JPH05281314A - 超電導磁気シールド装置及びそれを用いた超電導磁気計測装置 - Google Patents
超電導磁気シールド装置及びそれを用いた超電導磁気計測装置Info
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- JPH05281314A JPH05281314A JP3349465A JP34946591A JPH05281314A JP H05281314 A JPH05281314 A JP H05281314A JP 3349465 A JP3349465 A JP 3349465A JP 34946591 A JP34946591 A JP 34946591A JP H05281314 A JPH05281314 A JP H05281314A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 実使用に適する大きさのゼロ磁場空間を持つ
磁気シールド容器を用い、しかもその磁気遮蔽率が一様
の空間を構成し得る超電導磁気シールド装置を提供し、
同時にこの超電導磁気シールド装置を用い、装置内の磁
気遮蔽率の一様な空間にＳＱＵＩＤ磁束計の磁界検出部
が位置するように配置して極めて良好な磁界検出特性を
付与し得る超電導磁気計測装置を提供する。 【構成】 シールド容器１の開口端から上部の磁束計１
０の嵌入口６への内径の減少する内壁部位４，４′が傾
斜面をなすように構成し、本発明の超電導磁気計測装置
は、上記の磁気シールド装置により装置内に外部磁界に
対する磁気遮蔽率の一様な空間を形成し、この空間内に
その磁界検出部１３が位置するように前記嵌入口６から
挿入された多チャンネルＳＱＵＩＤ磁束計１０と、この
ＳＱＵＩＤ磁束計冷却用クライオスタット１１とを具え
た構成とする。
磁気シールド容器を用い、しかもその磁気遮蔽率が一様
の空間を構成し得る超電導磁気シールド装置を提供し、
同時にこの超電導磁気シールド装置を用い、装置内の磁
気遮蔽率の一様な空間にＳＱＵＩＤ磁束計の磁界検出部
が位置するように配置して極めて良好な磁界検出特性を
付与し得る超電導磁気計測装置を提供する。 【構成】 シールド容器１の開口端から上部の磁束計１
０の嵌入口６への内径の減少する内壁部位４，４′が傾
斜面をなすように構成し、本発明の超電導磁気計測装置
は、上記の磁気シールド装置により装置内に外部磁界に
対する磁気遮蔽率の一様な空間を形成し、この空間内に
その磁界検出部１３が位置するように前記嵌入口６から
挿入された多チャンネルＳＱＵＩＤ磁束計１０と、この
ＳＱＵＩＤ磁束計冷却用クライオスタット１１とを具え
た構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導現象の内、磁束
を排除する性質を利用した磁気シールド装置及びそれを
用いた超電導磁気計測装置に関し、特に超電導体の臨界
温度Ｔｃが液体窒素温度を超える酸化物超電導体で構成
された磁気シールド容器を含む超電導磁気シールド装置
及びそれを用いた超電導磁気計測装置に係る。
を排除する性質を利用した磁気シールド装置及びそれを
用いた超電導磁気計測装置に関し、特に超電導体の臨界
温度Ｔｃが液体窒素温度を超える酸化物超電導体で構成
された磁気シールド容器を含む超電導磁気シールド装置
及びそれを用いた超電導磁気計測装置に係る。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】超電導体は完全導電性
と完全反磁性の性質を利用すれば理想的な磁気シールド
材料となることが知られている。最近発見された酸化物
超電導体、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系等は
安価な液体窒素による冷却で超電導状態となるため、磁
気シールド材料として応用する研究が盛んに行われてい
る。しかるに、超電導体を冷却して超電導状態にすると
き、超電導体はその置かれている環境磁場（通常の場合
では地磁気）をそのまま保存するように磁束を捕捉（ト
ラップ）してしまう。このような超電導磁気シールド容
器内でＳＱＵＩＤ磁束計を作動させる場合、トラップし
た磁束が微動（揺らぎ）したり、ＳＱＵＩＤ磁束計とシ
ールド容器の間に位置のズレ（振動）が起こると、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計はこれを磁界の変動として検出してしま
う。すなわち、これが磁気ノイズ源となる。しかるに、
このノイズは超電導容器内で空間的にほぼ一様に発生す
るため、ＳＱＵＩＤ磁束計の磁界検出部に磁界勾配計
（グラディオメーター）を使用することによりこのノイ
ズを防ぐ方法が考えられている。しかし、円筒状もしく
は角筒状の超電導磁気シールド容器の場合、外部磁界に
対する磁気遮蔽率は開口端よりの深さ／口径（Ｌ／Ｄ）
比に対し、指数関数的に変化する。このような超電導磁
気シールド容器内でグラディオメーターを作動させる
と、グラディオメーターは磁界の勾配を感じてこれを検
出してしまうので、超電導磁気シールド容器内でグラデ
ィオメーターを磁界検出部に持つＳＱＵＩＤ磁束計を作
動させることは極めて困難であった。
と完全反磁性の性質を利用すれば理想的な磁気シールド
材料となることが知られている。最近発見された酸化物
超電導体、例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｂｉ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系等は
安価な液体窒素による冷却で超電導状態となるため、磁
気シールド材料として応用する研究が盛んに行われてい
る。しかるに、超電導体を冷却して超電導状態にすると
き、超電導体はその置かれている環境磁場（通常の場合
では地磁気）をそのまま保存するように磁束を捕捉（ト
ラップ）してしまう。このような超電導磁気シールド容
器内でＳＱＵＩＤ磁束計を作動させる場合、トラップし
た磁束が微動（揺らぎ）したり、ＳＱＵＩＤ磁束計とシ
ールド容器の間に位置のズレ（振動）が起こると、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計はこれを磁界の変動として検出してしま
う。すなわち、これが磁気ノイズ源となる。しかるに、
このノイズは超電導容器内で空間的にほぼ一様に発生す
るため、ＳＱＵＩＤ磁束計の磁界検出部に磁界勾配計
（グラディオメーター）を使用することによりこのノイ
ズを防ぐ方法が考えられている。しかし、円筒状もしく
は角筒状の超電導磁気シールド容器の場合、外部磁界に
対する磁気遮蔽率は開口端よりの深さ／口径（Ｌ／Ｄ）
比に対し、指数関数的に変化する。このような超電導磁
気シールド容器内でグラディオメーターを作動させる
と、グラディオメーターは磁界の勾配を感じてこれを検
出してしまうので、超電導磁気シールド容器内でグラデ
ィオメーターを磁界検出部に持つＳＱＵＩＤ磁束計を作
動させることは極めて困難であった。
【０００３】本発明は、実使用に適する大きさのゼロ磁
場空間を持つ磁気シールド容器を用い、しかもその磁気
遮蔽率が一様の空間部位を構成し得る超電導磁気シール
ド装置を提供し、同時にこの超電導磁気シールド装置を
用い、装置内の磁気遮蔽率の一様な空間部位にＳＱＵＩ
Ｄ磁束計の磁界検出部が位置するように配置して極めて
良好な磁界検出特性を付与し得る超電導磁気計測装置を
提供することを目的とするものである。
場空間を持つ磁気シールド容器を用い、しかもその磁気
遮蔽率が一様の空間部位を構成し得る超電導磁気シール
ド装置を提供し、同時にこの超電導磁気シールド装置を
用い、装置内の磁気遮蔽率の一様な空間部位にＳＱＵＩ
Ｄ磁束計の磁界検出部が位置するように配置して極めて
良好な磁界検出特性を付与し得る超電導磁気計測装置を
提供することを目的とするものである。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明の超電導磁気シ
ールド装置は、一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角
筒状でその閉口端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超
電導磁気シールド容器と、このシールド容器を収納し内
部に液体窒素温度以下でも気体状態を維持する熱伝達気
体が充填された気体容器と、この気体容器の周囲及び／
又は底部に設けられ内部に液体窒素が充填された液体窒
素容器とを具え、あるいはこれにさらに前記気体容器及
び液体窒素容器を収納し内部が真空断熱された真空断熱
容器とを具えた構成とした超電導磁気シールド装置にお
いて、前記気体容器もしくは真空断熱容器の前記シール
ド容器の開口端から上部の磁束計の嵌入口への内径の減
少する内壁部位が傾斜面をなすように構成することによ
り、前記問題点を解決したものである。本発明における
気体容器内部は真空とすることができる。
ールド装置は、一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角
筒状でその閉口端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超
電導磁気シールド容器と、このシールド容器を収納し内
部に液体窒素温度以下でも気体状態を維持する熱伝達気
体が充填された気体容器と、この気体容器の周囲及び／
又は底部に設けられ内部に液体窒素が充填された液体窒
素容器とを具え、あるいはこれにさらに前記気体容器及
び液体窒素容器を収納し内部が真空断熱された真空断熱
容器とを具えた構成とした超電導磁気シールド装置にお
いて、前記気体容器もしくは真空断熱容器の前記シール
ド容器の開口端から上部の磁束計の嵌入口への内径の減
少する内壁部位が傾斜面をなすように構成することによ
り、前記問題点を解決したものである。本発明における
気体容器内部は真空とすることができる。
【０００５】さらに、本発明の超電導磁気計測装置は、
一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角筒状でその閉口
端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超電導磁気シール
ド容器と、このシールド容器を収納し内部に液体窒素温
度以下でも気体状態を維持する熱伝達気体が充填された
気体容器と、この気体容器の周囲及び／又は底部に設け
られ内部に液体窒素が充填された液体窒素容器とを具
え、あるいはこれにさらに前記気体容器及び液体窒素容
器を収納し内部が真空断熱された真空断熱容器とを具え
た構成とした超電導磁気シールド装置において、前記気
体容器もしくは真空断熱容器の前記シールド容器の開口
端から上部の磁束計の嵌入口への内径の減少する内壁部
位が傾斜面をなすように構成することにより、磁気シー
ルド装置内に外部磁界に対する磁気遮蔽率の一様な空間
部位を形成し、この空間部位内にその磁界検出部が位置
するように前記嵌入口から挿入された多チャンネルＳＱ
ＵＩＤ磁束計と、このＳＱＵＩＤ磁束計冷却用クライオ
スタットとを具えた構成により前記問題点を解決したも
のである。
一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角筒状でその閉口
端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超電導磁気シール
ド容器と、このシールド容器を収納し内部に液体窒素温
度以下でも気体状態を維持する熱伝達気体が充填された
気体容器と、この気体容器の周囲及び／又は底部に設け
られ内部に液体窒素が充填された液体窒素容器とを具
え、あるいはこれにさらに前記気体容器及び液体窒素容
器を収納し内部が真空断熱された真空断熱容器とを具え
た構成とした超電導磁気シールド装置において、前記気
体容器もしくは真空断熱容器の前記シールド容器の開口
端から上部の磁束計の嵌入口への内径の減少する内壁部
位が傾斜面をなすように構成することにより、磁気シー
ルド装置内に外部磁界に対する磁気遮蔽率の一様な空間
部位を形成し、この空間部位内にその磁界検出部が位置
するように前記嵌入口から挿入された多チャンネルＳＱ
ＵＩＤ磁束計と、このＳＱＵＩＤ磁束計冷却用クライオ
スタットとを具えた構成により前記問題点を解決したも
のである。
【０００６】以下に本発明について、添付図面を参照し
て説明する。図１は本発明に係る超電導磁気シールド装
置の一例を示し、この図１において、１は酸化物高温超
電導体からなる磁気シールド容器であり、その形状は深
さ／直径の比が１以上、好ましくは２とするのがよい。
これは開口端から磁場が漏れこんでくるので、比が大き
いほどシールド効果がよくなるためである。磁気シール
ド容器１は酸化物超電導体粉末を冷間静水圧プレス（Ｃ
ＩＰ）により、圧力をかけて成型体とした後、焼結して
製作するが、その際に発生する応力の集中を防ぐため、
底部は例えば容器直径の半分程度の曲率半径を持つ球形
形状となるように設計されている。また、磁気シールド
容器１の底部閉塞端面の中央部に設ける磁束計の挿入口
は金属製気体容器３の嵌入口６が例えばＳＱＵＩＤ磁束
計の挿入を可能とするような十分な大きさを持たせてお
り、これにより、磁気シールド容器１の開口端から被測
定体、例えば人の頭、小動物、電子機器等を入れ、それ
らの発する微弱磁界を測定できる構造となっている。
て説明する。図１は本発明に係る超電導磁気シールド装
置の一例を示し、この図１において、１は酸化物高温超
電導体からなる磁気シールド容器であり、その形状は深
さ／直径の比が１以上、好ましくは２とするのがよい。
これは開口端から磁場が漏れこんでくるので、比が大き
いほどシールド効果がよくなるためである。磁気シール
ド容器１は酸化物超電導体粉末を冷間静水圧プレス（Ｃ
ＩＰ）により、圧力をかけて成型体とした後、焼結して
製作するが、その際に発生する応力の集中を防ぐため、
底部は例えば容器直径の半分程度の曲率半径を持つ球形
形状となるように設計されている。また、磁気シールド
容器１の底部閉塞端面の中央部に設ける磁束計の挿入口
は金属製気体容器３の嵌入口６が例えばＳＱＵＩＤ磁束
計の挿入を可能とするような十分な大きさを持たせてお
り、これにより、磁気シールド容器１の開口端から被測
定体、例えば人の頭、小動物、電子機器等を入れ、それ
らの発する微弱磁界を測定できる構造となっている。
【０００７】磁気シールド容器１は内部に液体窒素温度
（約７７Ｋ＝−１９６℃）以下でも気体状態を維持する
気体、例えば水素、ヘリウム、ネオンガスのいずれかか
らなる熱伝達気体２が充填されるか、もしくは軽い真空
とされた気体容器３内に収納されており、この気体容器
３は非磁性で電気伝導度の高い金属、例えば銅、アルミ
ニウム等で構成され、これにより気体容器３の周囲を液
体窒素で冷却した場合、気体容器３の上下端での温度差
を減らすことができる。そして、この気体容器３の前記
シールド容器１の開口端から上部の磁束計の嵌入口６へ
の内径の減少する内壁部位が傾斜面４をなすように形成
されている。また、この気体容器３内には熱伝導供給孔
に接続された図示していないボンベから熱伝導気体２を
充填し得るようになっている。充填圧力を増せば増すほ
ど、磁気シールド容器１への熱伝導性が良くなるが、冷
却速度が速いと磁気シールド容器１に亀裂が入る危険性
がある。そこで、冷却速度が適切なものとなるように、
充填圧力を調節しており、必要な場合には気体容器３内
部を低真空状態にすることもある。これにより、磁気シ
ールド容器１の冷却に際し、上下端の温度差をさらに現
象させることが可能になり、重量で約７０ｋｇもある大
きな磁気シールド容器１を亀裂の発生なしに臨界温度以
下にまで冷却することができ、超電導磁気シールド装置
内を無磁場空間とすることができる。気体容器３は、そ
の周囲及び／又は底部に設けられ内部に液体窒素７が充
填された液体窒素容器８によりその内部に収納された磁
気シールド容器１とともに冷却される。さらに、磁気シ
ールド容器１の着脱を可能とするため、熱伝導気体２に
より冷却される気体容器３の上端面は軟質金属をコーテ
ィングした金属製シール５、例えばインジウムコーティ
ングの金属製オーリングとボルト締結により取外し可能
としてある。これにより、磁気シールド容器１が取外し
可能となる。
（約７７Ｋ＝−１９６℃）以下でも気体状態を維持する
気体、例えば水素、ヘリウム、ネオンガスのいずれかか
らなる熱伝達気体２が充填されるか、もしくは軽い真空
とされた気体容器３内に収納されており、この気体容器
３は非磁性で電気伝導度の高い金属、例えば銅、アルミ
ニウム等で構成され、これにより気体容器３の周囲を液
体窒素で冷却した場合、気体容器３の上下端での温度差
を減らすことができる。そして、この気体容器３の前記
シールド容器１の開口端から上部の磁束計の嵌入口６へ
の内径の減少する内壁部位が傾斜面４をなすように形成
されている。また、この気体容器３内には熱伝導供給孔
に接続された図示していないボンベから熱伝導気体２を
充填し得るようになっている。充填圧力を増せば増すほ
ど、磁気シールド容器１への熱伝導性が良くなるが、冷
却速度が速いと磁気シールド容器１に亀裂が入る危険性
がある。そこで、冷却速度が適切なものとなるように、
充填圧力を調節しており、必要な場合には気体容器３内
部を低真空状態にすることもある。これにより、磁気シ
ールド容器１の冷却に際し、上下端の温度差をさらに現
象させることが可能になり、重量で約７０ｋｇもある大
きな磁気シールド容器１を亀裂の発生なしに臨界温度以
下にまで冷却することができ、超電導磁気シールド装置
内を無磁場空間とすることができる。気体容器３は、そ
の周囲及び／又は底部に設けられ内部に液体窒素７が充
填された液体窒素容器８によりその内部に収納された磁
気シールド容器１とともに冷却される。さらに、磁気シ
ールド容器１の着脱を可能とするため、熱伝導気体２に
より冷却される気体容器３の上端面は軟質金属をコーテ
ィングした金属製シール５、例えばインジウムコーティ
ングの金属製オーリングとボルト締結により取外し可能
としてある。これにより、磁気シールド容器１が取外し
可能となる。
【０００８】図２は本発明に係る超電導磁気シールド装
置の他の例を示すものであり、この図２において、金属
製気体容器３の周囲及び／又は底部には内部に液体窒素
７が充填された液体窒素容器８が設けられ、さらに前記
気体容器３及び液体窒素容器８を収納し内部が真空断熱
された真空断熱容器９が設けられている。そして、気体
容器３の前記シールド容器１の開口端から上部の磁束計
の嵌入口６への内径の減少する内壁部位は図１の場合と
同様に傾斜面４をなすように形成され、それとともにこ
の気体容器３の傾斜面４と平行に真空断熱容器８の当該
部分も傾斜面４’をなすように形成されている。また、
真空断熱容器８の上端面は真空断熱及び薄肉の金属製パ
イプを通した伝熱のため、ほぼ室温となっており、ゴム
製シール１２、例えばバイトン製オーリングとボルト締
結により取外し可能としてある。これにより磁気シール
ド容器１が取外し可能となるとともに磁気シールド容器
１、気体容器３及び液体窒素容器８が取外し可能となっ
ている。
置の他の例を示すものであり、この図２において、金属
製気体容器３の周囲及び／又は底部には内部に液体窒素
７が充填された液体窒素容器８が設けられ、さらに前記
気体容器３及び液体窒素容器８を収納し内部が真空断熱
された真空断熱容器９が設けられている。そして、気体
容器３の前記シールド容器１の開口端から上部の磁束計
の嵌入口６への内径の減少する内壁部位は図１の場合と
同様に傾斜面４をなすように形成され、それとともにこ
の気体容器３の傾斜面４と平行に真空断熱容器８の当該
部分も傾斜面４’をなすように形成されている。また、
真空断熱容器８の上端面は真空断熱及び薄肉の金属製パ
イプを通した伝熱のため、ほぼ室温となっており、ゴム
製シール１２、例えばバイトン製オーリングとボルト締
結により取外し可能としてある。これにより磁気シール
ド容器１が取外し可能となるとともに磁気シールド容器
１、気体容器３及び液体窒素容器８が取外し可能となっ
ている。
【０００９】このように本発明における超電導磁気シー
ルド装置では、図１の装置では、磁気シールド容器１を
収納する気体容器３におけるシールド容器１の開口端か
ら上部の磁束計の嵌入口６への内径の減少する内壁部位
が傾斜面４を、そして図２の装置では図１と同様に気体
容器３の内壁部位及び真空断熱容器８の前記傾斜面４と
平行の部位を傾斜面４’とすることをその大きな特徴と
するものであり、これにより、これら装置における磁気
シールド容器１の上端面から容器内部への距離ｚと磁気
遮蔽率との関係は図３のようになる。
ルド装置では、図１の装置では、磁気シールド容器１を
収納する気体容器３におけるシールド容器１の開口端か
ら上部の磁束計の嵌入口６への内径の減少する内壁部位
が傾斜面４を、そして図２の装置では図１と同様に気体
容器３の内壁部位及び真空断熱容器８の前記傾斜面４と
平行の部位を傾斜面４’とすることをその大きな特徴と
するものであり、これにより、これら装置における磁気
シールド容器１の上端面から容器内部への距離ｚと磁気
遮蔽率との関係は図３のようになる。
【００１０】この図３から明らかなように、本発明に係
る装置では、磁気シールド装置内に磁気遮蔽率が一様な
空間部位が現出される。従って、この磁気遮蔽率が一様
の空間部位では磁界の勾配がなく、磁界検出部としてグ
ラディオメーターをもつＳＱＵＩＤ磁束計での磁界計測
が安定して実施できることになる。本発明における超電
導磁気計測装置はこの従来全く知られていなかった現象
を巧みに応用することにより成立したものである。すな
わち、本発明の超電導磁気計測装置は、前記超電導磁気
シールド装置内の磁気遮蔽率の一様な空間部位にその磁
界検出部を持つＳＱＵＩＤを挿入配置することにより磁
界検出を安定的に行うようにしたものである。
る装置では、磁気シールド装置内に磁気遮蔽率が一様な
空間部位が現出される。従って、この磁気遮蔽率が一様
の空間部位では磁界の勾配がなく、磁界検出部としてグ
ラディオメーターをもつＳＱＵＩＤ磁束計での磁界計測
が安定して実施できることになる。本発明における超電
導磁気計測装置はこの従来全く知られていなかった現象
を巧みに応用することにより成立したものである。すな
わち、本発明の超電導磁気計測装置は、前記超電導磁気
シールド装置内の磁気遮蔽率の一様な空間部位にその磁
界検出部を持つＳＱＵＩＤを挿入配置することにより磁
界検出を安定的に行うようにしたものである。
【００１１】図４及び図５は本発明に係る超電導磁気計
測装置の例を示すものであり、これら図において、１０
はＳＱＵＩＤ磁束計、１１はＳＱＵＩＤ冷却用クライオ
スタット、１３は磁界勾配計をそれぞれ示す。この磁界
勾配計１３における通常のコイル間隔は約１０ｃｍ程度
であり、従ってこの上下コイルの位置する部位が磁気遮
蔽率一様であれば、磁界検出部としてグラディオメータ
ーの使用が可能となる。
測装置の例を示すものであり、これら図において、１０
はＳＱＵＩＤ磁束計、１１はＳＱＵＩＤ冷却用クライオ
スタット、１３は磁界勾配計をそれぞれ示す。この磁界
勾配計１３における通常のコイル間隔は約１０ｃｍ程度
であり、従ってこの上下コイルの位置する部位が磁気遮
蔽率一様であれば、磁界検出部としてグラディオメータ
ーの使用が可能となる。
【００１２】
【実施例１】超電導磁気シールド容器はビスマス（Ｂ
ｉ）系酸化物超電導体の粉末（Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ）をＣＩＰ成型後、焼成して作製した。この
磁気シールド容器の大きさは内径３２ｃｍ、内部深さ６
４ｃｍ、厚さ約２．５ｃｍであり、その重量は約７０ｋ
ｇであった。また、磁束計の嵌入口は直径１８ｃｍとし
た。この磁気シールド容器を図２に示す超電導磁気シー
ルド装置に組込み冷却した。この装置の全体の大きさは
外径６９ｃｍ、高さ８４．５ｃｍの円筒であり、ＳＱＵ
ＩＤ磁束計を挿入するための嵌入口は磁気シールド容器
部分で直径１８ｃｍ、真空断熱容器部分で直径９ｃｍで
ある。この嵌入口の反対側に設けられた被検出気体を挿
入するための嵌入口は真空断熱容器部分で直径２４ｃｍ
である。そして、気体容器及び真空断熱容器の傾斜面
４、４’は約４５°とした。また、気体容器３内部は５
×（１／１０3）Ｔｏｒｒとした。冷却を開始してから
定常状態に冷却されるまでに要した液体窒素の量は約５
００リットルであり、時間にして約１２時間を要した。
この冷却に際し、超電導磁気シールド容器が地磁気をト
ラップするのを防ぐため、直径約１．５ｍのヘルムホル
ツコイルを用いて地磁気をキャンセルした。
ｉ）系酸化物超電導体の粉末（Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｏ）をＣＩＰ成型後、焼成して作製した。この
磁気シールド容器の大きさは内径３２ｃｍ、内部深さ６
４ｃｍ、厚さ約２．５ｃｍであり、その重量は約７０ｋ
ｇであった。また、磁束計の嵌入口は直径１８ｃｍとし
た。この磁気シールド容器を図２に示す超電導磁気シー
ルド装置に組込み冷却した。この装置の全体の大きさは
外径６９ｃｍ、高さ８４．５ｃｍの円筒であり、ＳＱＵ
ＩＤ磁束計を挿入するための嵌入口は磁気シールド容器
部分で直径１８ｃｍ、真空断熱容器部分で直径９ｃｍで
ある。この嵌入口の反対側に設けられた被検出気体を挿
入するための嵌入口は真空断熱容器部分で直径２４ｃｍ
である。そして、気体容器及び真空断熱容器の傾斜面
４、４’は約４５°とした。また、気体容器３内部は５
×（１／１０3）Ｔｏｒｒとした。冷却を開始してから
定常状態に冷却されるまでに要した液体窒素の量は約５
００リットルであり、時間にして約１２時間を要した。
この冷却に際し、超電導磁気シールド容器が地磁気をト
ラップするのを防ぐため、直径約１．５ｍのヘルムホル
ツコイルを用いて地磁気をキャンセルした。
【００１３】このようにして冷却した磁気シールド装置
の磁気遮蔽率をフラックスゲート型磁束計を用いて測定
した。このときの外部磁界は装置の回転軸方向にかけら
れており、その強度は３．０Ｇａｕｓｓであった。測定
の結果を図３に示す。超電導磁気シールド容器の磁束計
嵌入口より２１〜４０ｃｍの範囲で磁気遮蔽率Ｓが６×
１０3で一定であることを確認した。なお、Ｓは室温に
おける内部磁界強度／液体窒素温度における内部磁界強
度で定義される。
の磁気遮蔽率をフラックスゲート型磁束計を用いて測定
した。このときの外部磁界は装置の回転軸方向にかけら
れており、その強度は３．０Ｇａｕｓｓであった。測定
の結果を図３に示す。超電導磁気シールド容器の磁束計
嵌入口より２１〜４０ｃｍの範囲で磁気遮蔽率Ｓが６×
１０3で一定であることを確認した。なお、Ｓは室温に
おける内部磁界強度／液体窒素温度における内部磁界強
度で定義される。
【００１４】
【実施例２】実施例１と同様の超電導磁気シールド装置
を用い、ＳＱＵＩＤ冷却用クライオスタットに液体ヘリ
ウムを注ぎ、ＳＱＵＩＤ磁束計を作動させ、磁気シール
ド装置の磁束計嵌入口からＳＱＵＩＤ磁束計を挿入し
た。用いたＳＱＵＩＤ磁束計はＮｂ薄膜を用いた準平面
型素子の１チャンネルＲＦ−ＳＱＵＩＤであり、磁界検
出部に２次微分型グラディオメーターを用いている。こ
の際、グラディオメーターが超電導磁気シールド装置の
開口部上端より約２５〜３５ｃｍの位置にあるように設
置した。次に、直径７ｃｍの１０ターンコイルを銅線で
作製し、１／１０12Ｔの交流磁界が発生するようにコイ
ルに通電した。磁界の周波数は１〜２０Ｈｚの範囲で変
化させた。このコイルをグラディオメーターの最下端の
コイルと同軸同心の位置におき、磁界を発生させて、そ
の微小磁界をＳＱＵＩＤ磁束計にＦＦＴアナライザーを
接続することにより検出した。図４はその実験の概略を
示すものである。図６に実験によって得られた容器内の
ノイズスペクトルを示す。この図６の結果から明らかな
ように、超電導磁気シールド装置内部のノイズレベルは
非常に低く、１０Ｈｚ以下の低周波領域でもその特性は
悪くならないものであった。その結果、１／１０12Ｔ以
下の微弱な磁界も検出できた。
を用い、ＳＱＵＩＤ冷却用クライオスタットに液体ヘリ
ウムを注ぎ、ＳＱＵＩＤ磁束計を作動させ、磁気シール
ド装置の磁束計嵌入口からＳＱＵＩＤ磁束計を挿入し
た。用いたＳＱＵＩＤ磁束計はＮｂ薄膜を用いた準平面
型素子の１チャンネルＲＦ−ＳＱＵＩＤであり、磁界検
出部に２次微分型グラディオメーターを用いている。こ
の際、グラディオメーターが超電導磁気シールド装置の
開口部上端より約２５〜３５ｃｍの位置にあるように設
置した。次に、直径７ｃｍの１０ターンコイルを銅線で
作製し、１／１０12Ｔの交流磁界が発生するようにコイ
ルに通電した。磁界の周波数は１〜２０Ｈｚの範囲で変
化させた。このコイルをグラディオメーターの最下端の
コイルと同軸同心の位置におき、磁界を発生させて、そ
の微小磁界をＳＱＵＩＤ磁束計にＦＦＴアナライザーを
接続することにより検出した。図４はその実験の概略を
示すものである。図６に実験によって得られた容器内の
ノイズスペクトルを示す。この図６の結果から明らかな
ように、超電導磁気シールド装置内部のノイズレベルは
非常に低く、１０Ｈｚ以下の低周波領域でもその特性は
悪くならないものであった。その結果、１／１０12Ｔ以
下の微弱な磁界も検出できた。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、人の脳か
ら発する極微弱磁気の検出、小動物から発する生体磁気
の検出、極微弱磁性体の磁化率の検出等に極めて有効な
超電導磁気シールド装置が得られ、しかも簡単な構成に
より、磁気シールド容器内部に磁気遮蔽率の一様な空間
部位を形成することができ、この空間部位内に多チャン
ネンＳＱＵＩＤの磁界検出部が位置するようにすれば、
極微弱磁界を極めて安定してノイズなく計測することが
できる。
ら発する極微弱磁気の検出、小動物から発する生体磁気
の検出、極微弱磁性体の磁化率の検出等に極めて有効な
超電導磁気シールド装置が得られ、しかも簡単な構成に
より、磁気シールド容器内部に磁気遮蔽率の一様な空間
部位を形成することができ、この空間部位内に多チャン
ネンＳＱＵＩＤの磁界検出部が位置するようにすれば、
極微弱磁界を極めて安定してノイズなく計測することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超電導磁気シールド装置の一例を
示す概略説明図である。
示す概略説明図である。
【図２】本発明に係る超電導磁気シールド装置の他の例
を示す概略説明図である。
を示す概略説明図である。
【図３】超電導磁気シールド容器の磁束計嵌入口からの
距離ｚと磁気遮蔽率Ｓとの関係図である。
距離ｚと磁気遮蔽率Ｓとの関係図である。
【図４】本発明に係る超電導磁気計測装置の一例を示す
概略説明図である。
概略説明図である。
【図５】本発明に係る超電導磁気計測装置の他の例を示
す概略説明図である。
す概略説明図である。
【図６】実施例２における磁気シールド装置内部のノイ
ズスペクトル図である。
ズスペクトル図である。
１ 磁気シールド容器 ２ 熱伝達気体 ３ 気体容器 ４ 傾斜面 ４’傾斜面 ５ 金属製シール ６ 嵌入口 ７ 液体窒素 ８ 液体窒素容器 ９ 真空断熱容器 １０ ＳＱＵＩＤ磁束計 １１ ＳＱＵＩＤ冷却用クライオスタット １２ ゴム製シール材 １３ 磁界勾配計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小高 博文 千葉県市川市原木１−３−１−114 (72)発明者 星野 和友 埼玉県上尾市大谷本郷441−19 (72)発明者 太田 浩 埼玉県和光市諏訪原団地２−１−104
Claims (5)
- 【請求項１】 一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角
筒状でその閉口端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超
電導磁気シールド容器と、このシールド容器を収納し内
部に液体窒素温度以下でも気体状態を維持する熱伝達気
体が充填された気体容器とを具え、該気体容器を窒素液
中で冷却しながら磁気測定を行う超電導磁気シールド装
置において、この気体容器の前記シールド容器の開口端
から上部の磁束計の嵌入口への内径の減少する内壁部位
が傾斜面をなすことを特徴とする超電導磁気シールド装
置。 - 【請求項２】 一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角
筒状でその閉口端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超
電導磁気シールド容器と、このシールド容器を収納し内
部に液体窒素温度以下でも気体状態を維持する熱伝達気
体が充填された気体容器と、これら超電導磁気シールド
容器及び気体容器の周囲及び／又は底部に設けられ内部
に液体窒素が充填された液体窒素容器と、前記気体容器
及び液体窒素容器を収納し内部が真空断熱された真空断
熱容器とを具え、前記気体容器及び真空断熱容器の前記
シールド容器の開口端から上部の磁束計の嵌入口への内
径の減少する内壁部位が傾斜面をなすことを特徴とする
超電導磁気シールド装置。 - 【請求項３】 前記気体容器内部が真空である請求項１
又は２記載の超電導磁気シールド装置。 - 【請求項４】 一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角
筒状でその閉口端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超
電導磁気シールド容器と、前記シールド容器を収納し内
部に液体窒素温度以下でも気体状態を維持する熱伝達気
体が充填された気体容器とを具え、該気体容器を窒素液
中で冷却しながら磁気測定を行う超電導磁気シールド装
置において、該気体容器の前記シールド容器の開口端か
ら上部の磁束計の嵌入口への内径の減少する内壁部位を
傾斜面となし、これにより超電導磁気シールド装置内に
外部磁界に対する磁気遮蔽率が一様の空間部位を形成
し、この空間部位内にその磁界検出部が位置するように
前記嵌入口から挿入された多チャンネルＳＱＵＩＤ磁束
計と、このＳＱＵＩＤ磁束計冷却用クライオスタットと
を具えてなることを特徴とする超電導磁気計測装置。 - 【請求項５】 一端閉口／一端開口の円筒状もしくは角
筒状でその閉口端面中央部に磁束計の嵌入口を有する超
電導磁気シールド容器と、このシールド容器を収納し内
部に液体窒素温度以下でも気体状態を維持する熱伝達気
体が充填された気体容器と、これら超電導磁気シールド
容器及び気体容器の周囲及び／又は底部に設けられ内部
に液体窒素が充填された液体窒素容器と、前記気体容器
及び液体窒素容器を収納し内部が真空断熱された真空断
熱容器とを具え、前記気体容器及び真空断熱容器の前記
シールド容器の開口端から上部の磁束計の嵌入口への内
径の減少する内壁部位を傾斜面となし、これにより超電
導磁気シールド装置内に外部磁界に対する磁気遮蔽率が
一様の空間部位を形成し、この空間部位内にその磁界検
出部が位置するように前記嵌入口から挿入された多チャ
ンネルＳＱＵＩＤ磁束計と、このＳＱＵＩＤ磁束計冷却
用クライオスタットとを具えてなることを特徴とする超
電導磁気計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349465A JPH05281314A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 超電導磁気シールド装置及びそれを用いた超電導磁気計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349465A JPH05281314A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 超電導磁気シールド装置及びそれを用いた超電導磁気計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281314A true JPH05281314A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=18403932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349465A Pending JPH05281314A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 超電導磁気シールド装置及びそれを用いた超電導磁気計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281314A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113358940A (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 中国科学院理化技术研究所 | 磁屏蔽性能测试装置 |
| CN119738642A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-04-01 | 中国科学院电工研究所 | 一种集成化量子电学计量装置 |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP3349465A patent/JPH05281314A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113358940A (zh) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 中国科学院理化技术研究所 | 磁屏蔽性能测试装置 |
| CN119738642A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-04-01 | 中国科学院电工研究所 | 一种集成化量子电学计量装置 |
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