JPH04357481A - スクイドを用いた磁気雑音除去装置 - Google Patents
スクイドを用いた磁気雑音除去装置Info
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- JPH04357481A JPH04357481A JP3137175A JP13717591A JPH04357481A JP H04357481 A JPH04357481 A JP H04357481A JP 3137175 A JP3137175 A JP 3137175A JP 13717591 A JP13717591 A JP 13717591A JP H04357481 A JPH04357481 A JP H04357481A
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- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/025—Compensating stray fields
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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】本発明は極めて微弱である生体の
磁気を計測するような場合に、当該生体のおかれている
環境磁場雑音をキャンセルして、Ｓ／Ｎを改善すること
により、当該計測結果の信頼性を向上させることのでき
る磁気雑音除去装置に関する。
磁気を計測するような場合に、当該生体のおかれている
環境磁場雑音をキャンセルして、Ｓ／Ｎを改善すること
により、当該計測結果の信頼性を向上させることのでき
る磁気雑音除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクイド磁束計を用いて生体磁気計測を
行う際、いかにして環境磁場雑音を低下させ、Ｓ／Ｎを
改善するかが重大な問題となっている。ところで、この
種の磁気雑音は図２の（Ａ）に示されている通り、低周
波数領域では１／ｆ（ｆは周波数）的特性を有し、１Ｈ
ｚで１×１０−１０ 〜１×１０−９Ｔ（Ｈｚ）−１／
２の雑音レベルとなり、低周波側はもっと大きくなって
いくものであって、これに対して生体磁気の場合にあっ
ては、１０−１４ 〜１０−９Ｔの信号（信号源の強度
深さや方向等で、その大きさが異なる。）を検出しなけ
ればならないことになる。
行う際、いかにして環境磁場雑音を低下させ、Ｓ／Ｎを
改善するかが重大な問題となっている。ところで、この
種の磁気雑音は図２の（Ａ）に示されている通り、低周
波数領域では１／ｆ（ｆは周波数）的特性を有し、１Ｈ
ｚで１×１０−１０ 〜１×１０−９Ｔ（Ｈｚ）−１／
２の雑音レベルとなり、低周波側はもっと大きくなって
いくものであって、これに対して生体磁気の場合にあっ
ては、１０−１４ 〜１０−９Ｔの信号（信号源の強度
深さや方向等で、その大きさが異なる。）を検出しなけ
ればならないことになる。
【０００３】一方、実際に生体磁気測定に必要な周波数
帯域（△Ｂ）は、ＤＣ〜１ＫＨｚ程度であり、この場合
、実計測中の雑音レベルは Ｂｎ×△Ｂ１／２ （Ｂ
ｎは単位周波数当りの磁気雑音）であるので、前記の１
×１０−１０ 〜１×１０−９Ｔ（Ｈｚ）−１／２の場
合、Ｄ〜１ＫＨｚで、３２倍程度の雑音レベルとなるの
であり、さらに、雑音には周波数特性があるから、これ
をも考慮せねばならぬこととなるが、仮に５×１０−９
Ｔの雑音であったとすると、信号検出のためには、５×
１０５ の磁気的減衰で１０−１４ Ｔの信号に対して
、Ｓ／Ｎ比が１となる。以上の考察からして、磁気的な
雑音除去装置に要求されることは、１０５ 〜１０６
の磁気減衰率が必要となること、そして、特に低周波領
域（１Ｈｚ以下）の雑音に対して効果的であることが、
生体磁気計測には不可欠な条件となってくることになる
。
帯域（△Ｂ）は、ＤＣ〜１ＫＨｚ程度であり、この場合
、実計測中の雑音レベルは Ｂｎ×△Ｂ１／２ （Ｂ
ｎは単位周波数当りの磁気雑音）であるので、前記の１
×１０−１０ 〜１×１０−９Ｔ（Ｈｚ）−１／２の場
合、Ｄ〜１ＫＨｚで、３２倍程度の雑音レベルとなるの
であり、さらに、雑音には周波数特性があるから、これ
をも考慮せねばならぬこととなるが、仮に５×１０−９
Ｔの雑音であったとすると、信号検出のためには、５×
１０５ の磁気的減衰で１０−１４ Ｔの信号に対して
、Ｓ／Ｎ比が１となる。以上の考察からして、磁気的な
雑音除去装置に要求されることは、１０５ 〜１０６
の磁気減衰率が必要となること、そして、特に低周波領
域（１Ｈｚ以下）の雑音に対して効果的であることが、
生体磁気計測には不可欠な条件となってくることになる
。
【０００４】ところで、これまで既に行われて来た磁気
雑音除去手段、もしくは磁気雑音のキャンセリング手段
としては、次の如きものが知られている。 ａ）磁気シールドルーム これは、パーマロイなどの高透磁性材料を用いた室を形
成し、当該室内空間に磁気的雑音の減衰領域を作るよう
にしたものである。
雑音除去手段、もしくは磁気雑音のキャンセリング手段
としては、次の如きものが知られている。 ａ）磁気シールドルーム これは、パーマロイなどの高透磁性材料を用いた室を形
成し、当該室内空間に磁気的雑音の減衰領域を作るよう
にしたものである。
【０００５】ここで、図５は当該室内における磁気減衰
率の周波数特性を示しており、ここに示された曲線Ｌ１
、Ｌ２ は、アルミニウムとパーマロイを重ねた素材
を用いて室を形成した場合を示しており、アルミニウム
とパーマロイの重積層数を増加していくと、磁気減衰率
が大きくなっていく。そして、かかる磁気シールドルー
ムは、同上図からも明らかな通り、低周波側の磁気雑音
に対しては、大きな磁気減衰率を期待することができな
いばかりか、測定室が狭く、閉空間となる欠点があり、
パーマロイが高価であるため、その価格が数千万円から
１億円以上と高価なものとなってしまう。
率の周波数特性を示しており、ここに示された曲線Ｌ１
、Ｌ２ は、アルミニウムとパーマロイを重ねた素材
を用いて室を形成した場合を示しており、アルミニウム
とパーマロイの重積層数を増加していくと、磁気減衰率
が大きくなっていく。そして、かかる磁気シールドルー
ムは、同上図からも明らかな通り、低周波側の磁気雑音
に対しては、大きな磁気減衰率を期待することができな
いばかりか、測定室が狭く、閉空間となる欠点があり、
パーマロイが高価であるため、その価格が数千万円から
１億円以上と高価なものとなってしまう。
【０００６】ｂ）電気的な磁気雑音のキャンセル法この
方法は図６に示す如き装置を用いることで、信号検出用
のスクイド磁束計ＳＣ１、リファレンススクイド磁束計
ＳＣ２用いて、両磁束計における測定結果の差分をとる
ことで、出力信号におけるノイズ成分を除去しようとす
るものであり、図中矢印Ｍは信号、Ｎは雑音、Ｐ１、Ｐ
２はコントローラ、Ｑは信号処理回路部、Ｒはアウトプ
ットを示している。上記の手段によるときは、信号検出
空間の実際の磁場を除去していないこととなるので、多
チャンネルスクイドシステムを考えたときの各チャンネ
ルの補正が必要となる欠点がある。
方法は図６に示す如き装置を用いることで、信号検出用
のスクイド磁束計ＳＣ１、リファレンススクイド磁束計
ＳＣ２用いて、両磁束計における測定結果の差分をとる
ことで、出力信号におけるノイズ成分を除去しようとす
るものであり、図中矢印Ｍは信号、Ｎは雑音、Ｐ１、Ｐ
２はコントローラ、Ｑは信号処理回路部、Ｒはアウトプ
ットを示している。上記の手段によるときは、信号検出
空間の実際の磁場を除去していないこととなるので、多
チャンネルスクイドシステムを考えたときの各チャンネ
ルの補正が必要となる欠点がある。
【０００７】ｃ）グラジオメータ
既知の如く、スクイド磁束計の構成は、通常図７のよう
に磁束検出コイルＭＣ、入力コイルＩＰ、そしてスクイ
ドインダクタンスＳＩを組合せた磁束トランスの構成を
とっているが、この磁束検出コイルＭＣにつき、検出し
たい磁場の空間的な勾配が決まっていれば、磁束傾斜計
として、それ以下の勾配磁場をキャンセルするように構
成するのである。すなわち、図８のようにマグネットメ
ータＵ、一次微分傾斜計Ｕ１、二次微分傾斜計Ｕ２のよ
うにして傾斜計を構成すると、均一磁場（一次微分）や
一次勾配までの磁場（二次微分）等をキャンセルしたり
、∂Ｂｚ／∂ｘ、∂Ｂｘ／∂ｘ、∂Ｂｅ／∂ｚ等、目的
によって各種の構成を取ることができることとなる。
に磁束検出コイルＭＣ、入力コイルＩＰ、そしてスクイ
ドインダクタンスＳＩを組合せた磁束トランスの構成を
とっているが、この磁束検出コイルＭＣにつき、検出し
たい磁場の空間的な勾配が決まっていれば、磁束傾斜計
として、それ以下の勾配磁場をキャンセルするように構
成するのである。すなわち、図８のようにマグネットメ
ータＵ、一次微分傾斜計Ｕ１、二次微分傾斜計Ｕ２のよ
うにして傾斜計を構成すると、均一磁場（一次微分）や
一次勾配までの磁場（二次微分）等をキャンセルしたり
、∂Ｂｚ／∂ｘ、∂Ｂｘ／∂ｘ、∂Ｂｅ／∂ｚ等、目的
によって各種の構成を取ることができることとなる。
【０００８】しかし、上記のものの欠陥は、より高次に
なれば、磁束密度に対する感度が低下してしまうことで
あり、また、距離（∂Ｂｚ／∂ｚであればＺ方向）に対
する感度の減衰が大きくなり、巻きバランスによってキ
ャンセル効率が決まるため、通常は１０２ 〜１０４
程度の除去率となるのであって、この場合にも、実際の
磁気雑音を除去してしまっているわけではない。
なれば、磁束密度に対する感度が低下してしまうことで
あり、また、距離（∂Ｂｚ／∂ｚであればＺ方向）に対
する感度の減衰が大きくなり、巻きバランスによってキ
ャンセル効率が決まるため、通常は１０２ 〜１０４
程度の除去率となるのであって、この場合にも、実際の
磁気雑音を除去してしまっているわけではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
従来例の有する欠陥に鑑み検討されたもので、その着想
はこれまでスクイド磁束計にあって知られているゼロ磁
界の検出の考え方に基づいており、通常のスクイド回路
では、スクイド素子が常にゼロ磁場となるように、フィ
ードバックループを構成していた点に着したものである
。すなわち、スクイド磁束計のフィードバック電流を、
スクイド素子ではなく、ノイズキャンセルコイルに供給
し、この際、このノイズキャンセルコイルの所定空間部
にスクイド磁束計の磁束検出コイルを配設することによ
って、当該磁束検出コイルをゼロ検出器として働かせ、
これにより、磁気雑音を極めて効果的にシールドするこ
とのできる空間を、当該ノイズキャンセルコイルの所定
空間部に形成しようとするのが、その目的である。
従来例の有する欠陥に鑑み検討されたもので、その着想
はこれまでスクイド磁束計にあって知られているゼロ磁
界の検出の考え方に基づいており、通常のスクイド回路
では、スクイド素子が常にゼロ磁場となるように、フィ
ードバックループを構成していた点に着したものである
。すなわち、スクイド磁束計のフィードバック電流を、
スクイド素子ではなく、ノイズキャンセルコイルに供給
し、この際、このノイズキャンセルコイルの所定空間部
にスクイド磁束計の磁束検出コイルを配設することによ
って、当該磁束検出コイルをゼロ検出器として働かせ、
これにより、磁気雑音を極めて効果的にシールドするこ
とのできる空間を、当該ノイズキャンセルコイルの所定
空間部に形成しようとするのが、その目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、所望の空間に、ノイズキャンセルコイル
を、所要数だけ配設し、当該ノイズキャンセルコイル間
の所定空間部に、上記ノイズキャンセルコイルに対応す
るスクイド磁束計の磁束検出コイルを配設すると共に、
当該スクイド磁束計から出力されるフィードバック電流
を、前記所要数のノイズキャンセルコイルに供給するよ
うにしたことを特徴とするスクイドを用いた磁気雑音除
去装置を提供しようとするものである。
達成するため、所望の空間に、ノイズキャンセルコイル
を、所要数だけ配設し、当該ノイズキャンセルコイル間
の所定空間部に、上記ノイズキャンセルコイルに対応す
るスクイド磁束計の磁束検出コイルを配設すると共に、
当該スクイド磁束計から出力されるフィードバック電流
を、前記所要数のノイズキャンセルコイルに供給するよ
うにしたことを特徴とするスクイドを用いた磁気雑音除
去装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【作用】本発明によるときは、スクイド磁束計における
通常のフィードバック回路のかわりに、フィードバック
電流がノイズキャンセルコイルに供与される。ノイズキ
ャンセルコイルで作られる磁場空間にスクイド磁束計の
磁束検出コイルが配置されているから、当該磁束検出コ
イルがゼロ検出器として働くこととなる。この結果ノイ
ズキャンセルコイルは、環境磁気雑音に対して、所定空
間部にて、ゼロ磁場の空間を作ることができることとな
る。
通常のフィードバック回路のかわりに、フィードバック
電流がノイズキャンセルコイルに供与される。ノイズキ
ャンセルコイルで作られる磁場空間にスクイド磁束計の
磁束検出コイルが配置されているから、当該磁束検出コ
イルがゼロ検出器として働くこととなる。この結果ノイ
ズキャンセルコイルは、環境磁気雑音に対して、所定空
間部にて、ゼロ磁場の空間を作ることができることとな
る。
【００１２】
【実施例】まず、環境磁気雑音の空間的性質につき説示
しておくと、磁気雑音信号源からの磁場強度は、距離に
対して０次からｎ次の多項式で表現される。ただし、測
定空間の距離に対して当該雑音源が非常に遠い場合、そ
の空間内での磁場強度は、ほぼ均一（０次）と見なすこ
とができる。通常、磁気雑音信号源は主として遠方にあ
ると考えられるが、どこから発生しているかについては
不定であるから、測定空間には、０次よりも、高次の磁
場成分が含まれている。そこで本発明による磁気雑音除
去装置では、適当な次数の磁場成分を検出するスクイド
磁束計（例えば図８に示す如きもの）と、それに対応す
る次数の磁場空間を作製するノイズキャンセルコイルを
組合わせることで、実際の雑音空間に適応する。例えば
、０次の磁場成分を除去するためには、スクイド磁束計
の磁束検出コイルに、図８に示すマグネトメータ（０次
）を用い、ノイズキャンセルコイルにはヘルムホルツコ
イルを用いるというように、実際の雑音磁場空間に合わ
せて、より高次な磁気雑音除去装置と順次対応させて構
成されることとなる。
しておくと、磁気雑音信号源からの磁場強度は、距離に
対して０次からｎ次の多項式で表現される。ただし、測
定空間の距離に対して当該雑音源が非常に遠い場合、そ
の空間内での磁場強度は、ほぼ均一（０次）と見なすこ
とができる。通常、磁気雑音信号源は主として遠方にあ
ると考えられるが、どこから発生しているかについては
不定であるから、測定空間には、０次よりも、高次の磁
場成分が含まれている。そこで本発明による磁気雑音除
去装置では、適当な次数の磁場成分を検出するスクイド
磁束計（例えば図８に示す如きもの）と、それに対応す
る次数の磁場空間を作製するノイズキャンセルコイルを
組合わせることで、実際の雑音空間に適応する。例えば
、０次の磁場成分を除去するためには、スクイド磁束計
の磁束検出コイルに、図８に示すマグネトメータ（０次
）を用い、ノイズキャンセルコイルにはヘルムホルツコ
イルを用いるというように、実際の雑音磁場空間に合わ
せて、より高次な磁気雑音除去装置と順次対応させて構
成されることとなる。
【００１３】本発明に係る磁気雑音除去装置につき、図
面を参照して以下詳記すると、図１の（Ａ）に示す如く
スクイド磁束計１と、ノイズキャンセルコイル２として
の一対のヘルムホルツコイルとにより構成されたもので
、図中３はスクイド磁束計１の磁束検出コイルを示し、
この磁束検出コイル３が、所望空間にあって、所定距離
だけ離間して平行に並設された一対のヘルムホルツコイ
ル間に形成された所定空間部４としての中心空間部に、
当該ヘルムホルツコイルと同軸状となるよう配設されて
いる。ここで、ノイズキャンセルコイル２は磁場勾配の
少ない均一磁場を構成するものであるけれども、それは
中心空間部等の所定空間にあって可能となるので、大き
な均一磁場空間を得ようとすれば、大きなノイズキャン
セルコイル２を用いることが要求される。この実験例で
は除去の対象となる雑音源が、主として遠方であり、一
軸に限って実施している。
面を参照して以下詳記すると、図１の（Ａ）に示す如く
スクイド磁束計１と、ノイズキャンセルコイル２として
の一対のヘルムホルツコイルとにより構成されたもので
、図中３はスクイド磁束計１の磁束検出コイルを示し、
この磁束検出コイル３が、所望空間にあって、所定距離
だけ離間して平行に並設された一対のヘルムホルツコイ
ル間に形成された所定空間部４としての中心空間部に、
当該ヘルムホルツコイルと同軸状となるよう配設されて
いる。ここで、ノイズキャンセルコイル２は磁場勾配の
少ない均一磁場を構成するものであるけれども、それは
中心空間部等の所定空間にあって可能となるので、大き
な均一磁場空間を得ようとすれば、大きなノイズキャン
セルコイル２を用いることが要求される。この実験例で
は除去の対象となる雑音源が、主として遠方であり、一
軸に限って実施している。
【００１４】図１の（Ａ）にあって、１ｂは磁束検出コ
イルと既知の入力コイル１ａとの間に挿接した磁束トラ
ンスを、１ｃは既知の如くスクイド磁束計１におけるス
クイド素子を示し、その出力側には順次低周波増巾器１
ｄ、スクイドコントローラ１ｅ、そして電圧電流変換器
１ｆが接続されており、本発明では、この電圧電流変換
器１ｆの出力であるフィードバック電流Ｉが、前記のよ
うに所定箇所に配設されて、磁束検出コイル３と同軸状
に位置しているノイズキャンセルコイル２としてのヘル
ムホルツコイルに供給されるよう構成されている。
イルと既知の入力コイル１ａとの間に挿接した磁束トラ
ンスを、１ｃは既知の如くスクイド磁束計１におけるス
クイド素子を示し、その出力側には順次低周波増巾器１
ｄ、スクイドコントローラ１ｅ、そして電圧電流変換器
１ｆが接続されており、本発明では、この電圧電流変換
器１ｆの出力であるフィードバック電流Ｉが、前記のよ
うに所定箇所に配設されて、磁束検出コイル３と同軸状
に位置しているノイズキャンセルコイル２としてのヘル
ムホルツコイルに供給されるよう構成されている。
【００１５】図１の（Ｂ）に示されている本発明の実施
例では、上記図１の（Ａ）におけるものが、一対のヘル
ムホルツコイルによって一軸、０次勾配であるのに対し
、一対のヘルムホルツコイルをｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の配置
にて、２ｘ、２ｙ、２ｚのように設置し、もちろん、こ
れら各ヘルムホルツコイル２ｘ、２ｙ、２ｚに対応した
スクイド磁束計１ｘ、１ｙ、１ｚを設けて、夫々のフィ
ードバック電流Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉｚをヘルムホルツコイル
２ｘ、２ｙ、２ｚに供与するようにしてあり、もちろん
、スクイド磁束計１ｘ、１ｙ、１ｚの各磁束検出コイル
３ｘ、３ｙ、３ｚは、夫々のヘルムホルツコイル２ｘ、
２ｙ、２ｚによる所定空間部４としての中心空間部に配
設されている。従って、この実施例では磁束検出コイル
３ｘ、３ｙ、３ｚとヘルムホルツコイル２ｘ、２ｙ、２
ｚを３軸にすることで、三次元空間の磁場シールドを可
能とすることができる。
例では、上記図１の（Ａ）におけるものが、一対のヘル
ムホルツコイルによって一軸、０次勾配であるのに対し
、一対のヘルムホルツコイルをｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の配置
にて、２ｘ、２ｙ、２ｚのように設置し、もちろん、こ
れら各ヘルムホルツコイル２ｘ、２ｙ、２ｚに対応した
スクイド磁束計１ｘ、１ｙ、１ｚを設けて、夫々のフィ
ードバック電流Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉｚをヘルムホルツコイル
２ｘ、２ｙ、２ｚに供与するようにしてあり、もちろん
、スクイド磁束計１ｘ、１ｙ、１ｚの各磁束検出コイル
３ｘ、３ｙ、３ｚは、夫々のヘルムホルツコイル２ｘ、
２ｙ、２ｚによる所定空間部４としての中心空間部に配
設されている。従って、この実施例では磁束検出コイル
３ｘ、３ｙ、３ｚとヘルムホルツコイル２ｘ、２ｙ、２
ｚを３軸にすることで、三次元空間の磁場シールドを可
能とすることができる。
【００１６】図１の（Ａ）に示した実施例にあって、ス
クイド磁束計１の磁束検出コイルは２４ｍｍの直径で５
ターンのマグネトメータを使用してあり、ここで、ヘル
ムホルツコイルとしては、直径１５９０ｍｍ、巻数７２
のものを用い、フィードバック電流Ｉとしては、±７ｍ
Ａまで流すことができるようにし、この際における雑音
キャンセルの可能な磁場の大きさは５６０ｎＴである。 図１の（Ａ）にあって、５は前記スクイド磁束計１と同
じ構成をもつ測定用スクイド磁束計を示しており、これ
により、当該所定空間部４における環境磁場雑音を測定
し、かつ本発明に係る磁気雑音除去装置（アクティブシ
ールドシステム）を動作させた時の磁場雑音をも測定し
、当該各雑音の大きさの比から、磁気減衰率を求めるた
めのもので、図中５ａは測定用スクイド磁束計５の磁束
検出コイルを示しており、前記スクイド磁束計１の磁束
検出コイル３から１００ｍｍの間隔をおいて、これまた
同軸状に配設してある。
クイド磁束計１の磁束検出コイルは２４ｍｍの直径で５
ターンのマグネトメータを使用してあり、ここで、ヘル
ムホルツコイルとしては、直径１５９０ｍｍ、巻数７２
のものを用い、フィードバック電流Ｉとしては、±７ｍ
Ａまで流すことができるようにし、この際における雑音
キャンセルの可能な磁場の大きさは５６０ｎＴである。 図１の（Ａ）にあって、５は前記スクイド磁束計１と同
じ構成をもつ測定用スクイド磁束計を示しており、これ
により、当該所定空間部４における環境磁場雑音を測定
し、かつ本発明に係る磁気雑音除去装置（アクティブシ
ールドシステム）を動作させた時の磁場雑音をも測定し
、当該各雑音の大きさの比から、磁気減衰率を求めるた
めのもので、図中５ａは測定用スクイド磁束計５の磁束
検出コイルを示しており、前記スクイド磁束計１の磁束
検出コイル３から１００ｍｍの間隔をおいて、これまた
同軸状に配設してある。
【００１７】同上図１の（Ａ）にあって、前記測定用ス
クイド磁束計５により測定した結果が、図２の（Ａ）（
Ｂ）に示されており、その測定した周波数範囲は１０ｍ
Ｈｚ〜１０ＫＨｚであって、図３の（Ａ）は本発明装置
を稼動させないアクティブシールド無しの場合、同図の
（Ｂ）がアクティブシールド有りの場合における各磁気
雑音スペクトラムを夫々示している。上記の測定結果か
ら明らかなように、１００Ｈｚ以下の領域にあって、本
発明に係る磁気雑音シールド装置のシールド効果が顕著
に発揮されており、磁気減衰率は、０．５Ｈｚで９００
、１Ｈｚで７００、１０Ｈｚで１２０、５０Ｈｚで２５
、１００Ｈｚで１４であった。
クイド磁束計５により測定した結果が、図２の（Ａ）（
Ｂ）に示されており、その測定した周波数範囲は１０ｍ
Ｈｚ〜１０ＫＨｚであって、図３の（Ａ）は本発明装置
を稼動させないアクティブシールド無しの場合、同図の
（Ｂ）がアクティブシールド有りの場合における各磁気
雑音スペクトラムを夫々示している。上記の測定結果か
ら明らかなように、１００Ｈｚ以下の領域にあって、本
発明に係る磁気雑音シールド装置のシールド効果が顕著
に発揮されており、磁気減衰率は、０．５Ｈｚで９００
、１Ｈｚで７００、１０Ｈｚで１２０、５０Ｈｚで２５
、１００Ｈｚで１４であった。
【００１８】さらに、ペンレコーダを用いて雑音測定を
行った結果が図３と図４に示されており、ここで図３、
図４は夫々、アクティブシールド無しと有りの場合にお
けるレコードチャートを示すものである。上記の図３に
あって見られる数ｎＴ〜数十ｎＴの大きな磁気雑音は、
近くの道路を自動車が通過した時のもので、図４に明示
の如く、磁気減衰率を用いることで、このノイズピーク
が１００ｐＴ以下となっており、近くを通過する車の雑
音に対しては、磁気減衰率が１００以上である。
行った結果が図３と図４に示されており、ここで図３、
図４は夫々、アクティブシールド無しと有りの場合にお
けるレコードチャートを示すものである。上記の図３に
あって見られる数ｎＴ〜数十ｎＴの大きな磁気雑音は、
近くの道路を自動車が通過した時のもので、図４に明示
の如く、磁気減衰率を用いることで、このノイズピーク
が１００ｐＴ以下となっており、近くを通過する車の雑
音に対しては、磁気減衰率が１００以上である。
【００１９】上記の実験による測定にあっては、実際上
磁束検出コイル３とヘルムホルツコイルとの位置ずれが
あり、このことが、アクテイブシールドの性能を決定し
ていたことから、本装置の回路定数、位置ずれ、ヘルム
ホルツコイルの均一度を改善することによって、低周波
領域において１０００以上のシールディングファクター
を期待できる。さらに、本発明における磁気雑音除去装
置と、前記従来の簡易な磁気シールドルームを併用（Ｄ
Ｃ〜１０ＫＨｚの領域）し、より効果的な磁気雑音の除
去を行うことができ、特に実際の生体磁気計測にあって
有用なものとなることがわかった。
磁束検出コイル３とヘルムホルツコイルとの位置ずれが
あり、このことが、アクテイブシールドの性能を決定し
ていたことから、本装置の回路定数、位置ずれ、ヘルム
ホルツコイルの均一度を改善することによって、低周波
領域において１０００以上のシールディングファクター
を期待できる。さらに、本発明における磁気雑音除去装
置と、前記従来の簡易な磁気シールドルームを併用（Ｄ
Ｃ〜１０ＫＨｚの領域）し、より効果的な磁気雑音の除
去を行うことができ、特に実際の生体磁気計測にあって
有用なものとなることがわかった。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、以上のようにして構成するこ
とができるから、スクイド磁束計とノイズキャンセルコ
イルとの適切な構成により、当該ノイズキャンセルコイ
ルの所定空間部に、特に低周波領域の雑音に対する高い
シールド効果をもたせることができる。また、当該装置
によるときは磁束検出コイルが置かれている磁場空間の
正味の環境雑音をキャンセルするよう構成されているの
で、例えば、生体磁気計測における多点同時測定用のス
クイド磁束計に効果的である。従って、スクイド磁束計
とノイズキャンセルコイルを必要数装備させるだけで、
磁気雑音除去効果を発揮させ得るので、従来の如く高価
な磁気シールドルームを使用したり、スクイド磁束計の
感度を犠牲にしてグラジオメータの次数を高くしたりす
る必要もなく、必要な空間の磁気雑音を大幅に下げるこ
とができる。
とができるから、スクイド磁束計とノイズキャンセルコ
イルとの適切な構成により、当該ノイズキャンセルコイ
ルの所定空間部に、特に低周波領域の雑音に対する高い
シールド効果をもたせることができる。また、当該装置
によるときは磁束検出コイルが置かれている磁場空間の
正味の環境雑音をキャンセルするよう構成されているの
で、例えば、生体磁気計測における多点同時測定用のス
クイド磁束計に効果的である。従って、スクイド磁束計
とノイズキャンセルコイルを必要数装備させるだけで、
磁気雑音除去効果を発揮させ得るので、従来の如く高価
な磁気シールドルームを使用したり、スクイド磁束計の
感度を犠牲にしてグラジオメータの次数を高くしたりす
る必要もなく、必要な空間の磁気雑音を大幅に下げるこ
とができる。
【図１】（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る磁気雑音シールド
装置の夫々異種実施例を示す電気回路系統説明図である
。
装置の夫々異種実施例を示す電気回路系統説明図である
。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は本発明装置の夫々非稼動、稼動
状態にあって、当該装置の中心空間部にあって測知した
磁気雑音のスペクトラムである。
状態にあって、当該装置の中心空間部にあって測知した
磁気雑音のスペクトラムである。
【図３】本発明装置の非稼動状態にあって、当該装置の
中心空間部にて測知したペンコーダによる磁気雑音の時
間波形図である。
中心空間部にて測知したペンコーダによる磁気雑音の時
間波形図である。
【図４】本発明装置の稼動状態にあって、当該装置の中
心空間部で測知したペンコーダによる磁気雑音の時間波
形図である。
心空間部で測知したペンコーダによる磁気雑音の時間波
形図である。
【図５】従来の磁気シールドルーム内におけるシールド
ファクターの周波数特性を示した図表である。
ファクターの周波数特性を示した図表である。
【図６】従来の電気的に磁気雑音をキャンセルするのに
用いられている装置の電気回路構成図である。
用いられている装置の電気回路構成図である。
【図７】従来のスクイド磁束計を示す要部構成図である
。
。
【図８】従来のグラシオメータを示す構成説明図である
。
。
１ スクイド磁束計
２ ノイズキャンセルコイル
３ 磁束検出コイル
４ 所定空間部
Ｉ フィードバック電流
Claims (1)
- 【請求項１】 所望の空間に、ノイズキャンセルコイ
ルを所要数だけ配設し、当該ノイズキャンセルコイル間
の所定空間部に、上記ノイズキャンセルコイルに対応す
るスクイド磁束計の磁束検出コイルを配設すると共に、
当該スクイド磁束計から出力されるフィードバック電流
を、前記所要数のノイズキャンセルコイルに供給するよ
うにしたことを特徴とするスクイドを用いた磁気雑音除
去装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3137175A JPH0810250B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | スクイドを用いた磁気雑音除去装置 |
| EP92303621A EP0514027B1 (en) | 1991-05-13 | 1992-04-22 | Magnetic noise reducing device for a squid magnetometer |
| AT92303621T ATE144050T1 (de) | 1991-05-13 | 1992-04-22 | Anlage zur magnetischen geräuschverminderung für ein squidmagnetometer |
| DE69214347T DE69214347T2 (de) | 1991-05-13 | 1992-04-22 | Anlage zur magnetischen Geräuschverminderung für ein Squidmagnetometer |
| CA002067963A CA2067963C (en) | 1991-05-13 | 1992-05-04 | Magnetic noise reducing device using squid |
| FI922129A FI107195B (fi) | 1991-05-13 | 1992-05-11 | SQUIDia käyttävä magneettisen melun vaimennuslaite |
| US07/881,795 US5367259A (en) | 1991-05-13 | 1992-05-12 | Active shielding device based on SQUID and feedback therefrom for the reduction of environmental magnetic noise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3137175A JPH0810250B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | スクイドを用いた磁気雑音除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357481A true JPH04357481A (ja) | 1992-12-10 |
| JPH0810250B2 JPH0810250B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=15192570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3137175A Expired - Fee Related JPH0810250B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | スクイドを用いた磁気雑音除去装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5367259A (ja) |
| EP (1) | EP0514027B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0810250B2 (ja) |
| AT (1) | ATE144050T1 (ja) |
| CA (1) | CA2067963C (ja) |
| DE (1) | DE69214347T2 (ja) |
| FI (1) | FI107195B (ja) |
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| JPH0832273A (ja) * | 1994-07-19 | 1996-02-02 | Chodendo Sensor Kenkyusho:Kk | 磁気遮蔽装置 |
| JPH10268013A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 磁性体濃度の検出方法及び装置 |
| JPH11309122A (ja) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Hitachi Ltd | 生体磁場計測装置 |
| JP2001104263A (ja) * | 1998-04-28 | 2001-04-17 | Hitachi Ltd | 生体磁場計測装置 |
| JP2001104262A (ja) * | 1998-04-28 | 2001-04-17 | Hitachi Ltd | 生体磁場計測装置 |
| JP2001104264A (ja) * | 1998-04-28 | 2001-04-17 | Hitachi Ltd | 生体磁場計測装置 |
| JP2001281311A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-10 | Mti:Kk | 外乱磁界キャンセル装置 |
| JP2002206904A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-07-26 | Yamaha Corp | センサ |
| JP2009532684A (ja) * | 2006-04-06 | 2009-09-10 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 手持ち式位置決め装置の較正方法と較正装置 |
| CN104880680A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 超导量子干涉器磁传感系统 |
| JP2015212715A (ja) * | 2015-08-26 | 2015-11-26 | セイコーエプソン株式会社 | 磁場測定装置、磁場測定システムおよび磁場測定方法 |
| WO2017077870A1 (ja) * | 2015-11-04 | 2017-05-11 | Tdk株式会社 | 磁界検出装置及び磁界検出方法 |
| US9958514B2 (en) | 2011-04-01 | 2018-05-01 | Seiko Epson Corporation | Magnetic field measurement apparatus, magnetic field measurement system and magnetic field measurement method |
| CN119309692A (zh) * | 2024-11-22 | 2025-01-14 | 中国计量科学研究院 | 多通道squid低温温度计及其制备方法 |
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| US5537037A (en) * | 1993-03-16 | 1996-07-16 | Hitachi, Ltd. | Apparatus with cancel coil assembly for cancelling a field parallel to an axial direction to the plural coils and to a squid pick up coil |
| AU676075B2 (en) * | 1993-09-15 | 1997-02-27 | Broken Hill Proprietary Company Limited, The | SQUID detector for TEM prospecting |
| US5635834A (en) * | 1993-09-15 | 1997-06-03 | The Broken Hill Proprietary Company Limited | SQUID detector with flux feedback coil sized and located to produce uniform feedback flux |
| DE4437436C2 (de) * | 1994-10-20 | 1997-04-03 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung |
| US5633583A (en) * | 1995-06-07 | 1997-05-27 | Gas Research Institute | Magnetic telescope with enhanced noise suppression |
| DE19525514A1 (de) * | 1995-07-13 | 1997-01-16 | Stefan Schoene | Verfahren zur Reduzierung des Rauschens in supraleitenden Quanten- Interferenz-Detektoren (SQUIDs) |
| DE19718649A1 (de) | 1997-05-02 | 1998-11-05 | Peter Heiland | Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Kompensation magnetischer und elektromagnetischer Störfelder |
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- 1991-05-13 JP JP3137175A patent/JPH0810250B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-22 AT AT92303621T patent/ATE144050T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-04-22 EP EP92303621A patent/EP0514027B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-22 DE DE69214347T patent/DE69214347T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-04 CA CA002067963A patent/CA2067963C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-11 FI FI922129A patent/FI107195B/fi active
- 1992-05-12 US US07/881,795 patent/US5367259A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| US5367259A (en) | 1994-11-22 |
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