JPH0611554A - Squid磁束計 - Google Patents
Squid磁束計Info
- Publication number
- JPH0611554A JPH0611554A JP4170539A JP17053992A JPH0611554A JP H0611554 A JPH0611554 A JP H0611554A JP 4170539 A JP4170539 A JP 4170539A JP 17053992 A JP17053992 A JP 17053992A JP H0611554 A JPH0611554 A JP H0611554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- vacuum container
- cryogenic
- magnetic flux
- tip
- 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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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 極低温冷凍機に組付けられたピックアップコ
イルの位置推定作業を不要にする。 【構成】 真空容器先部1fに断熱層1gを介してピッ
クアップコイル2bを保持し、真空容器先部1fを真空
容器基部1bに連結するに当ってピックアップコイル2
bと最終冷却ステージ1eとの間にバネ性を有するサー
マルアンカ2cを介在させる。
イルの位置推定作業を不要にする。 【構成】 真空容器先部1fに断熱層1gを介してピッ
クアップコイル2bを保持し、真空容器先部1fを真空
容器基部1bに連結するに当ってピックアップコイル2
bと最終冷却ステージ1eとの間にバネ性を有するサー
マルアンカ2cを介在させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はSQUID磁束計に関
し、さらに詳細にいえば、極低温レベルで超伝導状態と
なる超伝導量子干渉素子(Superconducting Quantum In
terference Device 、以下、SQUIDと略称する)お
よび磁束入力回路を含むSQUID磁束計を極低温冷凍
機で冷却して動作させる場合に好適なSQUID磁束計
に関する。
し、さらに詳細にいえば、極低温レベルで超伝導状態と
なる超伝導量子干渉素子(Superconducting Quantum In
terference Device 、以下、SQUIDと略称する)お
よび磁束入力回路を含むSQUID磁束計を極低温冷凍
機で冷却して動作させる場合に好適なSQUID磁束計
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、超伝導デバイスの1つとして
ジョセフソン効果を利用したSQUIDが知られてい
る。このSQUIDに超伝導ピックアップコイルを有す
る磁束入力回路を接続することにより、例えば、生体内
に流れる微小電流に伴なう磁界や生体内の微小磁性体か
らの磁界等、極めて微弱な磁束を測定できるSQUID
磁束計を得ることができる。
ジョセフソン効果を利用したSQUIDが知られてい
る。このSQUIDに超伝導ピックアップコイルを有す
る磁束入力回路を接続することにより、例えば、生体内
に流れる微小電流に伴なう磁界や生体内の微小磁性体か
らの磁界等、極めて微弱な磁束を測定できるSQUID
磁束計を得ることができる。
【0003】このSQUID磁束計を極低温レベル、つ
まりSQUIDおよび超伝導コイルが超伝導状態に転移
する温度レベルにまで冷却する方法として、低温保持容
器(クライオスタット)内に液体ヘリウムを蓄え、液体
ヘリウムにSQUID磁束計を浸漬する方法がある。
尚、この方法を冷凍機を用いて採用する場合には、低温
保持容器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、
低温保持容器内で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により
凝縮液化させることが行なわれる。
まりSQUIDおよび超伝導コイルが超伝導状態に転移
する温度レベルにまで冷却する方法として、低温保持容
器(クライオスタット)内に液体ヘリウムを蓄え、液体
ヘリウムにSQUID磁束計を浸漬する方法がある。
尚、この方法を冷凍機を用いて採用する場合には、低温
保持容器内に寒冷発生用の冷凍機の冷却器を挿入して、
低温保持容器内で蒸発したヘリウムガスを冷凍機により
凝縮液化させることが行なわれる。
【0004】この方法を採用した場合には、SQUID
磁束計を液体ヘリウムに浸漬するので、SQUID磁束
計を全体にわたって安定してかつ短時間で冷却すること
ができる。しかし、その反面、SQUID磁束計の冷却
のために低温保持容器内にヘリウムを介在させるため、
冷却システムが大型化し、操作性も悪くなる。この点を
考慮して、SQUID磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝
熱可能に接触させて極低温レベルまで冷却する方法が注
目されている(例えば、特開平2−302680号公報
参照)。
磁束計を液体ヘリウムに浸漬するので、SQUID磁束
計を全体にわたって安定してかつ短時間で冷却すること
ができる。しかし、その反面、SQUID磁束計の冷却
のために低温保持容器内にヘリウムを介在させるため、
冷却システムが大型化し、操作性も悪くなる。この点を
考慮して、SQUID磁束計を冷凍機の冷却器に直接伝
熱可能に接触させて極低温レベルまで冷却する方法が注
目されている(例えば、特開平2−302680号公報
参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】SQUID磁束計を冷
凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触させて極低温レベル
まで冷却する方法を採用した場合には、外部雰囲気から
の熱がSQUID磁束計に伝達されないようにするため
に、冷却器、SQUID磁束計等を真空容器内に収容
し、しかも真空容器内にさらに輻射シールドを配置する
構成が一般的に採用される。したがって、実際の組付け
作業においては、冷却器に対してピックアップコイルを
含む磁束入力回路およびSQUIDを組付けた後に、こ
れらを包囲するように真空容器を組付けることになる。
凍機の冷却器に直接伝熱可能に接触させて極低温レベル
まで冷却する方法を採用した場合には、外部雰囲気から
の熱がSQUID磁束計に伝達されないようにするため
に、冷却器、SQUID磁束計等を真空容器内に収容
し、しかも真空容器内にさらに輻射シールドを配置する
構成が一般的に採用される。したがって、実際の組付け
作業においては、冷却器に対してピックアップコイルを
含む磁束入力回路およびSQUIDを組付けた後に、こ
れらを包囲するように真空容器を組付けることになる。
【0006】この結果、SQUIDに対するピックアッ
プコイルの相対位置、即ち、冷却器に対するピックアッ
プコイルの相対位置は正確に定められることになるが、
真空容器に対する相対位置は、真空容器自体の寸法誤
差、真空容器装着部の寸法誤差等に起因して正確には定
まらないことになる。ところで、SQUID磁束計にお
いては真空容器に対するピックアップコイルの相対位置
が正確に定まらなければ、例えば、測定対象となる生体
等に対するピックアップコイルの正確な相対位置を得る
ことができず、ひいては、相対位置誤差に起因して生体
磁束測定信号に基づいて得られる解析結果が大きな誤差
を含むことになってしまう。
プコイルの相対位置、即ち、冷却器に対するピックアッ
プコイルの相対位置は正確に定められることになるが、
真空容器に対する相対位置は、真空容器自体の寸法誤
差、真空容器装着部の寸法誤差等に起因して正確には定
まらないことになる。ところで、SQUID磁束計にお
いては真空容器に対するピックアップコイルの相対位置
が正確に定まらなければ、例えば、測定対象となる生体
等に対するピックアップコイルの正確な相対位置を得る
ことができず、ひいては、相対位置誤差に起因して生体
磁束測定信号に基づいて得られる解析結果が大きな誤差
を含むことになってしまう。
【0007】したがって、従来は、上記のようにして組
付けが完了した後に、真空容器の外部から外部コイルを
用いて磁場をかけ、この磁場をSQUID磁束計により
検出することにより真空容器内のピックアップコイルの
相対位置を推定している。この結果、組付け完了後にピ
ックアップコイルの相対位置を推定するために、冷凍機
を動作させて極低温レベルを得る作業、極低温レベルが
得られた後に外部コイルによりかけられた磁場を検出す
る作業等が必要になってしまうという不都合がある。
付けが完了した後に、真空容器の外部から外部コイルを
用いて磁場をかけ、この磁場をSQUID磁束計により
検出することにより真空容器内のピックアップコイルの
相対位置を推定している。この結果、組付け完了後にピ
ックアップコイルの相対位置を推定するために、冷凍機
を動作させて極低温レベルを得る作業、極低温レベルが
得られた後に外部コイルによりかけられた磁場を検出す
る作業等が必要になってしまうという不都合がある。
【0008】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、真空容器に対するピックアップコイルの
相対位置を正確に規定することができるSQUID磁束
計を提供することを目的としている。
たものであり、真空容器に対するピックアップコイルの
相対位置を正確に規定することができるSQUID磁束
計を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1のSQUID磁束計は、極低温冷凍機の
極低温ステージに熱的に接続された状態でSQUIDが
配置されてあるとともに、極低温ステージおよびSQU
IDを包囲する真空容器が配置されてあり、真空容器の
内部所定位置に断熱層を介して磁束入力回路の外部磁束
検出コイルが配置されてあるとともに、極低温ステージ
と外部磁束検出コイルとの間に、所定のバネ定数を有す
るとともに、高い熱伝導率を有し、かつ極低温レベルで
も超伝導状態にならないサーマルアンカを介在させてあ
る。
めの、請求項1のSQUID磁束計は、極低温冷凍機の
極低温ステージに熱的に接続された状態でSQUIDが
配置されてあるとともに、極低温ステージおよびSQU
IDを包囲する真空容器が配置されてあり、真空容器の
内部所定位置に断熱層を介して磁束入力回路の外部磁束
検出コイルが配置されてあるとともに、極低温ステージ
と外部磁束検出コイルとの間に、所定のバネ定数を有す
るとともに、高い熱伝導率を有し、かつ極低温レベルで
も超伝導状態にならないサーマルアンカを介在させてあ
る。
【0010】
【作用】請求項1のSQUID磁束計であれば、真空容
器の内部所定位置に断熱層を介して外部磁束検出コイル
を配置するのであるから、真空容器に対する外部磁束検
出コイルの相対位置を正確に設定でき、組付け完了後に
外部コイルを用いて磁場を発生させて発生磁場を測定す
ることによる外部磁束検出コイルの相対位置推定作業を
不要にできる。また、外部磁束検出コイルと極低温ステ
ージとの相対位置が変化することになるのであるが、両
者間に介在されるサーマルアンカが所定のバネ定数を有
しているのであるから、相対位置のばらつきをサーマル
アンカにより吸収して外部磁束検出コイルと極低温ステ
ージとの良好な熱結合を達成できる。即ち、外部磁束検
出コイルの位置を組付け完了時点において何ら特別な作
業を行なうことなく把握でき、しかも外部磁束検出コイ
ルと極低温ステージとの良好な熱結合を達成できる。
器の内部所定位置に断熱層を介して外部磁束検出コイル
を配置するのであるから、真空容器に対する外部磁束検
出コイルの相対位置を正確に設定でき、組付け完了後に
外部コイルを用いて磁場を発生させて発生磁場を測定す
ることによる外部磁束検出コイルの相対位置推定作業を
不要にできる。また、外部磁束検出コイルと極低温ステ
ージとの相対位置が変化することになるのであるが、両
者間に介在されるサーマルアンカが所定のバネ定数を有
しているのであるから、相対位置のばらつきをサーマル
アンカにより吸収して外部磁束検出コイルと極低温ステ
ージとの良好な熱結合を達成できる。即ち、外部磁束検
出コイルの位置を組付け完了時点において何ら特別な作
業を行なうことなく把握でき、しかも外部磁束検出コイ
ルと極低温ステージとの良好な熱結合を達成できる。
【0011】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1はこの発明のSQUID磁束計の一実施
例を概略的に示す分解縦断面図であり、極低温冷凍機1
の第1冷却ステージ1aに真空容器基部1bを設けてあ
る。そして、第1冷却ステージ1aに支持される第2冷
却ステージ1cに輻射シールド1dを設けてある。さら
に、第2冷却ステージ1cに支持される最終冷却ステー
ジ1eにSQUID2aを直接接触させた状態で配置し
てあるとともに、最終冷却ステージ1eにサーマルアン
カ2cを支持してある。また、1fは真空容器先部であ
り、断熱層1gを介してピックアップコイル2bを所定
位置に保持している。上記真空容器基部1bと真空容器
先部1fとは一体的に連結されることにより各冷却ステ
ージ、SQUID2aおよびピックアップコイル2bを
収容する真空容器を構成する。
説明する。図1はこの発明のSQUID磁束計の一実施
例を概略的に示す分解縦断面図であり、極低温冷凍機1
の第1冷却ステージ1aに真空容器基部1bを設けてあ
る。そして、第1冷却ステージ1aに支持される第2冷
却ステージ1cに輻射シールド1dを設けてある。さら
に、第2冷却ステージ1cに支持される最終冷却ステー
ジ1eにSQUID2aを直接接触させた状態で配置し
てあるとともに、最終冷却ステージ1eにサーマルアン
カ2cを支持してある。また、1fは真空容器先部であ
り、断熱層1gを介してピックアップコイル2bを所定
位置に保持している。上記真空容器基部1bと真空容器
先部1fとは一体的に連結されることにより各冷却ステ
ージ、SQUID2aおよびピックアップコイル2bを
収容する真空容器を構成する。
【0012】上記サーマルアンカ2cは、例えば、図2
に示すように、銅等の極細線をメッシュ状に編み、所定
幅の帯状に形成し、両端部に係合部を一体的に設けてな
るものであり、所定位置を折返し状に折曲げた状態で最
終冷却ステージ1eとピックアップコイル2bとの間に
介挿することにより、サーマルアンカ自体のバネ性及び
ボルト止めにより両者間の良好な熱結合を達成できる。
に示すように、銅等の極細線をメッシュ状に編み、所定
幅の帯状に形成し、両端部に係合部を一体的に設けてな
るものであり、所定位置を折返し状に折曲げた状態で最
終冷却ステージ1eとピックアップコイル2bとの間に
介挿することにより、サーマルアンカ自体のバネ性及び
ボルト止めにより両者間の良好な熱結合を達成できる。
【0013】上記断熱層1gは、例えば、ビニルのメッ
シュを巻回してなるものであり、任意のサイズの間隙に
介在させることによりピックアップコイル2bを安定に
保持できる。即ち、図3に示すように、真空容器先部1
fの内部に熱伝導率が著しく低い材質からなる支持枠1
hを一体的に設けておき、支持枠1hで形成される内部
空間に断熱層1gを介してピックアップコイル2bを安
定に保持できる。また、ピックアップコイル2bを断熱
層1gを介して保持しているのであるから、ピックアッ
プコイル2bを包囲する輻射シールドは不要になる。も
ちろん、断熱層1gを包囲する状態で輻射シールドを設
けてもよい。
シュを巻回してなるものであり、任意のサイズの間隙に
介在させることによりピックアップコイル2bを安定に
保持できる。即ち、図3に示すように、真空容器先部1
fの内部に熱伝導率が著しく低い材質からなる支持枠1
hを一体的に設けておき、支持枠1hで形成される内部
空間に断熱層1gを介してピックアップコイル2bを安
定に保持できる。また、ピックアップコイル2bを断熱
層1gを介して保持しているのであるから、ピックアッ
プコイル2bを包囲する輻射シールドは不要になる。も
ちろん、断熱層1gを包囲する状態で輻射シールドを設
けてもよい。
【0014】以上の構成のSQUID磁束計であれば、
真空容器先部1fに断熱層1gを介してピックアップコ
イル2bを保持させ、この状態で真空容器先部1fを真
空容器基部1bに機密的に連結することにより、サーマ
ルアンカ2cを介して最終冷却ステージ1eとピックア
ップコイル2bとの良好な熱結合を達成でき、しかもサ
ーマルアンカ2cのバネ性によりピックアップコイル2
cが真空容器先部1fの上底に圧接されるので、真空容
器先部1fに対する正確な位置決めを達成できる。
真空容器先部1fに断熱層1gを介してピックアップコ
イル2bを保持させ、この状態で真空容器先部1fを真
空容器基部1bに機密的に連結することにより、サーマ
ルアンカ2cを介して最終冷却ステージ1eとピックア
ップコイル2bとの良好な熱結合を達成でき、しかもサ
ーマルアンカ2cのバネ性によりピックアップコイル2
cが真空容器先部1fの上底に圧接されるので、真空容
器先部1fに対する正確な位置決めを達成できる。
【0015】したがって、その後は、外部コイル等を用
いてピックアップコイル2bの位置を推定する作業を行
なうことなく(この作業を行なうためには冷凍機を動作
させて超伝導転移温度を得ることが必要である)、組付
け時に得られているピックアップコイル2bの位置情報
に基づいて正確な生体磁場等の計測を行なうことができ
る。
いてピックアップコイル2bの位置を推定する作業を行
なうことなく(この作業を行なうためには冷凍機を動作
させて超伝導転移温度を得ることが必要である)、組付
け時に得られているピックアップコイル2bの位置情報
に基づいて正確な生体磁場等の計測を行なうことができ
る。
【0016】図4はSQUID磁束計を多チャンネル化
した場合におけるピックアップコイル2bの保持状態を
示す横断面図であり、真空容器先部1fの内部を複数の
小領域に区画できる保持枠1jを用い、保持枠1jによ
り区画された各小領域に断熱層1gを介してピックアッ
プコイル2bを保持している。もちろん、各ピックアッ
プコイル2bに対応するSQUID2aは最終冷却ステ
ージ1eに直接接触された状態で配置されてある。ま
た、各ピックアップコイル2bに対応してサーマルアン
カ2cが設けられている。
した場合におけるピックアップコイル2bの保持状態を
示す横断面図であり、真空容器先部1fの内部を複数の
小領域に区画できる保持枠1jを用い、保持枠1jによ
り区画された各小領域に断熱層1gを介してピックアッ
プコイル2bを保持している。もちろん、各ピックアッ
プコイル2bに対応するSQUID2aは最終冷却ステ
ージ1eに直接接触された状態で配置されてある。ま
た、各ピックアップコイル2bに対応してサーマルアン
カ2cが設けられている。
【0017】したがって、この場合にも、各ピックアッ
プコイル2bの位置推定が不要になり、超伝導転移温度
まで冷却するだけで直ちに測定対象磁場の計測を行なう
ことができる。尚、この発明は上記の実施例に限定され
るものではなく、例えば、サーマルアンカ2cとして銅
以外の材質からなるもの、メッシュ構成以外の構成のも
の等を採用することが可能であるほか、断熱層1gとし
て他の材質によるメッシュ構成のもの、発泡材などを採
用することが可能であり、その他、この発明の要旨を変
更しない範囲内において種々の設計変更を施すことが可
能である。
プコイル2bの位置推定が不要になり、超伝導転移温度
まで冷却するだけで直ちに測定対象磁場の計測を行なう
ことができる。尚、この発明は上記の実施例に限定され
るものではなく、例えば、サーマルアンカ2cとして銅
以外の材質からなるもの、メッシュ構成以外の構成のも
の等を採用することが可能であるほか、断熱層1gとし
て他の材質によるメッシュ構成のもの、発泡材などを採
用することが可能であり、その他、この発明の要旨を変
更しない範囲内において種々の設計変更を施すことが可
能である。
【0018】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、SQU
IDから離れた位置に配置されるピックアップコイル
の、真空容器に対する相対位置を正確に設定できるとと
もに、ピックアップコイルと最終冷却ステージとの良好
な熱結合を達成でき、ピックアップコイルの位置推定作
業を不要にできるという特有の効果を奏する。
IDから離れた位置に配置されるピックアップコイル
の、真空容器に対する相対位置を正確に設定できるとと
もに、ピックアップコイルと最終冷却ステージとの良好
な熱結合を達成でき、ピックアップコイルの位置推定作
業を不要にできるという特有の効果を奏する。
【図1】この発明のSQUID磁束計の一実施例を概略
的に示す分解縦断面図である。
的に示す分解縦断面図である。
【図2】サーマルアンカの一例の具体的構成を示す正面
図である。
図である。
【図3】真空容器先部に1チャンネル分のピックアップ
コイルを保持した状態を示す横断面図である。
コイルを保持した状態を示す横断面図である。
【図4】真空容器先部に多チャンネル分のピックアップ
コイルを保持した状態を示す横断面図である。
コイルを保持した状態を示す横断面図である。
1 極低温冷凍機 1b 真空容器基部 1f 真空容器先部 1g 断熱層 1e 最終冷却ステージ 2a SQUID 2b ピックアップコイル 2c サーマルアンカ
Claims (1)
- 【請求項1】 極低温レベルで超伝導状態となる超伝導
量子干渉素子(2a)および磁束入力回路(2b)を含
み、超伝導量子干渉素子(2a)および磁束入力回路
(2b)が極低温冷凍機(1)により冷却されるSQU
ID磁束計であって、極低温冷凍機(1)の極低温ステ
ージ(1e)に熱的に接続された状態で超伝導量子干渉
素子(2a)が配置されてあるとともに、極低温ステー
ジ(1e)および超伝導量子干渉素子(2a)を包囲す
る真空容器(1b)(1f)が配置されてあり、真空容
器(1f)の内部所定位置に断熱層(1g)を介して磁
束入力回路(2b)の外部磁束検出コイル(2b)が配
置されてあるとともに、極低温ステージ(1e)と外部
磁束検出コイル(2b)との間に、所定のバネ定数を有
するとともに、高い熱伝導率を有し、かつ極低温レベル
でも超伝導状態にならないサーマルアンカ(2c)を介
在させてあることを特徴とするSQUID磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170539A JPH0611554A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Squid磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170539A JPH0611554A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Squid磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611554A true JPH0611554A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15906786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4170539A Pending JPH0611554A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | Squid磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611554A (ja) |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP4170539A patent/JPH0611554A/ja active Pending
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