JPH04249399A - 超電導磁気シールド体 - Google Patents
超電導磁気シールド体Info
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- JPH04249399A JPH04249399A JP3035239A JP3523991A JPH04249399A JP H04249399 A JPH04249399 A JP H04249399A JP 3035239 A JP3035239 A JP 3035239A JP 3523991 A JP3523991 A JP 3523991A JP H04249399 A JPH04249399 A JP H04249399A
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- superconducting magnetic
- magnetic shield
- magnetic
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内側に空間を画成する
形状に成形された金属基板の成形体と超電導物質を含む
材料との複合体からなり、前記空間を磁気被遮蔽空間と
する超電導磁気シールド体に関する。
形状に成形された金属基板の成形体と超電導物質を含む
材料との複合体からなり、前記空間を磁気被遮蔽空間と
する超電導磁気シールド体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例の一例を模式的に図２に図示する
ように、内側に磁気被遮蔽空間を形成する従来の超電導
磁気シールド体１は、金属製の、例えば銀薄板製の円筒
体３を支持体とし、その外面のみ又は内面のみにＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系及びＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系等の
酸化物超電導物質、或いはＮｂ−Ｔｉ等の金属系超電導
物質を含む超電導体層５を積層したものからなっている
。超電導体層５は、塗布法或いはスパッター法等により
厚膜及び薄膜に形成されて金属製円筒基板の表面に設け
られる。
ように、内側に磁気被遮蔽空間を形成する従来の超電導
磁気シールド体１は、金属製の、例えば銀薄板製の円筒
体３を支持体とし、その外面のみ又は内面のみにＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系及びＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系等の
酸化物超電導物質、或いはＮｂ−Ｔｉ等の金属系超電導
物質を含む超電導体層５を積層したものからなっている
。超電導体層５は、塗布法或いはスパッター法等により
厚膜及び薄膜に形成されて金属製円筒基板の表面に設け
られる。
【０００３】しかしながら、超電導量子干渉デバイス（
ＳＱＵＩＤ素子）を用いた磁束計により１０−１４ Ｔ
ｅｓｌａ ／（Ｈｚ）１／２程度の微弱な磁場を測定す
る必要のある生体磁気測定等に上述の従来型超電導磁気
シールド体を使用するのは、以下に説明するような遮蔽
上の欠点が問題となっていた。ここで超電導磁気シール
ド体の機能を説明する便宜のため、生体磁気測定におい
て微弱な磁束を検出してそれを電圧信号に変換する部分
の基本的構成を図３に図解的に示す。被検出磁場の強さ
は、検出コイル７により検出されてＳＱＵＩＤ素子９に
伝達され、そこで電圧信号に変換される。ＳＱＵＩＤ素
子９は磁気に非常に高感度であり、地球磁場等の影響を
避けるため超電導磁気シールド体１内に設置される。内
側に空間を形成する形状に成形された金属基板の外面に
超電導体層を設けて、前記空間を磁気被遮蔽空間とした
従来型の超電導磁気シールド体を磁気シールドとして図
３に示す配置で使用した場合、生体を対象とする被検出
磁場以外からの基板に含まれる金属から発生する熱雑音
電流による磁気雑音が検出され、測定目的とする生体磁
場を識別することができなっかった。それは、基板に含
まれる金属から発生する熱雑音電流による磁気雑音の磁
場強度が被検出磁場の磁場強度より強いからであった。 更に、同じ形状の基板の内面のみに超電導体層を形成し
た従来型の超電導磁気シールド体を同じく図３に示すよ
うに配置した場合、基板から発生する熱雑音電流による
磁気雑音が被検出磁場の検出コイルに検出され同じく目
的とする磁場を識別することができないことも確認され
た。
ＳＱＵＩＤ素子）を用いた磁束計により１０−１４ Ｔ
ｅｓｌａ ／（Ｈｚ）１／２程度の微弱な磁場を測定す
る必要のある生体磁気測定等に上述の従来型超電導磁気
シールド体を使用するのは、以下に説明するような遮蔽
上の欠点が問題となっていた。ここで超電導磁気シール
ド体の機能を説明する便宜のため、生体磁気測定におい
て微弱な磁束を検出してそれを電圧信号に変換する部分
の基本的構成を図３に図解的に示す。被検出磁場の強さ
は、検出コイル７により検出されてＳＱＵＩＤ素子９に
伝達され、そこで電圧信号に変換される。ＳＱＵＩＤ素
子９は磁気に非常に高感度であり、地球磁場等の影響を
避けるため超電導磁気シールド体１内に設置される。内
側に空間を形成する形状に成形された金属基板の外面に
超電導体層を設けて、前記空間を磁気被遮蔽空間とした
従来型の超電導磁気シールド体を磁気シールドとして図
３に示す配置で使用した場合、生体を対象とする被検出
磁場以外からの基板に含まれる金属から発生する熱雑音
電流による磁気雑音が検出され、測定目的とする生体磁
場を識別することができなっかった。それは、基板に含
まれる金属から発生する熱雑音電流による磁気雑音の磁
場強度が被検出磁場の磁場強度より強いからであった。 更に、同じ形状の基板の内面のみに超電導体層を形成し
た従来型の超電導磁気シールド体を同じく図３に示すよ
うに配置した場合、基板から発生する熱雑音電流による
磁気雑音が被検出磁場の検出コイルに検出され同じく目
的とする磁場を識別することができないことも確認され
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題に応えて本
発明の目的は、熱雑音電流による磁気雑音を遮蔽して微
弱な磁場を識別させることのできる超電導磁気シールド
体を提供することにある。
発明の目的は、熱雑音電流による磁気雑音を遮蔽して微
弱な磁場を識別させることのできる超電導磁気シールド
体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の目的
を達成するために研究の末、図２に示す従来型の超電導
磁気シールド体においては、金属基板から発生する熱雑
音電流による磁気雑音の磁気被遮蔽空間における磁場強
度が被検出磁場のそれより大きいためその磁気雑音がＳ
ＱＵＩＤ素子に検出され目的とする磁場を識別すること
ができないことを確認した。以上の知見と実験結果に基
づき、本発明に係る超電導磁気シールド体では、空間を
画成する基板の対向する内面と外面の両面に超電導体層
が形成されている。これにより、基板から発生する熱雑
音電流による磁気雑音をその両側の超電導体層により完
全に遮蔽し、磁気的影響をＳＱＵＩＤ素子および検出コ
イルに及ぼさないようにされている。本発明において使
用する基板には、銀薄板、又はステンレス鋼／ガラス／
銀の積層体等の一般に既知の磁気シールド用金属板又は
その複合材である。一方、超電導体層は、既知の超電導
物質、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系及びＢｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系等の酸化物超電導物質、或いはＮｂ−Ｔ
ｉ等の金属系超電導物質等の既知の超電導物質を含む材
料から構成されていて、塗布法、スパッター法等の既知
の方法により基板上に形成される。形成される空間の形
状は、特に制限がなく超電導磁気シールド体の被遮蔽空
間に必要とする円筒形、角柱形、球形等の空間の形状に
応じた形状にすることができる。尚、リード線等の出入
口として成形体の端面に設ける開口の大きさは、既知の
基準に照らして磁気シールド体の遮蔽効果を損なわない
程度の大きさにする必要がある。以下に、本発明を実施
例に基づき添付図面を参照してより詳細に説明する。
を達成するために研究の末、図２に示す従来型の超電導
磁気シールド体においては、金属基板から発生する熱雑
音電流による磁気雑音の磁気被遮蔽空間における磁場強
度が被検出磁場のそれより大きいためその磁気雑音がＳ
ＱＵＩＤ素子に検出され目的とする磁場を識別すること
ができないことを確認した。以上の知見と実験結果に基
づき、本発明に係る超電導磁気シールド体では、空間を
画成する基板の対向する内面と外面の両面に超電導体層
が形成されている。これにより、基板から発生する熱雑
音電流による磁気雑音をその両側の超電導体層により完
全に遮蔽し、磁気的影響をＳＱＵＩＤ素子および検出コ
イルに及ぼさないようにされている。本発明において使
用する基板には、銀薄板、又はステンレス鋼／ガラス／
銀の積層体等の一般に既知の磁気シールド用金属板又は
その複合材である。一方、超電導体層は、既知の超電導
物質、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系及びＢｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系等の酸化物超電導物質、或いはＮｂ−Ｔ
ｉ等の金属系超電導物質等の既知の超電導物質を含む材
料から構成されていて、塗布法、スパッター法等の既知
の方法により基板上に形成される。形成される空間の形
状は、特に制限がなく超電導磁気シールド体の被遮蔽空
間に必要とする円筒形、角柱形、球形等の空間の形状に
応じた形状にすることができる。尚、リード線等の出入
口として成形体の端面に設ける開口の大きさは、既知の
基準に照らして磁気シールド体の遮蔽効果を損なわない
程度の大きさにする必要がある。以下に、本発明を実施
例に基づき添付図面を参照してより詳細に説明する。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明に係る超電導磁気シールド体
１０の部分的断面図である。超電導体層を支持する成形
体は、金属基板として厚さ１ｍｍの銀薄板から成形した
長さ４０ｍｍ、半径１０ｍｍの円筒体１２と、その両端
部の開口を着脱自在に閉止する２個の蓋板１４、１６と
から構成されている。尚、２個の蓋板にはＳＱＵＩＤ素
子のリード線用の小径ポート１８、２０をそれぞれ設け
た。円筒体の壁の内面と外面の両面並びに蓋板の対向す
る両面に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体層２２をそ
れぞれスッパター法により形成した。次いで、両面に超
電導体層が形成された円筒体に同じく両面に超電導体層
が形成された蓋板を取付けて、内側に磁気被遮蔽空間を
有する本発明に係る実施例１の超電導磁気シールド体１
０を作製した。実施例１の超電導磁気シールド体１０を
評価するため、図４に示すように、ＳＱＵＩＤ素子を設
置する位置と想定される超電導磁気シールド体の中心点
Ａ点と超電導磁気シールド体の中心線の延長上で超電導
磁気シールド体の端部から４０ｍｍ離れた検出コイルを
設置すると想定されるＢ点での液体窒素中の磁気雑音を
測定器を使用して測定した。測定した磁気雑音は、Ａ点
及びＢ点とも２×１０−１４ Ｔｅｓｌａ ／（Ｈｚ）
１／２であった。
１０の部分的断面図である。超電導体層を支持する成形
体は、金属基板として厚さ１ｍｍの銀薄板から成形した
長さ４０ｍｍ、半径１０ｍｍの円筒体１２と、その両端
部の開口を着脱自在に閉止する２個の蓋板１４、１６と
から構成されている。尚、２個の蓋板にはＳＱＵＩＤ素
子のリード線用の小径ポート１８、２０をそれぞれ設け
た。円筒体の壁の内面と外面の両面並びに蓋板の対向す
る両面に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体層２２をそ
れぞれスッパター法により形成した。次いで、両面に超
電導体層が形成された円筒体に同じく両面に超電導体層
が形成された蓋板を取付けて、内側に磁気被遮蔽空間を
有する本発明に係る実施例１の超電導磁気シールド体１
０を作製した。実施例１の超電導磁気シールド体１０を
評価するため、図４に示すように、ＳＱＵＩＤ素子を設
置する位置と想定される超電導磁気シールド体の中心点
Ａ点と超電導磁気シールド体の中心線の延長上で超電導
磁気シールド体の端部から４０ｍｍ離れた検出コイルを
設置すると想定されるＢ点での液体窒素中の磁気雑音を
測定器を使用して測定した。測定した磁気雑音は、Ａ点
及びＢ点とも２×１０−１４ Ｔｅｓｌａ ／（Ｈｚ）
１／２であった。
【０００７】実施例１との比較のため、円筒体と蓋板を
実施例１のそれと同一の寸法かつ同一の材質で作製し、
実施例１と同一の超電導体層を円筒体と蓋板との外面に
のみ形成した、比較例１の超電導磁気シールド体を用意
した。用意した比較例１の超電導磁気シールド体の中心
点Ａ点での液体窒素中の磁気雑音を測定器を使用して測
定した。測定したＡ点での磁気雑音は、９×１０−１２
Ｔｅｓｌａ ／（Ｈｚ）１／２であった。更に、比較
例２として、円筒体と蓋板を実施例１のそれと同一の寸
法かつ同一の材質で作製し、実施例１と同一の超電導体
層を円筒体と蓋板との内面にのみ形成した、超電導磁気
シールド体を用意した。用意した比較例２の超電導磁気
シールド体の中心線の延長上で超電導磁気シールド体の
端部から４０ｍｍ離れたＢ点での液体窒素中の磁気雑音
を測定器を使用して測定した。測定したＢ点での磁気雑
音は、８×１０−１４ Ｔｅｓｌａ ／（Ｈｚ）１／２
であった。
実施例１のそれと同一の寸法かつ同一の材質で作製し、
実施例１と同一の超電導体層を円筒体と蓋板との外面に
のみ形成した、比較例１の超電導磁気シールド体を用意
した。用意した比較例１の超電導磁気シールド体の中心
点Ａ点での液体窒素中の磁気雑音を測定器を使用して測
定した。測定したＡ点での磁気雑音は、９×１０−１２
Ｔｅｓｌａ ／（Ｈｚ）１／２であった。更に、比較
例２として、円筒体と蓋板を実施例１のそれと同一の寸
法かつ同一の材質で作製し、実施例１と同一の超電導体
層を円筒体と蓋板との内面にのみ形成した、超電導磁気
シールド体を用意した。用意した比較例２の超電導磁気
シールド体の中心線の延長上で超電導磁気シールド体の
端部から４０ｍｍ離れたＢ点での液体窒素中の磁気雑音
を測定器を使用して測定した。測定したＢ点での磁気雑
音は、８×１０−１４ Ｔｅｓｌａ ／（Ｈｚ）１／２
であった。
【０００８】実施例１の改変例として、実施例１におい
て２個の蓋板の一方にのみＳＱＵＩＤ素子のリード線用
の小径ポートを設け他方の蓋板は完全に閉である実施例
２の超電導磁気シールド体を作製した。尚、ＳＱＵＩＤ
素子のリード線は全て蓋板の一方に設けた小径ポートか
ら出入りさせた。更に実施例２の改変例として、実施例
２においてＳＱＵＩＤ素子のリード線用の小径ポートを
設けた蓋板を取り除いて開口が円筒体の内径と等しい超
電導磁気シールド体を実施例３として作製した。上記実
施例２と実施例３の遮蔽効果を実施例１と同様に評価し
た結果、それらからはＡ点とＢ点とおいて実施例１とほ
ぼ同じ程度の磁気雑音しか検出されなかった。加えて、
実施例１の超電導磁気シールド体１０において円筒体の
半径を５ｍｍ、その長さを４０ｍｍとし、蓋板１４、１
６の両方を取り除いて円筒体１２の両端面の開口が円筒
体の内径に等しい超電導磁気シールド体を作製して、実
施例４とした。実施例４の遮蔽効果の評価は、Ａ点とＢ
点において共に磁気雑音が２×１０−１４ Ｔｅｓｌａ
／（Ｈｚ）１／２であった。以上の説明の通り、本発
明に係る実施例の超電導磁気シールド体は、比較例に比
べて磁気雑音の遮蔽が遙かに高いことが確認された。
て２個の蓋板の一方にのみＳＱＵＩＤ素子のリード線用
の小径ポートを設け他方の蓋板は完全に閉である実施例
２の超電導磁気シールド体を作製した。尚、ＳＱＵＩＤ
素子のリード線は全て蓋板の一方に設けた小径ポートか
ら出入りさせた。更に実施例２の改変例として、実施例
２においてＳＱＵＩＤ素子のリード線用の小径ポートを
設けた蓋板を取り除いて開口が円筒体の内径と等しい超
電導磁気シールド体を実施例３として作製した。上記実
施例２と実施例３の遮蔽効果を実施例１と同様に評価し
た結果、それらからはＡ点とＢ点とおいて実施例１とほ
ぼ同じ程度の磁気雑音しか検出されなかった。加えて、
実施例１の超電導磁気シールド体１０において円筒体の
半径を５ｍｍ、その長さを４０ｍｍとし、蓋板１４、１
６の両方を取り除いて円筒体１２の両端面の開口が円筒
体の内径に等しい超電導磁気シールド体を作製して、実
施例４とした。実施例４の遮蔽効果の評価は、Ａ点とＢ
点において共に磁気雑音が２×１０−１４ Ｔｅｓｌａ
／（Ｈｚ）１／２であった。以上の説明の通り、本発
明に係る実施例の超電導磁気シールド体は、比較例に比
べて磁気雑音の遮蔽が遙かに高いことが確認された。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、超電導磁気シールド体の磁気
被遮蔽空間を画成する基板の対向する内面と外面の両面
に超電導体層を形成することにより、超電導磁気シール
ド体からの磁気雑音の漏洩を最小限に抑えて遮蔽効果を
最大にした。それにより、本発明は微弱な磁気強度の検
出を必要とする生体磁気測定等に使用可能な超電導磁気
シールド体を提供することができる。
被遮蔽空間を画成する基板の対向する内面と外面の両面
に超電導体層を形成することにより、超電導磁気シール
ド体からの磁気雑音の漏洩を最小限に抑えて遮蔽効果を
最大にした。それにより、本発明は微弱な磁気強度の検
出を必要とする生体磁気測定等に使用可能な超電導磁気
シールド体を提供することができる。
【図１】図１は、本発明に係る超電導磁気シールド体の
模式的部分断面図である。
模式的部分断面図である。
【図２】図２は、従来の超電導磁気シールド体の模式的
断面図である。
断面図である。
【図３】図３は、生体磁気等の微弱な磁場を測定するた
めの超電導磁気シールド体、ＳＱＵＩＤ素子及び検出コ
イル等の概念的配置図である。
めの超電導磁気シールド体、ＳＱＵＩＤ素子及び検出コ
イル等の概念的配置図である。
【図４】図４は、本発明に係る超電導磁気シールド体の
評価のための磁気雑音の測定点を示す配置図である。
評価のための磁気雑音の測定点を示す配置図である。
１ 従来型超電導磁気シールド体
３ 金属基板
５ 超電導体層
７ 検出コイル
９ ＳＱＵＩＤ素子
１０ 本発明に係る超電導磁気シールド体１２ 円
筒体 １４ 蓋板 １６ 蓋板 １８ 小径ポート ２０ 小径ポート ２２ 超電導体層
筒体 １４ 蓋板 １６ 蓋板 １８ 小径ポート ２０ 小径ポート ２２ 超電導体層
Claims (1)
- 【請求項１】 内側に空間を画成する形状に成形され
た基板の成形体を備え、前記空間を磁気被遮蔽空間とす
る超電導磁気シールド体において、前記空間を画成する
基板の対向する内面と外面の両面に超電導体層が形成さ
れていることを特徴とする超電導磁気シールド体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3035239A JPH04249399A (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 超電導磁気シールド体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3035239A JPH04249399A (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 超電導磁気シールド体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249399A true JPH04249399A (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=12436296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3035239A Pending JPH04249399A (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 超電導磁気シールド体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04249399A (ja) |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3035239A patent/JPH04249399A/ja active Pending
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