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JP2001255358A - 磁気センサ - Google Patents

磁気センサ

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Publication number
JP2001255358A
JP2001255358A JP2000067467A JP2000067467A JP2001255358A JP 2001255358 A JP2001255358 A JP 2001255358A JP 2000067467 A JP2000067467 A JP 2000067467A JP 2000067467 A JP2000067467 A JP 2000067467A JP 2001255358 A JP2001255358 A JP 2001255358A
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JP
Japan
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magnetic flux
squid
magnetic
magnetic sensor
measurement
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Withdrawn
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JP2000067467A
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English (en)
Inventor
Hideo Itozaki
秀夫 糸▲崎▼
Tatsuoki Nagaishi
竜起 永石
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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
    • G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
    • G01R33/0354—SQUIDS
    • G01R33/0358—SQUIDS coupling the flux to the SQUID
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/842—Measuring and testing
    • Y10S505/843—Electrical
    • Y10S505/845—Magnetometer
    • Y10S505/846—Magnetometer using superconductive quantum interference device, i.e. squid

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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＱＵＩＤの冷却効率が高く、測定準備が容
易で、且つ、磁場測定の精度の高い磁気センサを提供す
ること。 【解決手段】 測定対象物Ｓの磁場分布をＳＱＵＩＤ２
を用いて測定する磁気センサ１において、内部が真空状
態に保たれると共にＳＱＵＩＤ２を収容する収容部１０
と、高透磁率材料によって形成され、測定対象物Ｓから
の磁束をＳＱＵＩＤ２に導くための略針状の磁束導入部
材３０と、を備え、磁束導入部材３０は、一端３０ａが
収容部１０内においてＳＱＵＩＤ２から離隔して位置す
ると共に、他端３０ｂが収容部１０の外部に位置するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＱＵＩＤ（supe
rconducting quantum interference device）によって
測定対象物の磁場を測定する磁気センサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来から、測定対象物の二次元の磁場分
布を測定する磁気センサとして、測定対象物からの磁束
を針状の磁束導入部材を介してＳＱＵＩＤに導くものが
知られている。このように、針状の磁束導入部材を用い
れば、測定対象物の磁場を細かい領域ごとに測定するこ
とができるため、位置分解能を向上させることができ
る。また、このようにＳＱＵＩＤを用いる磁気センサで
は、ＳＱＵＩＤを動作温度まで冷却する必要があるた
め、真空断熱により外部からの伝熱を防止すべく、ＳＱ
ＵＩＤ、針状の磁束導入部材、及び測定対象物を全て真
空容器内に配置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の磁気センサには、次のような問題があった。すなわ
ち、上述のようにＳＱＵＩＤを低温に保持すべく測定対
象物をも真空容器中に設置する構成を採っていたため、
測定対象物を真空容器に入れるという煩わしい作業が必
要となり、測定準備に時間を要していた。また、ＳＱＵ
ＩＤの冷却を図りつつ測定準備を容易にするために、測
定対象物を真空容器の外部にセットすることも考えられ
るが、測定対象物から針状の磁束導入部材までの距離が
長くなり、磁場分布の測定精度が低下してしまうという
問題があった。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、ＳＱＵＩＤの冷却効率が高く、測定準備が容
易で、且つ、磁場測定の精度の高い磁気センサを提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、測定対象物の磁場分布をＳＱＵＩＤを用
いて測定する磁気センサにおいて、内部が真空状態に保
たれると共にＳＱＵＩＤを収容する収容部と、高透磁率
材料によって形成され、測定対象物からの磁束をＳＱＵ
ＩＤに導くための棒状の磁束導入部材と、を備え、磁束
導入部材は、一端が収容部内においてＳＱＵＩＤから離
隔して位置すると共に、他端が収容部の外部に位置する
ことを特徴とする。
【０００６】本発明に係る磁気センサによれば、一端が
収容部内に位置して、他端が収容部の外部に位置する棒
状の磁束導入部材が設けられており、当該磁束導入部材
の収容部の外部に位置する側を測定対象物に近付けるこ
とにより、測定対象物からの磁束をＳＱＵＩＤに導くこ
とができる。このように、本発明では、磁束導入部材の
上記他端側が収容部の外部に位置しているため、測定対
象物を容器内に設置しなくても磁束導入部材と測定対象
物との距離を狭まることができ、測定準備に手間を掛け
ることもなく、また、磁場分布の測定精度を向上させる
ことができる。また、磁束導入部材の上記一端はＳＱＵ
ＩＤから離隔しているため、磁束導入部材の上記他端側
からの熱はＳＱＵＩＤに伝達されにくく、ＳＱＵＩＤを
効率よく冷却することができる。
【０００７】また、磁束導入部材の周囲に、当該磁束導
入部材の収容部の外部に位置する部分を囲うと共に高透
磁率材料からなる磁束吸収部材をさらに備えることが好
ましい。このような構成を採用した場合、測定対象物以
外の外部磁束を磁束吸収部材によって吸収することがで
きるため、測定対象物の磁場分布の測定精度をさらに向
上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る磁気センサの好適な実施形態について詳細に説
明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、
重複する説明は省略する。
【０００９】［第１実施形態］図１は、本実施形態の磁
気センサ１を示す断面図であり、磁気センサ１は、収容
部１０に収容されたＳＱＵＩＤ２によって測定対象物Ｓ
の二次元の磁場分布を測定するものである。収容部１０
は、円筒状の外筒４、この外筒４にねじ込まれる内筒
６、及び外筒４の下端を封止する底蓋２０によって形成
されており、内部は真空状態に保持されている。なお、
底蓋２０は、真空引きによってＯリング７を介して外筒
４に吸着されている。また、底蓋２０は、ガラスエポキ
シ材料によって形成されているが、この他、非磁性体材
料であれば種々変更することができ、内部を観察し易く
するには透明ガラスにて形成すればよい。
【００１０】また、底蓋２０の中央には、針状（棒状）
の磁束導入部材３０が挿入されている。磁束導入部材３
０は、測定対象物Ｓからの磁束をＳＱＵＩＤ２に導くた
めのものであり、その上端３０ａは収容部１０の内部す
なわち真空領域にＳＱＵＩＤ２から離隔して位置し、下
端３０ｂは収容部１０の外部すなわち大気中に位置して
いる。測定対象物Ｓは、磁束導入部材３０ｂの下端３０
ｂの下方にセットされている。また、磁束導入部材３０
は、高透磁率材料であるパーマロイによって形成されて
いる。なお、外筒４と内筒６との間には、真空シールを
行うためにＯリング５がはめ込まれている。
【００１１】また、内筒６の下部にはサファイアロッド
１２が嵌合されており、当該サファイアロッド１２の下
面には上記ＳＱＵＩＤ２が接着され、上方にはＳＱＵＩ
Ｄ２を冷却するための液体窒素１４が滞留している。つ
まり、サファイアロッド１２は、ＳＱＵＩＤ２の熱を液
体窒素１４に伝達するための役割を果たしている。ま
た、磁気センサ１には、ＳＱＵＩＤ２からの出力に基づ
いて測定対象物Ｓの二次元状の磁場を算出する制御装置
１６が設けられている。
【００１２】このような構成のもと、測定対象物Ｓと磁
気センサ１とを相対的に二次元状に移動させて、測定対
象物Ｓの二次元状の磁場分布が測定される。詳しくは、
まず、測定対象物Ｓからの磁束が、磁束導入部材３０を
介してＳＱＵＩＤ２に入り込む。そして、ＳＱＵＩＤ２
に磁束が入り込むと、ＳＱＵＩＤ２から制御装置１６に
出力信号が送信され、制御装置１６はこの信号に基づい
て測定対象物Ｓの二次元状の磁場分布を算出することが
できる。
【００１３】ここで、本実施形態の磁気センサ１では、
磁束導入部材３０の下端３０ｂが収容部１０の外部に位
置しているため、測定対象物Ｓを収容部１０内にセット
しなくても磁束導入部材３０と測定対象物Ｓとの距離を
狭まることができ、測定準備に手間を掛けることもな
く、測定対象物Ｓの磁場分布の測定精度を向上させるこ
とができる。また、磁束導入部材３０の上端３０ａはＳ
ＱＵＩＤ２から離隔しているため、大気中に位置してい
る磁束導入部材３０の下端３０ｂからの熱はＳＱＵＩＤ
２に伝達されにくく、ＳＱＵＩＤ２を効率よく冷却する
ことができる。また、磁束導入部材３０は針状に形成さ
れているため、測定対象物Ｓの磁場を細かい領域ごとに
測定することができる。これにより、磁気センサ１の位
置分解能が高まり、測定対象物Ｓの磁場分布の測定精度
をさらに向上させることができる。
【００１４】なお、本実施形態では、磁束導入部材３０
をパーマロイによって形成したが、この他種々の高透磁
率材料によって形成することができる。例えば、電磁純
鉄やケイ素鋼板、ヤンダスト等によって形成することが
できる。また、本実施形態の高透磁率材料は、比透磁率
が２００以上であることが好ましい。
【００１５】［第２実施形態］次に、図２を参照して、
本発明に係る磁気センサの第２実施形態を説明する。本
実施形態が第１実施形態と異なるのは、磁束導入部材３
０の周囲に、当該磁束導入部材３０の収容部１０の外部
に位置する下端３０ｂの周囲を囲う円筒状の磁束吸収部
材４０が設けられている点である。この磁束吸収部材４
０は、パーマロイ等の高透磁率材料によって形成されて
おり、測定対象物Ｓ以外からの外部磁束を吸収する。こ
のため、測定対象物Ｓの磁場分布の測定精度をさらに向
上させることができる。なお、磁束吸収部材４０のＳＱ
ＵＩＤ２側の開放端の面積は、ＳＱＵＩＤ２の面積より
も広くすることが好ましい。このように構成すれば、磁
束吸収部材４０で吸収した磁束がＳＱＵＩＤ２に流れ込
むという事態を防止でき、磁場分布の測定精度を一層向
上させることができる。
【００１６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではない。例えば、磁束導入部材
は、棒状であれば針状に限られず、円柱状、角柱状等に
してもよい。また、測定対象物が人体の胸部のように比
較的大きい場合は、一つの磁気センサにＳＱＵＩＤと磁
束導入部材の組を複数設けるとよい。さらに、収容部の
構成は上述のものに限られず、内部を真空に保持できる
ものであればよい。また、ＳＱＵＩＤを冷却するための
機構も種々変更することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
センサによれば、一端が収容部内に位置して、他端が収
容部の外部に位置する針状の磁束導入部材が設けられて
いるため、当該磁束導入部材の収容部の外部に位置する
側を測定対象物に近付けることにより、測定対象物から
の磁束をＳＱＵＩＤに導くことができる。このように、
本発明では、磁束導入部材の上記他端側が収容部の外部
に位置しているため、測定対象物を容器内に設置しなく
ても磁束導入部材と測定対象物との距離を狭めることが
でき、測定準備に手間を掛けることもなく、また、磁場
分布の測定精度を向上させることができる。また、磁束
導入部材の上記一端はＳＱＵＩＤから離隔しているた
め、磁束導入部材の上記他端側からの熱はＳＱＵＩＤに
伝達されにくく、ＳＱＵＩＤを効率よく冷却することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気センサの第１実施形態を示す
断面図である。
【図２】本発明に係る磁気センサの第２実施形態を示す
断面図である。
【符号の説明】
１…磁気センサ、２…ＳＱＵＩＤ、４…外筒、６…内
筒、１０…収容部、１２…サファイアロッド、１４…液
体窒素、１６…制御装置、２０…底蓋、３０…磁束導入
部材、４０…磁束吸収部材。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 測定対象物の磁場分布をＳＱＵＩＤを用
    いて測定する磁気センサにおいて、 内部が真空状態に保たれると共に前記ＳＱＵＩＤを収容
    する収容部と、 高透磁率材料によって形成され、前記測定対象物からの
    磁束を前記ＳＱＵＩＤに導くための棒状の磁束導入部材
    と、を備え、 前記磁束導入部材は、一端が前記収容部内において前記
    ＳＱＵＩＤから離隔して位置すると共に、他端が前記収
    容部の外部に位置することを特徴とする磁気センサ。
  2. 【請求項２】 前記磁束導入部材の周囲に、当該磁束導
    入部材の前記収容部の外部に位置する部分を囲うと共に
    高透磁率材料からなる磁束吸収部材をさらに備えること
    を特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
JP2000067467A 2000-03-10 2000-03-10 磁気センサ Withdrawn JP2001255358A (ja)

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