＵＩＤ
用クライオスタットを用いることが考えられる。
このような構造であれば、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できるので、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
ウムへの熱進入量を軽減できるのでその消費を少なくす
ることができる等の利点を有している。
象物との距離を短くすることができるので、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
ウムへの熱進入量を軽減できるのでその消費を少なくす
ることができる等の利点を有している。
しよ°と る
しかしながら、ピックアップコイルから素子に電気信号
を伝える際に、超電導線で両者が直接接続されていると
、超電導線を通じて液体ヘリウムに熱が進入する。この
ため、液体ヘリウムの消費量を十分に少なくすることが
できず、ＳＱＵＩＤのランニングコストを十分に低減す
ることができないという課題を有していた。
を伝える際に、超電導線で両者が直接接続されていると
、超電導線を通じて液体ヘリウムに熱が進入する。この
ため、液体ヘリウムの消費量を十分に少なくすることが
できず、ＳＱＵＩＤのランニングコストを十分に低減す
ることができないという課題を有していた。
そこで本発明は、液体ヘリウムの消費量を十分に少なく
して、ＳＱＵＩＤのランニングコストを飛躍的に低減し
うるＳＱＵＩＤ用クライオスタンドの提供を目的として
いる。
して、ＳＱＵＩＤのランニングコストを飛躍的に低減し
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、素子とピックアッ
プコイルとが温度の異なる冷媒で冷却され、上記素子を
冷却する第１冷媒とこの第１冷媒よりも高温でありピッ
クアップコイルを冷却する第２冷媒との間に真空層が設
けられたＳＱＵＩＤ用クライオスタツトにおいて、前記
ピックアップコイルと超電導接合された出力コイル及び
前記素子と超電導接合された入力コイルが前記真空層内
に設けられていることを特徴とする。
プコイルとが温度の異なる冷媒で冷却され、上記素子を
冷却する第１冷媒とこの第１冷媒よりも高温でありピッ
クアップコイルを冷却する第２冷媒との間に真空層が設
けられたＳＱＵＩＤ用クライオスタツトにおいて、前記
ピックアップコイルと超電導接合された出力コイル及び
前記素子と超電導接合された入力コイルが前記真空層内
に設けられていることを特徴とする。
作二−−−月−
上記の構成であれば、ピックアップコイルと超電導接合
された出力コイル及び素子と超電導接合された入力コイ
ルが前記第２真空層内に設けられているので、素子とピ
ックアップコイルとは直接接続されない。したがって、
ピックアップコイルから素子へは熱電導しないので、第
１冷媒の気化量が低減し第１冷媒の消費量を低減するこ
とができる。
された出力コイル及び素子と超電導接合された入力コイ
ルが前記第２真空層内に設けられているので、素子とピ
ックアップコイルとは直接接続されない。したがって、
ピックアップコイルから素子へは熱電導しないので、第
１冷媒の気化量が低減し第１冷媒の消費量を低減するこ
とができる。
次−一」Ｌ−一桝
〔第１実施例〕
本発明の第１実施例を、第１図乃至第３図に基づいて、
以下に説明する。
以下に説明する。
第１図に示すように、本発明のＳＱＵＩＤ用クライオス
タットは共に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。
タットは共に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ＹＢａＣｕＯ（Ｔｃ ９４Ｋ
）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。
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ＹＢａＣｕＯ（Ｔｃ ９４Ｋ
）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
１２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給口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が形成されており、こ
の第２真空Ｊｉ１４を形成すべく内槽用外ケース５の側
壁には真空バルブ１５が設けられている。
１２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給口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が形成されており、こ
の第２真空Ｊｉ１４を形成すべく内槽用外ケース５の側
壁には真空バルブ１５が設けられている。
内槽用内ケース６内には、ＹＢａＣｕＯから成る素子１
６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３１、ピックアッ
プコイル側引出＆’ｉ３３、入力コイル４０及び出力コ
イル４１にて接続されている。また、内槽用内ケース６
内には素子１６を冷却する液体ヘリウム１７が貯溜され
ている。内槽用内ケース６の上壁６ｂ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１
８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。
６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３１、ピックアッ
プコイル側引出＆’ｉ３３、入力コイル４０及び出力コ
イル４１にて接続されている。また、内槽用内ケース６
内には素子１６を冷却する液体ヘリウム１７が貯溜され
ている。内槽用内ケース６の上壁６ｂ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１
８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３１とピックアップコイル
側引出線３４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、ピンクアップコ
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図及び第３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にはそれぞれ基板固定台２
７と基板固定台２８とが固定されており、この固定方法
は側基板固定台２７・２８と貫通穴２５・２６とをねし
加工した後エポキシ樹脂等の低温接着剤によりシールし
た。上記側基板固定台２７・２８の対向面にはそれぞれ
切欠き２７ｂ・２８ｂが形成されており、これら切欠き
２７ｂ・２８ｂには基板４２・４３が固定されている。
側引出線３４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、ピンクアップコ
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図及び第３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にはそれぞれ基板固定台２
７と基板固定台２８とが固定されており、この固定方法
は側基板固定台２７・２８と貫通穴２５・２６とをねし
加工した後エポキシ樹脂等の低温接着剤によりシールし
た。上記側基板固定台２７・２８の対向面にはそれぞれ
切欠き２７ｂ・２８ｂが形成されており、これら切欠き
２７ｂ・２８ｂには基板４２・４３が固定されている。
尚、基板固定台２７・２８と基板４２・４３とは接着剤
で固定されている。また、上記側基板固定台２７・２８
の端部近傍にはそれぞれ貫通孔２７ａと貫通孔２８ａと
が形成されており、これら貫通孔２７ａ・２８ａ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２９内には前記素
子と接続された素子側引出線３１が挿通されており、こ
の素子側引出線３１の端部には前記入力コイル４０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３３が挿通されており、このピックアップコイル
側引出線３３の端部には上記入力コイル４０と対峙する
出力コイル４１が形成されている。ここで、上記入力コ
イル４０と出力コイル４１とはＹＢａＣｕＯ或いはＢｔ
ＳｒＣａＣｕＯ系の酸化物から成り、前記基板４２・４
３の対向面上に形成されている。また、両コイル４０・
４１はスクリーン印刷法により形成されている。
で固定されている。また、上記側基板固定台２７・２８
の端部近傍にはそれぞれ貫通孔２７ａと貫通孔２８ａと
が形成されており、これら貫通孔２７ａ・２８ａ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２９内には前記素
子と接続された素子側引出線３１が挿通されており、こ
の素子側引出線３１の端部には前記入力コイル４０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３３が挿通されており、このピックアップコイル
側引出線３３の端部には上記入力コイル４０と対峙する
出力コイル４１が形成されている。ここで、上記入力コ
イル４０と出力コイル４１とはＹＢａＣｕＯ或いはＢｔ
ＳｒＣａＣｕＯ系の酸化物から成り、前記基板４２・４
３の対向面上に形成されている。また、両コイル４０・
４１はスクリーン印刷法により形成されている。
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で得られた信号はピックア
ップコイル側引出線３３、出力コイル４１、入力コイル
４０及び素子側引出線３１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で得られた信号はピックア
ップコイル側引出線３３、出力コイル４１、入力コイル
４０及び素子側引出線３１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、上記の如くピックアップコイル１２と超電導
接合された出力コイル４１及び素子１６と超電導接合さ
れた人力コイル４０が前記第２真空ＪｉｉｌＡ内に設け
られていれば、素子１６とピックアップコイル１２とは
直接接続されない。したがって、ピンクアップコイル１
２から素子１６に熱電導することがないので、素子１６
を冷却する液体ヘリウム１７の気化量が少なくなり液体
ヘリウム１７の消費量を低減することができる。
接合された出力コイル４１及び素子１６と超電導接合さ
れた人力コイル４０が前記第２真空ＪｉｉｌＡ内に設け
られていれば、素子１６とピックアップコイル１２とは
直接接続されない。したがって、ピンクアップコイル１
２から素子１６に熱電導することがないので、素子１６
を冷却する液体ヘリウム１７の気化量が少なくなり液体
ヘリウム１７の消費量を低減することができる。
また、素子側引出線３１とピックアップコイル側引出線
３３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。
３３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。
〔第２実施例〕
本発明の第２実施例を、第４図及び第５図に基づいて、
以下に説明する。尚、第１実施例と同一の部材には同一
の符号を付してその説明を省略する。
以下に説明する。尚、第１実施例と同一の部材には同一
の符号を付してその説明を省略する。
両底壁５ｃ・６ｃに形成された貫通穴２５・２６には入
力コイル用コア５２と出力コイル用コア５３とが固定さ
れている。上記入力コイル用コア５２の対向面には凹部
６０が形成される一方、上記出力コイル用コア５３の対
向面には上記凹部６０より若干小径の凸部６１が形成さ
れている。上記凹部６０の内周と凸部６１の外周とは対
向するように配設されており、且つ凹部６０の内周と凸
部６１の外周とにはソレノイド状に巻回（３〜１０ター
ン）された入力コイル３２と出力コイル３４゜ ４とが設けられている。上記入力コイル３２と接続され
た素子側引出線３１は前記入力コイル用コア５２の貫通
孔５２ａ・５２ｂに設けられたエポキシ系樹脂２９を挿
通しており、上記出力コイル３４と接続されたピックア
ップコイル側引出線３３は前記出力コイル用コア５３の
貫通孔５３ａ・５３ｂに設けられたエポキシ系樹脂３０
を挿通ずるような構造である。
力コイル用コア５２と出力コイル用コア５３とが固定さ
れている。上記入力コイル用コア５２の対向面には凹部
６０が形成される一方、上記出力コイル用コア５３の対
向面には上記凹部６０より若干小径の凸部６１が形成さ
れている。上記凹部６０の内周と凸部６１の外周とは対
向するように配設されており、且つ凹部６０の内周と凸
部６１の外周とにはソレノイド状に巻回（３〜１０ター
ン）された入力コイル３２と出力コイル３４゜ ４とが設けられている。上記入力コイル３２と接続され
た素子側引出線３１は前記入力コイル用コア５２の貫通
孔５２ａ・５２ｂに設けられたエポキシ系樹脂２９を挿
通しており、上記出力コイル３４と接続されたピックア
ップコイル側引出線３３は前記出力コイル用コア５３の
貫通孔５３ａ・５３ｂに設けられたエポキシ系樹脂３０
を挿通ずるような構造である。
このような第２実施例の構造であっても上記第１実施例
と同様の効果を奏する。
と同様の効果を奏する。
主班皇羞釆
以上のように本発明によれば、ピックアップコイルから
素子へは熱電導しないので、第１冷媒の消費量を低減す
ることができる。したがって、ＳＱＵＩＤのランニング
コストを飛躍的に低減することができるという効果を奏
する。
素子へは熱電導しないので、第１冷媒の消費量を低減す
ることができる。したがって、ＳＱＵＩＤのランニング
コストを飛躍的に低減することができるという効果を奏
する。
第１図は第１実施例のＳＱＵＩＤ用クライオスタットの
断面図、第２図は入力コイル及び出力コイルの平面図、
第３図は入力コイルと出力コイルとの関係を示す断面図
、第４図は第２実施例の入力コイル及び出力コイルの平
面図、第５図は第２実施例の入力コイルと出力コイルと
の関係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、３２・４０・・・入力
コイル、３４・４１・・・出力コイル。 特許出願人：三洋電機 株式会社
断面図、第２図は入力コイル及び出力コイルの平面図、
第３図は入力コイルと出力コイルとの関係を示す断面図
、第４図は第２実施例の入力コイル及び出力コイルの平
面図、第５図は第２実施例の入力コイルと出力コイルと
の関係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、３２・４０・・・入力
コイル、３４・４１・・・出力コイル。 特許出願人：三洋電機 株式会社
Claims (1)
- （１）素子とピックアップコイルとが温度の異なる冷媒
で冷却され、上記素子を冷却する第１冷媒とこの第１冷
媒よりも高温であり上記ピックアップコイルを冷却する
第２冷媒との間に真空層が設けられたＳＱＵＩＤ用クラ
イオスタットにおいて、前記ピックアップコイルと超電
導接合された出力コイル及び前記素子と超電導接合され
た入力コイルが前記真空層内に設けられていることを特
徴とするＳＱＵＩＤ用クライオスタット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237392A JPH0283476A (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 |
|---|---|---|---|
| JP63237392A JPH0283476A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｓｑｕｉｄ用クライオスタット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283476A true JPH0283476A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=17014712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237392A Pending JPH0283476A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Ｓｑｕｉｄ用クライオスタット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0283476A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006021611A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Helsinki University Of Technology | Method for thermal insulation of a coupling |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63237392A patent/JPH0283476A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006021611A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Helsinki University Of Technology | Method for thermal insulation of a coupling |
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