KR102356508B1 - 다모드 자세변환 이중 헬멧 뇌자도 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치는, 액체 냉매를 저장하는 내부 용기; 상기 내부 용기를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧과 제2 외부 헬멧을 포함하는 외부 용기; 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제1 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧; 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제2 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧; 상기 제1 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈; 및 상기 제2 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈;을 포함하고, 상기 내부 용기 및 상기 외부 용기는 연직 방향에서 기울어진다.
Description
본 발명은 뇌자도 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 이중 헬멧을 구비한 뇌자도 장치에 관한 것이다.
뇌자도 장치는 뇌신경 회로의 미세한 전류에 의해 발생하는 자기장 신호를 측정하는 장비로, 뇌기능 연구와 기능성 뇌질환을 진단하는데 사용된다.
뇌자도 신호의 진폭은 보통 10 fT∼1 pT이며, 주파수는 0.1∼1 kHz 범위이다. 따라서 감도가 우수한 자기센서와 환경자기잡음을 제거하는 기술이 필요하다. 현재 실용적인 측면에서 가장 유리한 자기센서는 저온초전도체 Nb에 기초한 초전도양자간섭소자(superconducting quantum interference device: SQUID)이다.
저온초전도 SQUID에 사용되는 Nb은 임계온도가 9 K이므로 액체헬륨 혹은 저온냉동기를 사용한 냉각이 필요하다. 현재의 뇌자도 장치는 액체헬륨의 보충이 필요하다. 듀아의 증발률을 줄이면서 듀아 진공부에 설치된 금속 단열재료(superinsulation 및 thermal shield)에 의한 열자기 잡음을 줄이도록 재료의 구조, 두께, 설치방법의 최적화가 필요하다. 또한 헬륨가스는 작은 틈새를 통해 쉽게 투과하는 특성이 있으므로 듀아 재료로 사용되는 유리섬유강화 플라스틱의 높은 치밀성이 필요하다.
자기장 신호원으로부터 자기신호의 세기는 거리의 제곱에 반비례하여 감소함으로 SNR을 향상시키기 위해 신호원과 검출코일의 간격을 최소화하는 것이 필요하다. 이러한 방법에 대한 연구가 진행되어, 검출코일이 진공조(vacuum vessel)에 위치한 진공내코일(CIV: Coil-in-Vacuum) SQUID를 개발하여 사용하였다.
CIV형 SQUID 장치의 경우, 검출코일과 SQUID 센서가 진공 유지 상태로 배치된다. 따라서, 액화 냉매를 저장하는 헬륨 내부 저장 용기에는 저온 냉매만 존재한다. 따라서 냉매를 채울 수 있는 통로만 존재하면 된다. 따라서, 상기 헬륨 내부 저장 용기의 목부의 직경은 현저히 감소될 수 있다. 이에 따라, 액화 냉매의 증발률을 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 복사열을 차단할 수 있는 이중 벽 구조의 냉각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 냉매를 재활용할 수 있는 냉각 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 2개의 헬멧을 구비한 뇌자도 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 서로 다른 크기 2개의 헬멧을 구비하고 누운 상태와 앉은 상태의 측정 자세를 선택할 수 있는 뇌자도 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 서로 다른 크기 2개의 헬멧을 구비하고 측정 각도를 선택할 수 있는 뇌자도 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 열팽창률의 차이에 따른 파손을 방지하는 메인 열 앵커를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 Y자 구조의 이중 헬멧 뇌자도 장치의 안정적인 지지 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치는, 액체 냉매를 저장하는 내부 용기; 상기 내부 용기를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧과 제2 외부 헬멧을 포함하는 외부 용기; 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제1 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧; 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제2 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧; 상기 제1 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈; 및 상기 제2 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈을 포함하고, 상기 내부 용기 및 상기 외부 용기는 연직 방향에서 기울어진다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 외부 용기는 “Y” 형태로 분기되고, 상기 제1 외부 헬멧 및 상기 제2 외부 헬멧 중에서 하나는 누은 사람을 측정할 수 있도록 평행하고, 상기 제1 외부 헬멧 및 상기 제2 외부 헬멧 중에서 다른 하나는 앉은 사람을 측정할 수 있도록 기울어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 외부 용기에 결합하여 상기 외부 용기의 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 운동부을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 회전 운동부에 결합하여 상기 외부 용기의 연직 방향에 대한 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 및 상기 기울기 조절부를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)에 배치된 제1 기준 SQUID 센서 모듈; 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)에 배치된 제2 기준 SQUID 센서 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 기준 SQUID 센서 모듈 및 상기 제2 기준 SQUID 센서 모듈 각각은 3축 자기장 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내부 용기는, 배플 인서트가 삽입되는 목부; 및 상기 목부보다 지름이 증가한 몸체부;를 포함할 수 있다. 상기 목부는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배플 인서트에 배치되고 기화된 냉매를 배기하는 냉매 배기 튜브; 상기 배플 인서트에 배치되고 냉매를 주입하는 냉매 주입 튜브; 및 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하는 응축기를 더 포함할 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브는 동축 구조이고, 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브 각각은 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치는, 액체 냉매를 저장하는 내부 용기; 상기 내부 용기를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧과 제2 외부 헬멧을 포함하는 외부 용기; 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제1 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧; 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제2 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧; 상기 제1 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈; 및 상기 제2 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈;을 포함한다. 상기 복수의 제1 SQUID 센서 모듈 각각은 리츠 와이어를 통하여 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉하고, 상기 복수의 제2 SQUID 센서 모듈 각각은 리츠 와이어를 통하여 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉하고, 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이의 공간은 진공 상태이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외부 용기는 원통 형상의 외부 용기 몸체부에서 “Y” 형태로 분기된 제1 브랜치와 제2 브랜치를 포함하고, 상기 제1 외부 헬멧과 상기 제2 외부 헬멧 각각은 상기 제1 브랜치와 상기 제2 브랜치에 각각 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외부 용기 몸체부는 연직 방향에서 기울어져 배치되고, 상기 제1 외부 헬멧과 상기 제2 외부 헬멧은 그 중심축을 기준으로 서로 110도 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외부 용기 몸체부는 그 중심축을 중심으로 회전하고, 상기 제1 외부 헬멧은 상기 외부 용기의 회전 상태에 따라 앉은 상태 또는 누은 상태의 피검자에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외부 용기 몸체부의 외측면에 결합하는 회전 운동부를 더 포함하고, 상기 회전 운동부는 자기 차폐실의 천정에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 외부 헬멧은 그 결합 부위에 장홈을 구비하고, 상기 제1 외부 헬멧은 상기 장홈을 따라 회전하여 정렬된 상태로 상기 제1 브랜치의 일단에 결합할 수 있다. 상기 제2 외부 헬멧은 그 결합 부위에 장홈을 구비하고, 상기 제2 외부 헬멧은 상기 장홈을 따라 회전하여 정렬된 상태로 상기 제2 브랜치의 일단에 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 센서 장착 헬멧과 수직으로 이격되어 배치되고 와셔 형상의 제1 고정링; 상기 제1 고정링과 상기 제1 센서 장착 헬멧의 브림(brim) 사이를 연결하는 복수의 제1 지지 기둥들; 상기 제2 센서 장착 헬멧과 수직으로 이격되어 배치되고 와셔 형상의 제2 고정링; 상기 제2 고정링과 상기 제2 센서 장착 헬멧의 브림(brim) 사이를 연결하는 복수의 제2 지지 기둥들; 상기 내부 용기의 하부면에서 이격되어 배치된 헬멧 정렬 지지부; 및 상기 제1 고정링과 상기 제2 고정링을 상기 헬멧 정렬 지지부에 고정하는 복수의 고정링 지지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헬멧 정렬 지지부는 링 형태이고 복수의 곡선형 장홈들을 포함하고, 결합부재는 상기 곡선형 장홈들에 각각 삽입되고 상기 내부 용기의 하부면에 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 센서 장착 헬멧의 브림의 하부면에 배치되는 제1 보조 열 엥커; 상기 제1 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제1 센서 장착 헬멧의 내측면에 배치되는 제1 내측 4K 열차폐부; 상기 제1 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제1 센서 장착 헬멧의 외측면에 배치되는 제1 외측 4K 열차폐부; 상기 제2 센서 장착 헬멧의 브림의 하부면에 배치되는 제2 보조 열 엥커; 상기 제2 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제2 센서 장착 헬멧의 내측면에 배치되는 제2 내측 4K 열차폐부; 및 상기 제2 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제2 센서 장착 헬멧의 외측면에 배치되는 제2 외측 4K 열차폐부;를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 보조 열 엥커, 제1 내측 4K 열차폐부, 및 제1 외측 4K 열차폐부는 리츠 와이어에 의하여 상기 메인 열 엥커에 열접촉하고, 상기 제2 보조 열 엥커, 제2 내측 4K 열차폐부, 및 제2 외측 4K 열차폐부는 리츠 와이어에 의하여 상기 메인 열 엥커에 열접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 SQUID 센서 모듈은 복수의 리츠 와이어에 의하여 냉각되고, 복수의 리츠 와이어의 일부는 주위의 제1 SQUID 센서 모듈에 제공되고, 복수의 리츠 와이어의 잔부는 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 SQUID 센서 모듈은 6개의 리츠 와이어에 의하여 냉각되고, 2개의 리츠와이어는 상기 메인 열 엥커(thermal anchor)와 열적으로 접촉하고, 4개의 리츠와이어는 주위의 제1 SQUID 센서 모듈에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내부 용기는, 배플 인서트가 삽입되는 목부; 상기 목부보다 지름이 증가한 상부 몸체부; 및 상기 상부 몸체부보다 지름이 감소한 하부 몸체부를 포함하고, 상기 목부는 이중벽 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 목부의 외측에는 서로 수직으로 이격되어 차례로 배치된 와셔 형상의 제1 내지 제3 열 엥커를 더 포함하고, 상기 제1 열 엥커는 120K 열차폐막에 연결되고, 상기 제2 열 엥커는 80K 열 차페막에 연결되고, 상기 제3 열 엥커는 40K 열 차폐막에 연결되고, 상기 40 K 열 차폐막은 상기 제1 센서 장착 헬멧 및 상기 제1 센서 장착 헬멧을 감싸도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 열 엥커 각각은 반경 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 SQUID 센서 모듈은 상기 제1 센서 장착 헬멧에 형성된 관통홀에 삽입되어 고정되고, 상기 제1 SQUID 센서 모듈 각각은 복수의 홀들을 포함하고, 상기 리츠 와이어는 상기 홀들에 삽입되어 SQUID 센서를 냉각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외부 용기 몸체부의 외측에 결합하는 회전 운동부; 상기 회전 운동부에 결합하여 상기 외부 용기의 연직 방향에 대한 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 및 상기 기울기 조절부를 지지하는 지지부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 열 엥커는, 무산소 구리로 형성되고 제1 원판, 상기 제1 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제1 상부 돌출부 및 상기 제1 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제1 하부 돌출부를 포함하는 제1 열전달부; 무산소 구리로 형성되고 제2 원판, 상기 제2 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제2 상부 돌출부 및 상기 제2 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제2 하부 돌출부를 포함하는 제2 열전달부; 무산소 구리로 형성되고 제3 원판, 상기 제3 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제3 상부 돌출부 및 상기 제3 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제3 하부 돌출부를 포함하는 제3 열전달부; 무산소 구리로 형성되고 제4 원판, 상기 제4 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제4 상부 돌출부 및 상기 제4 원판의 중심축에서 하부면에 복수의 홀들을 포함하는 제4 열전달부; 절연체로 형성되고 상기 제1 열전달부의 제1 원판과 상기 제2 열전달부의 제2 원판 사이에 삽입되는 제1 열팽창 조절부; 및 절연체로 형성되고 상기 제3 열전달부의 제3 원판과 상기 제4 열전달부의 제4 원판 사이에 삽입되는 제2 열팽창 조절부;를 포함할 수 있다. 상기 제2 열전달부의 제2 상부 돌출부는 상기 제1 열전달부의 제1 하부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고, 상기 제2 열전달부의 제2 하부 돌출부는 상기 제3 열전달부의 제3 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고, 상기 제3 열전달부의 제3 하부 돌출부는 상기 제4 열전달부의 제4 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 열팽창 조절부는, 상기 제1 원판의 직경과 동일한 직경을 가지는 제1 절연 몸체부; 상기 내부 몸체의 하부면에 매몰되고 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 자지는 제2 절연 몸체부; 및 상기 제2 직경보다 작은 제3 직경을 가지는 제3 절연 몸체부를 포함하고, 상기 제3 절연 몸체부는 상기 제2 원판의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치는, 외부 용기; 및 액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기를 포함한다. 상기 내부 용기는, 배플 인서트가 삽입되는 목부; 및 상기 목부보다 지름이 증가한 몸체부;를 포함한다. 상기 목부는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내측 원통은 원통의 외측으로 돌출된 복수의 링 돌출부를 더 포함할 수 있다. 열 엥커들은 상기 링 돌출부들 각각과 결합하고, 상기 링 돌출부들은 서로 이격되어 배치되고, 상기 외측 원통은 상기 링 돌출부를 사이에 두고 서로 분리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 목부는 상기 내측 원통과 상기 외측 원통 사이에 배치된 열 차폐막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 링 돌출부의 외주면과 상기 열 엥커의 내주면은 나사 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열 엥커는 원통 형상의 열 엥커 결합부와 상기 열 엥커 결합부의 외주면에서 배치되고 원판 형상의 열 엥커 몸체부를 포함하고, 상기 열 엥커 결합부의 내주면은 상기 링 돌출부의 외주면과 나사 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열 엥커 각각은 외주면에서 내 반경 방향으로 연장되는 복수의 슬릿 및 상기 슬릿의 일단에서 방위각 방향으로 연장되는 홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열 엥커는 제1 내지 제3 열 엥커를 포함하고, 상기 제1 열 엥커는 120K 열차폐막에 연결되고, 상기 제2 열 엥커는 80K 열 차페막에 연결되고, 상기 제3 열 엥커는 40K 열 차페막에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배플 인서트에 배치되고 기화된 냉매를 배기하는 냉매 배기 튜브; 상기 배플 인서트에 배치되고 냉매를 주입하는 냉매 주입 튜브; 및 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하는 응축기를 더 포함할 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브는 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치는, 외부 용기; 액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기; 상기 내부 용기에 삽입되는 배플 인서트; 상기 배플 인서트에 배치되고 기화된 냉매를 배기하는 냉매 배기 튜브; 상기 배플 인서트에 배치되고 냉매를 주입하는 냉매 주입 튜브; 및 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하는 응축기를 포함한다. 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브는 동축 구조이고, 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브 각각은 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내부 용기는, 배플 인서트가 삽입되는 목부; 및 상기 목부보다 지름이 증가한 몸체부;를 포함하고, 상기 목부는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치는, 외부 용기; 액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기; 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커; 및 상기 내부 용기의 외측에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈을 포함한다. 상기 복수의 제1 SQUID 센서 모듈 각각은 리츠 와이어를 통하여 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 무산소 구리로 형성되고 제1 원판, 및 상기 제1 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제1 하부 돌출부를 포함하는 제1 열전달부; 무산소 구리로 형성되고 제2 원판, 상기 제2 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제2 상부 돌출부 및 상기 제2 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제2 하부 돌출부를 포함하는 제2 열전달부; 무산소 구리로 형성되고 제3 원판, 상기 제3 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제3 상부 돌출부 및 상기 제3 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제3 하부 돌출부를 포함하는 제3 열전달부; 무산소 구리로 형성되고 제4 원판, 및 상기 제4 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제4 상부 돌출부를 포함하는 제4 열전달부; 절연체로 형성되고 상기 제1 열전달부의 제1 원판과 상기 제2 열전달부의 제2 원판 사이에 삽입되는 제1 열팽창 조절부; 및 절연체로 형성되고 상기 제3 열전달부의 제3 원판과 상기 제4 열전달부의 제4 원판 사이에 삽입되는 제2 열팽창 조절부;를 포함할 수 있다. 상기 제2 열전달부의 제2 상부 돌출부는 상기 제1 열전달부의 제1 하부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고, 상기 제2 열전달부의 제2 하부 돌출부는 상기 제3 열전달부의 제3 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고, 상기 제3 열전달부의 제3 하부 돌출부는 상기 제4 열전달부의 제4 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 열팽창 조절부는, 상기 제1 원판의 직경과 동일한 직경을 가지는 제1 절연 몸체부; 상기 내부 몸체의 하부면에 매몰되고 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 자지는 제2 절연 몸체부; 및 상기 제2 직경보다 작은 제3 직경을 가지는 제3 절연 몸체부를 포함하고, 상기 제3 절연 몸체부는 상기 제2 원판의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 좁은 자기 차폐실 내에서 수평으로 놓인 베럴 형태의 듀아의 양단에 배치된 소아 헬멧 및 성인 헬멧을 사용하여 회전 상태에 따라 성인 또는 소아의 뇌자도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 수평으로 놓인 베렐 형태의 듀아에서 이중 벽 구조의 목부를 이용하여 복사열을 효율적으로 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 수평으로 놓인 베렐 형태의 듀아에서 회전 운동을 제공하는 회전 운동부를 지면 상에 배치하여 회전 상태에 따라 성인 또는 소아의 뇌자도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 응축기와 듀아를 연결하는 동축 이중 튜브 구조를 사용하여 회전 운동을 제공하면서 저온의 냉매를 응축기에 전달하여 응축기 또는 냉각기의 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 진공내코일 구조를 채용하여 SQUID 센서와 전류원 사이의 거리를 감소시키어 신호대잡음비를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 진공내코일 구조를 채용하여 SQUID 센서와 전류원 사이의 거리를 감소시키어 신호대잡음비를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치는 냉매를 수납하는 내부 용기의 하부면에서 SQUID 센서를 냉각하기 위한 메인 열 엥커를 구비한다. 상기 메인 열 엥커는 복수의 부품으로 구성하여 열 팽창에 의한 내부 용기의 파손을 억제하면서 열접촉 면적을 증가시키어 리츠 와이어 및 SQUID 센서를 효율적으로 냉각할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 나타내는 개념도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치의 메인 열 엥커를 나타내는 개념도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 장치를 설명하는 개념도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 뇌자도 측정 장치(100)을 나타내는 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 용기와 열 엥커들을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 용기와 열 엥커들을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 엥커를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧의 정면도이다.
도 12는 본 발명 다른 실시예에 따른 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧의 정면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장착 헬멧을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13의 B-B’선을 따라 자른 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 열 엥커를 설명하는 개념도이다.
도 16은 메인 열 엥커와 SQUID 센서 모듈의 연결 관계를 설명하는 개념도이다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 SQUID 센서 모듈을 설명하는 사시도이다.
도 17b는 도 17의 SQUID 센서 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.
도 17c는 본 발명의 일 실시예에 따른 SQUID 센서 모듈을 설명하는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기준 SQUID 센서 모듈을 설명하는 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치의 메인 열 엥커를 나타내는 개념도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 장치를 설명하는 개념도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 뇌자도 측정 장치(100)을 나타내는 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 용기와 열 엥커들을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 용기와 열 엥커들을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 엥커를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧의 정면도이다.
도 12는 본 발명 다른 실시예에 따른 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧의 정면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장착 헬멧을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13의 B-B’선을 따라 자른 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 열 엥커를 설명하는 개념도이다.
도 16은 메인 열 엥커와 SQUID 센서 모듈의 연결 관계를 설명하는 개념도이다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 SQUID 센서 모듈을 설명하는 사시도이다.
도 17b는 도 17의 SQUID 센서 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.
도 17c는 본 발명의 일 실시예에 따른 SQUID 센서 모듈을 설명하는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기준 SQUID 센서 모듈을 설명하는 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 헬륨가스를 냉동기로 바로 재응축하여 듀아로 되돌려 보내는 기술이 적용된다. 냉동기와 냉매 전달 튜브에 의한 자기잡음과 진동잡음이 매우 크기 때문에 SQUID 장치가 이들 진동에 반응하지 않도록 하기 위해 특별한 듀어 구조 및 SQUID 배치방법이 요구된다.
최근 헬륨 가스의 가격 상승에 따라, 헬륨가스를 냉동기로 바로 재응축하여 뇌자도 듀아로 되돌려 보내는 기술이 요구된다. 기화된 헬륨은 냉매 배기 튜브를 통하여 냉동기에 공급되고, 액체된 냉매가 냉매 주입 튜브를 통하여 듀아에 제공된다. 냉매 배기 튜브와 냉매 주입 튜브가 단일 파이프로 구성하는 경우, 배플 인서트 뚜껑에 얼음이 응결된다. 이러한 얼음은 완벽한 밀폐를 억제하여, 외부로부터 많은 열유입을 유발한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CIV형 SQUID 장치는 동축 이중 튜브 구조를 이용하여 배플 인서트 뚜껑에 얼음 응결을 해결하였다. 냉매 배기 튜브와 냉매 주입 튜브는 동축 구조이고, 냉매 배기 튜브와 냉매 주입 튜브 각각은 이중 튜브 구조이다. 상기 이중 튜브 구조는 차가운 기화 가스를 냉각기로 이송하여 냉각 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 동축 이중 튜브는 오링과 같은 밀봉 부재를 이용하여 회전 운동을 제공할 수 있다.
CIV형 SQUID 장치에서, 듀아는 내부 용기와 내부 용기를 감싸는 외부 용기를 포함한다. 그러나, 내부 용기는 외부로부터 복사열을 흡수하여 냉매의 소비를 증가시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CIV형 SQUID 장치에서, 듀아는 배플 인서트가 삽입되는 내부 용기의 목부에 이중 벽 구조를 사용한다. 이러한 이중 벽 구조는 급속한 냉각시 듀아 내부를 구성하는 부분품의 열수축으로 인한 진공파괴를 방지하는 데 크게 기여할 수 있다. 또한, 이중 벽 구조는 듀아 내부 냉각시 자동적으로 진공층이 형성되고, 복사열 유입을 감소시키기 위해 이중 벽 사이에 열 차폐막을 배치함으로써 듀아 목으로부터의 복사열 유입을 크게 감소시킨다. 이중 벽 구조의 내부 용기의 내벽과 효과적인 열 접촉과 열팽창에 의한 손상을 감소시키도록 나사 결합을 사용한다. 상기 이중 벽 구조는 냉매의 증발율을 감소시키고, 고하중의 내측 구조물을 안정적으로 지지할 수 있어 냉매 증발과 외부 진동에 의한 잡음을 억제할 수 있다.
뇌자도 (magnetoencephalography, MEG) 신호는 SQUID 센서와 뇌 사이의 거리에 의존한다. 따라서, 어른용 뇌자도 헬멧은 소아의 뇌자도 측정에 부적합하다. 따라서, 하나의 MEG 장치가 어른 및 소아를 모두 측정할 수 있는 이중 헬멧이 요구된다.
소아용 헬멧에는 144채널이 배치되며 성인용 헬멧에는 192채널이 배치된다. 따라서 머리 크기에 최적화된 구조로서 특히 소아 뇌자도 신호의 품질 향상이 기대된다. 소아부터 어른에 이르기까지 뇌기능의 발달과정을 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 시예에 따름 뇌자도 장치는 하나의 듀아에 두 개의 헬멧을 갖는 구조이다. 헬멧의 크기가 다른 소아용 헬멧과 성인용 헬멧이 약 35도 기울어진 듀아 몸체에서 서로 약 110도 벌어져 설치되어 있다. 소아용 헬멧의 중심축은 듀아의 중심축에서 125도 벌어져 설치된다. 또한, 어른용 헬멧의 중심축은 듀아의 중심축에서 125도 벌어져 설치된다. 즉, 소아용 헬멧의 중심축은 어른용 헬멧의 중심축과 110도 벌어진다.
본 발명의 일 시예에 따름 뇌자도 장치에서, 소아용 헬멧 및 어른용 헬멧 각각은 않은 상태와 누운 상태에서 피검자를 측정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 듀아 몸체는 듀아의 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 소아용 헬멧이 않은 상태로 측정할 수 있거나, 어른용 헬멧이 않은 상태로 측정할 수 있다.
본 발명의 일 시예에 따름 뇌자도 장치는 듀어의 회전 상태에 따라 소아용 헬멧 및 어른용 헬멧 각각에서 않은 상태 또는 누운 상태의 뇌자도 측정을 수행할 수 있다. 즉, 않은 상태의 뇌자도 측정은 피검자에게 시각 자극을 인가한 상태에서 수행될 수 있다. 또한, 뇌자도 장치는 앉은 자세의 기울기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 시예에 따름 뇌자도 장치는 성인용 및 소아용 헬멧을 구비하고, 각각의 헬멧에 3축 기준 SQUID 센서를 배치하여, 성인용 헬멧이 동작하는 경우 소아용 헬멧에 배치된 3축 기준 SQUID 센서를 이용하여 배경 노이즈를 제거할 수 있다.
본 발명의 일 시예에 따름 뇌자도 장치는 듀아의 회전 상태에 따라 소아용 헬멧 및 어른용 헬멧 각각에서 누운 상태 및 않은 상태의 뇌자도 측정을 수행할 수 있다. 듀아의 회전 운동을 제공하기 위하여, 회전 운동부는 비금속 베어링을 이용하여 듀아의 회전 운동을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 시예에 따름 뇌자도 장치는 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커를 구비하고, 상기 메인 열 엥커는 서로 나사 결합하는 복수의 열전달부와 상기 열전달부와 상기 내부 용기 사이의 열 팽창에 의한 밀봉 파괴를 조절하는 절연 재질의 열 팽창 조절부를 포함한다. 복수의 열전달부가 결합된 경우, 내부 용기의 외부면과 내부면에 매몰되어 배치된 한 쌍의 열 팽창 조절부를 압박하여 밀봉 및 열 팽창에 의한 부품 파손을 억제한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 나타내는 개념도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 측정 장치의 메인 열 엥커를 나타내는 개념도이다.
도 1 및 도2를 참조하면, 자기장 측정 장치(200)는, 외부 용기(210); 및 액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기(260)를 포함한다. 상기 내부 용기(160)는, 배플 인서트(150)가 삽입되는 목부(262); 및 상기 목부(262)보다 지름이 증가한 몸체부(264);를 포함한다. 상기 목부(262)는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조이다.
외부 용기(210)는 원통형이고 적어도 하나의 외부 헬멧(120)을 포함할 수 있다. 상기 외부 헬멧(120)은 상기 외부 용기의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 외부 헬멧(120)에 대응하는 센서 장착 헬멧(122)이 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기 사이에 배치될 수 있다. 상기 외부 용기(210)는 유리 섬유 강화 에폭시(glass fiber enforced epoxy)가 사용되며, G-10 에폭시(epoxy)일 수 있다. 상기 G-10 에폭시는 생체자기 측정용 저온 냉매 저장 용기의 재료로 사용될 수 있다.
상기 외부 용기(210)는 외부 용기 뚜껑(211)을 포함할 수 있다. 상기 외부 용기 뚜껑(211)은 그 중심에 관통홀을 구비할 수 있다. 상기 내부 용기(260)는 상기 외부 용기 뚜껑(211)의 상기 관통홀과 결합할 수 있다.
상기 내부 용기(260)는 목부(262) 및 상기 목부(262)보다 지름이 증가한 몸체부(264)를 포함한다. 상기 내부 용기(260)는 액체 냉매를 저장할 수 있다. 상기 내부 용기(260)는 G-10 에폭시로 제작될 수 있다.
상기 목부(262)는 이중 벽 구조이다. 즉, 상기 목부(262)는 내측 원통(162a)과 상기 내측 원통(162a)을 감싸는 외측 원통(162b)을 포함할 수 있다. 열 차폐막(162c)은 상기 내측 원통(162a)과 상기 외측 원통(162b) 사이에 배치될 수 있다. 상기 열 차폐막(162c)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬일 수 있다.
상기 내측 원통(162a)은 원통의 외측으로 돌출된 복수의 링 돌출부(162a`)를 더 포함할 수 있다. 상기 링 돌출부(162a`)는 원통 링 형태이고, 상기 내측 원통(162a)과 일체형으로 형성될 수 잇다. 상기 링 돌출부(162a`)의 외주면에는 나사 결합을 위한 스크루가 형성될 수 있다.
상기 링 돌출부들(162a`)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 외측 원통(162b)은 상기 링 돌출부(162a`)를 사이에 두고 서로 분리될 수 있다. 즉, 상기 외측 원통(162b)은 서로 분리된 복수의 원통 형상의 부품을 포함할 수 있다. 상기 외측 원통(162b)과 상기 내측 원통(162a) 사이의 간격은 수 mm이내일 수 있다. 상기 외측 원통(162b) 각각은 열 엥커 결합부(106a``) 및 상기 링 돌출부(162a`)를 감싸도록 턱(162b`)을 포함할 수 있다. 상기 외측 원통(162b)은 상기 링 돌출부를 감싸도록 결합한 후, 결합 부위는 에폭시와 같은 접착제로 고정되고 밀봉링될 수 있다.
열 엥커들(106a,106b,106c)은 상기 링 돌출부들(162a`) 각각과 결합할 수 있다. 상기 링 돌출부(162a`)의 외주면과 상기 열 엥커(106a)의 내주면은 나사 결합할 수 있다. 상기 열 엥커들(106a,106b,106c) 각각은 원형 와셔 형태일 수 있다. 상기 열 엥케들(106a,106b,106c)은 구리 또는 알루미늄일 수 있다.
상기 열 엥커(106a)는 원통 형상의 열 엥커 결합부(106a``)와 상기 결합부의 외주면에서 배치되고 원판 형상의 열 엥커 몸체부(106a`)를 포함할 수 있다. 상기 열 엥커 결합부(106a``)의 내주면은 상기 링 돌출부(162a`)의 외주면과 나사 결합할 수 있다. 상기 링 돌출부(162a`)와 상기 열 엥커(106a)의 나사 결합은 열 팽창에 의한 효율적인 열접촉을 제공하면서 기계적 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 이중 벽 구조는 외부로부터 상기 목부(262) 내로 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 이중 벽 내부는 냉매에 의하여 냉각된 경우, 상기 내측 원통(162a)과 상기 외측 원통(162b) 사이의 공간은 진공을 유지할 수 있다. 이에 따라, 열전달에 의한 열 유입을 차단하고, 상기 열 차폐막(162c)은 복사 열의 유입을 추가적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 이중벽 구조의 목부(262)는 단일벽 구조의 목부에 비하여 높은 기계적 안정성 및 높은 열차폐 효율을 제공할 수 있다.
상기 열 엥커(106a,106b,106c)는 차례로 배치된 제1 내지 제3 열 엥커(106a,106b,106c)를 포함할 수 있다. 상기 제1 열 엥커(106a)는 목부의 가장 상측에 배치되고 120K 열차폐막(107a)에 연결될 수 있다. 상기 제2 열 엥커(106b)는 상기 제1 열 엥커(106a)의 하측에 배치되고 80K 열 차페막(107b)에 연결될 수 있다. 상기 제3 열 엥커(106c)는 상기 제2 열 엥커(106b)의 하측에 배치되고 40K 열 차폐막(107b)에 연결될 수 있다.
상기 제1 열 엥커(106a)는 상기 냉매로부터 가장 멀리 이격되어 있어 가장 높은 온도로 유지되고, 상기 제3 열 엥커(106c)는 상기 냉매에 가장 근접하여 가장 낮은 온도로 유지될 수 있다. 상기 제1 열 엥커 내지 상기 제3 열 엥커(106a,106b,106c)는 기화된 냉매와 열접촉하여 냉각될 수 있다.
상기 40K 열차폐막(107c)은 상기 제3 열 엥커(106c)의 외주면에 결합하고 상기 내부 용기(260)를 감싸도록 배치되고 복사열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 40K 열차폐막(107c)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬 및 단열 필름을 포함할 수 있다.
상기 80K 열차폐막(107b)은 상기 제2 열 엥커(106b)의 외주면에 결합하고 상기 40K 열차폐막(107a)을 감싸도록 배치되고 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 80K 열차폐막(107b)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬 및 단열 필름을 포함할 수 있다.
상기 120K 열차폐막(107a)은 상기 제1 열 엥커(106a)의 외주면에 결합하고 상기 80K 열차폐막(107b)을 감싸도록 배치되고 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 120K 열차폐막(107a)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬 및 단열 필름을 포함할 수 있다.
상기 내부 용기(260)와 상기 외부 용기(210) 사이의 공간은 진공 상태로 유지될 수 있다. 상기 외부 용기 뚜껑(211)은 진공 펌프와 연결되는 배기 포트(111a)를 포함할 수 있다. 상기 배기 포트(111a)는 G-10 에폭시 튜브로 형성될 수 있다.
배플 인서트(150)는 상기 내부 용기의 목부(262)에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 배플 인서트(150)는 인서트 상판(151), 상기 인서트 상판(151)의 하부에 배치된 배플(156), 상기 배플(156)을 지지하고 상기 인서트 상판(151)에 고정되는 복수의 가이드 봉(154)을 포함할 수 있다.
상기 인서트 상판(151)은 원판 형상이고, G-10 에폭시로 형성될 수 있다. 상기 인서트 상판(151)은 상기 외부 용기 뚜껑(211)에 고정될 수 있다. 상기 가이드 봉(154)은 G-10 에폭시로 형성되고, 봉 형상 또는 파이프 형상일 수 있다. 상기 가이드 봉(154)은 상기 배플(156)를 지지할 수 있다. 상기 배플(156)은 보온성이 높은 스티로품과 도전판을 포함할 수 있다. 상기 도전판은 복사 열을 차단하기 위하여 차례로 적층된 알루미늄 코팅된 마일라(mylar) 및 구리층을 포함할 수 있다.
냉매 배기 튜브(153)는 상기 배플 인서트(150)의 인서트 상판(151)에 배치되고 기화된 냉매를 배기할 수 있다. 냉매 주입 튜브(152)는 상기 배플 인서트(150)의 인서트 상판(151)에 배치되고 냉매를 주입할 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브(153) 및 상기 냉매 주입 튜브(152) 각각은 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브일 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브(153)는 이중 튜브 구조를 이용하여 상기 배플 인서트(150)의 인서트 상판(151)에 얼음 응결을 제거할 수 있다.
상기 냉매 주입 튜브(152)는 상기 냉매 배기 튜브(153)에 삽입된 동축 구조일 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브(153) 및 상기 냉매 주입 튜브(152)는 G-10 에폭시로 형성될 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브(153) 및 상기 냉매 주입 튜브(152)의 동축 구조는 오링과 같은 밀봉 부재를 이용하여 회전 운동을 제공할 수 있다.
응축기(159)는 상기 냉매 배기 튜브(153) 및 상기 냉매 주입 튜브(152)에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하고, 응축된 냉매를 상기 냉매 주입 튜브(152)를 통하여 상기 내부 용기에 주입할 수 있다. 상기 응축기(159)는 자기 차폐실 외부에 배치될 수 있다.
동축 이중 튜브는 상기 인서트 상판(151)과 열접촉을 감소시키어 상기 인서트 상판의 얼음 생성을 감소시킬 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브가 단일 튜브인 경우, 상기 인서트 상판은 얼음을 생성하고, 상기 얼음은 상기 외부 용기 뚜껑과 상기 인서트 상판의 밀봉을 저해하고 외부의 열 유입을 증가시킬 수 있다. 동축 이중 튜브(153,151)는 상기 외부 용기가 회전함에 따라, 안정적인 오링과 같은 밀봉 수단을 이용하여 밀봉을 제공할 수 있다.
센서 장착 헬멧(122)은 상기 내부 용기(260)의 하부면(264a)과 상기 외부 용기(210)의 하부면 사이에 배치될 수 있다. 상기 센서 장착 헬멧(122)의 SQUIQ 센서 모듈(103a)은 메인 열 엥커(170)와 열접촉을 통하여 냉각될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 센서 장착 헬멧(122)은 SQUIQ 센서 모듈을 장착할 수 있는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에 따라, 외부 용기의 형상도 대응하는 형상으로 변경될 수 있다. 센서 장착 헬멧(122)이 판형인 경우에 심자도를 측정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 내부 용기의 몸체부(264)는 하부면(264a)을 구비하고, 메인 열 엥커(170)는 상기 몸체부(264)의 상기 하부면(264a)에 배치될 수 있다. 상기 메인 열 엥커(170)는 도전성 열 전달물질을 포함할 수 있다. 상기 메인 열 엥커(170)은 상기 하부면(264a)을 관통하여 배치될 수 있다.
상기 메인 열 엥커(170)는, 제1 열전달부(171), 제2 열전달부(172), 제3 열전달부(173), 제4 열전달부(174), 제1 열팽창 조절부(176), 및 제2 열팽창 조절부(177)를 포함할 수 있다. 상기 메인 열 엥커(170)는 복수의 부품으로 구성하여 열 팽창에 의한 내부 용기의 파손을 억제하면서 열접촉 면적을 증가시키어 리츠 와이어(12) 및 SQUIQ 센서 모듈(103a)의 SQUID 센서를 효율적으로 냉각할 수 있다.
상기 제1 열팽창 조절부(176)는 상기 내부 용기의 하부면(264a)의 내측에 형성된 2개의 반경을 가진 이중 홈에 결합하고, 제2 열팽창 조절부(177)는 상기 내부 용기의 하부면의 외측에 형성된 2개의 반경을 가진 이중 홈에 결합할 수 있다.
제1 열전달부(171)는 무산소 구리로 형성되고 제1 원판(171a), 및 상기 제1 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제1 하부 돌출부(171b)를 포함할 수 있다. 제1 열전달부(171)는 상기 제1 원판의 중심축에서 상부면으로 돌출된 제1 상부 돌출부(171c)를 더 포함할 수 있다.
제2 열전달부(172)는 무산소 구리로 형성되고 제2 원판(172a), 상기 제2 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제2 상부 돌출부(172b) 및 상기 제2 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제2 하부 돌출부(172c)를 포함할 수 있다. 상기 제2 열전달부(172)의 제2 상부 돌출부(172b)는 상기 제1 열전달부(171)의 제1 하부 돌출부(171b)와 결합하기 위한 나사 홈(172d)을 구비할 수 있다. 상기 제2 열전달부(172)의 제2 하부 돌출부(172c)는 상기 제3 열전달부(173)의 제3 상부 돌출부(173b)와 결합하기 위한 나사 홈(172e)을 구비할 수 있다.
제3 열전달부(173)는 무산소 구리로 형성되고 제3 원판(173a), 상기 제3 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제3 상부 돌출부(173b) 및 상기 제3 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제3 하부 돌출부(173c)를 포함할 수 있다. 상기 제3 열전달부(173)의 제3 하부 돌출부(173c)는 상기 제4 열전달부(174)의 제4 상부 돌출부(174b)와 결합하기 위한 나사 홈(173d)을 구비할 수 있다.
제4 열전달부(174)는 무산소 구리로 형성되고 제4 원판, 및 상기 제4 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제4 상부 돌출부(174b)를 포함할 수 있다. 제4 열전달부(174)의 하부면은 고정 수단(178)과 결합할 수 있다. 상기 고정 수단(178)은 SQUID 센서 모듈(103a)에 연결된 리츠 와이어(12)를 고정하고 냉각할 수 있다.
제1 열팽창 조절부(176)는 절연체로 형성되고 상기 제1 열전달부(171)의 제1 원판(171a)과 상기 제2 열전달부(172)의 제2 원판(172b) 사이에 삽입될 수 있다. 제1 열팽창 조절부(176)는 상기 내부 용기의 재질과 동일한 재질일 수 있다.
상기 제1 열팽창 조절부(176)는, 상기 제1 원판(171a)의 제1 직경(D1)과 동일한 직경을 가지는 제1 절연 몸체부(176a); 상기 내부 몸체의 하부면에 매몰되고 상기 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)을 자지는 제2 절연 몸체부(176b); 및 상기 제2 직경(D2)보다 작은 제3 직경(D3)을 가지는 제3 절연 몸체부(176c)를 포함할 수 있다. 상기 제3 절연 몸체부(176c)는 상기 제2 원판(172a)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제3 절연 몸체부(176c)의 외주면은 나사홈을 구비할 수 있다.
제2 열팽창 조절부(177)는 절연체로 형성되고 상기 제3 열전달부(173)의 제3 원판(173a)과 상기 제4 열전달부(174)의 제4 원판(174a) 사이에 삽입될 수 있다. 제2 열팽창 조절부(177)는 상기 내부 용기의 재질과 동일한 재질일 수 있다.
상기 제2 열팽창 조절부(177)는 상기 제1 열팽창 조절부(176)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
복수의 제1 SQUID 센서 모듈(103a) 각각은 리츠 와이어(12)를 통하여 상기 내부 용기(160)의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor, 170)와 열적으로 접촉할 수 있다.
상기 SQUID 센서 모듈(103a)은 상기 센서 장착 헬멧(122)에 형성된 관통홀에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 SQUID 센서 모듈(103a)은 복수의 홀들을 포함할 수 있다. 상기 리츠 와이어는 상기 홀들에 삽입되어 SQUID 센서를 냉각할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자기장 측정 장치(200)는, 외부 용기(210); 액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 원통 형상의 내부 용기(260); 상기 내부 용기(260)의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(170); 및 상기 내부 용기의 외측에 배치된 복수의 SQUID 센서 모듈(103a)을 포함한다,
상기 복수의 SQUID 센서 모듈(103a) 각각은 리츠 와이어(12)를 통하여 상기 내부 용기(260)의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor, 170)와 열적으로 접촉한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자도 장치를 설명하는 개념도들이다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 뇌자도 측정 장치(100)는 액체 냉매를 저장하는 내부 용기(160); 상기 내부 용기(160)를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧(120)과 제2 외부 헬멧(130)을 포함하는 외부 용기(110); 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기(160) 사이에서 상기 제1 외부 헬멧(120)을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧(122); 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기 사이(160)에서 상기 제2 외부 헬멧(130)을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧(132); 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈(103a); 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈(103b);을 포함한다. 상기 뇌자도 측정 장치(100)는 소아인 경우와 성인 경우 모두 뇌자도 측정을 제공할 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)은 소아용 헬멧이고, 상기 제2 외부 헬멧(130)은 성인용 헬멧일 수 있다.
도 3a를 참조하면, 소아는 않은 자세에서 측정할 수 있다. 않은 자세의 뇌자도 측정은, 외부 자극에 대한 반응을 검출하기 위하여 수행될 수 있다. 이를 위하여, 외부 몸체부(116)가 일정한 각도(35도) 기울어져 있으며, 소아용 헬멧과 성인용 헬멧이 서로 일정한 각도(110도)로 벌어져 있다. 또한, 듀아 또는 외부 용기를 그 중심축을 기준으로 180도 회전시키면, 소아용 헬멧과 성인용 헬멧의 측정 자세가 서로 바뀐다.
외부 용기 몸체부(116)는 연직 방향에서 30도 내지 45도 기울어져 배치될 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)과 상기 제2 외부 헬멧(130)은 그 중심축을 기준으로 서로 110도 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 내부 용기(160) 및 상기 외부 용기(110)는 연직 방향에서 30도 내지 45도 기울어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 내부 용기 및 상기 외부 용기는 연직 방향에서 35도 기울어질 수 있다. 이에 따라, 상기 내부 용기에 수납된 냉매도 기울어질 수 있다.
회전 운동부(140)는 외부 용기 몸체부(116)의 외측에 결합할 수 있다. 상기 회전 운동부(140)는 비도전성 물질로 제작된 베어링을 포함할 수 있다. 상기 회전 운동부(140)는 자기 차폐실(11)의 천정에 외부 지지부(141)를 통하여 고정될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 성인은 누은 자세로 측정할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 뇌자도 측정 장치(100)의 외부 용기가 180도 회전하면, 성인은 않은 자세에서 측정할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 소아는 누은 자세로 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌자도 측정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 뇌자도 측정 장치(100b)는 액체 냉매를 저장하는 내부 용기(160); 상기 내부 용기(160)를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧(120)과 제2 외부 헬멧(130)을 포함하는 외부 용기(110); 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기(160) 사이에서 상기 제1 외부 헬멧(120)을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧(122); 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기 사이(160)에서 상기 제2 외부 헬멧(130)을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧(132); 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈(103a); 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈(103b);을 포함한다. 상기 뇌자도 측정 장치(100)는 소아인 경우와 성인 경우 모두 뇌자도 측정을 제공할 수 있다.
회전 운동부(140)는 외부 용기(110)의 외측에 결합할 수 있다. 회전 운동부(140)는 비자성체로 제작된 베어링을 포함할 수 있다. 상기 회전 운동부(140)은 상기 외부 용기의 중심축을 기준으로 측정 자세를 선택하기 위한 회전운동을 제공할 수 있다.
기울기 조절부(143)는 상기 회전 운동부(140)에 결합하여 상기 외부 용기(110)의 연직 방향에 대한 기울기를 조절할 수 있다. 상기 기울기 조절부(143)는 수평축에 대하여 회전 운동을 제공할 수 있다. 상기 기울기 조절부(143)는 자기 자폐실(11) 내에 설치된 지지부(144)에 결합할 수 있다. 상기 지지부(144)는 한 쌍의 격벽을 포함할 수 있다. 상기 기울기 조절부(143)는 앉은 상태의 피검자의 헬멧의 자세를 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 뇌자도 측정 장치(100)을 나타내는 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5의 A-A’ 선을 따라 자른 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 용기와 열 엥커들을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 용기와 열 엥커들을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 엥커를 나타내는 사시도이다.
도 5, 도 6a 및 도 6b, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 뇌자도 측정 장치(100)는 액체 냉매를 저장하는 내부 용기(160); 상기 내부 용기(160)를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧(120)과 제2 외부 헬멧(130)을 포함하는 외부 용기(110); 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기(160) 사이에서 상기 제1 외부 헬멧(120)을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧(122); 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기 사이(160)에서 상기 제2 외부 헬멧(130)을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧(132); 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈(103a); 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈(103b);을 포함한다.
상기 복수의 제1 SQUID 센서 모듈(103a) 각각은 리츠 와이어(12)를 통하여 상기 내부 용기(160)의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor, 170)와 열적으로 접촉한다. 상기 복수의 제2 SQUID 센서 모듈(103b) 각각은 리츠 와이어(12)를 통하여 상기 내부 용기(160)의 하부면에 배치된 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor, 170)와 열적으로 접촉한다. 상기 외부 용기(110)와 상기 내부 용기(160) 사이의 공간은 진공 상태이다. 제1 센서 장착 헬멧(122)과 제2 센서 장착 헬멧(132)의 SQUID 센서는 리츠 와이어(12)를 통하여 효율적으로 냉각될 수 있다.
상기 뇌자도 측정 장치(100)는 자기 차폐실(11) 내부에 배치될 수 있다.
외부 용기(110)는 외부 용기 뚜껑(111)을 포함할 수 있다. 상기 외부 용기(110)는 원통 형상의 외부 용기 몸체부(116)에서 “Y” 형태로 분기된 제1 브랜치(112)와 제2 브랜치(114)를 포함할 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)과 상기 제2 외부 헬멧(130) 각각은 상기 제1 브랜치(112)와 상기 제2 브랜치(114)에 각각 결합할 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)은 소아용 헬멧이고, 상기 제2 외부 헬멧(130)은 성인용 헬멧일 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120) 및 상기 제2 외부 헬멧(130) 중에서 하나는 누은 사람은 측정할 수 있도록 평행할 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120) 및 상기 제2 외부 헬멧(130) 중에서 다른 하나는 앉은 사람을 측정할 수 있도록 연직 방향에서 20도 기울질 수 있다.
상기 외부 용기 몸체부(116)는 연직 방향에서 30도 내지 45도 기울어져 배치될 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)과 상기 제2 외부 헬멧(130)은 그 중심축을 기준으로 서로 110도 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 내부 용기(160) 및 상기 외부 용기는 연직 방향에서 30도 내지 45도 기울어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 내부 용기(160) 및 상기 외부 용기는 연직 방향에서 35도 기울어질 수 있다. 이에 따라, 상기 내부 용기에 수납된 냉매도 기울어질 수 있다.
상기 외부 용기 몸체부(116)는 그 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)은 상기 외부 용기의 회전 상태에 따라 앉은 상태 또는 누은 상태의 피검자에 적용될 수 있다.
상기 외부 용기 몸체부(116)의 외측에 결합하는 회전 운동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 회전 운동부는 비도전성 물질로 제작된 베어링을 포함할 수 있다. 상기 회전 운동부(140)는 자기 차폐실(11)의 천정에 외부 지지부(미도시)를 통하여 고정되거나, 자기 차폐실(11) 내에서 설치된 별도의 지지부(미도시)에 고정될 수 있다.
상기 제1 외부 헬멧(120)은 상기 제1 브랜치(112)와 결합하는 결합 부위에 장홈(120a)을 구비할 수 있다. 상기 제1 외부 헬멧(120)은 상기 장홈(120a)을 따라 회전하여 정렬된 상태로 상기 제1 브랜치(112)의 일단에 결합할 수 있다. 상기 장홈(120a)은 상기 제1 외부 헬멧(120)과 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 정렬을 제공할 수 있다.
상기 제2 외부 헬멧(130)은 상기 제2 브랜치(114)와 결합하는 결합 부위에 장홈을 구비할 수 있다. 상기 제2 외부 헬멧(130)은 상기 장홈을 따라 회전하여 정렬된 상태로 상기 제2 브랜치(114)의 일단에 결합할 수 있다.
상기 내부 용기(160)는 액체 냉매를 저장하고, 메인 열 엥커 및 리츠 와이어를 통하여 SQUID 센서 모듈을 냉각할 수 있다.
상기 내부 용기(160)는 배플 인서트(150)가 삽입되는 목부(162); 상기 목부(162)보다 지름이 증가한 상부 몸체부(164); 및 상기 상부 몸체부보다 지름이 감소한 하부 몸체부(166)를 포함할 수 있다.
상기 목부(162)는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조일 수 있다. 상부 몸체부(164)는 상기 목부(162)와 연속적으로 연결될 수 있다. 하부 몸체부(166)는 상기 상부 몸체부와 연속적으로 연결될 수 있다. 상기 하부 몸체부(166)의 지름은 상기 상부 몸체부(164)의 지름보다 작을 수 있다. 상기 하부 몸체부(166)는 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)과 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)과 거리를 감소시키어 SQUID 센서의 효율적인 냉각을 제공할 수 있다. 상기 하부 몸체부(166)의 하부면은 상기 외부 용기가 Y자 형상으로 분기하는 위치보다 낮을 수 있다.
상기 하부 몸체부(166)의 하부면(166a)은 진공 측을 바라보는 방향에서 복수의 부채꼴 형상의 게터 홈(getter groove, 166b)을 포함할 수 있다. 상기 게터 홈에는 잔류 기체를 포집하는 게터가 배치될 수 있다.
상기 목부(162)는 내측 원통(162a)과 상기 내측 원통(162a)을 감싸는 외측 원통(162b)을 포함할 수 있다. 열 차폐막(162c)은 상기 내측 원통(162a)과 상기 외측 원통(162b) 사이에 배치될 수 있다. 상기 열 차폐막(162c)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬일 수 있다.
상기 내측 원통(162a)은 원통의 외측으로 돌출된 복수의 링 돌출부(162a`)를 더 포함할 수 있다. 상기 링 돌출부(162a`)는 원통 링 형태이고, 상기 내측 원통(162a)과 일체형으로 형성될 수 잇다. 상기 링 돌출부(162a`)의 외주면에는 나사 결합을 위한 스크루가 형성될 수 있다.
상기 링 돌출부들(162a`)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 외측 원통(162b)은 상기 링 돌출부(162a`)를 사이에 두고 서로 분리될 수 있다. 즉, 상기 외측 원통(162b)은 서로 분리된 복수의 원통 형상의 부품을 포함할 수 있다. 상기 외측 원통(162b)과 상기 내측 원통(162a) 사이의 간격은 수 mm이내일 수 있다. 상기 외측 원통(162a) 각각은 열 엥커 결합부(106a``) 및 상기 링 돌출부를 감싸도록 턱(162b`)을 포함할 수 있다. 상기 외측 원통(162b)은 상기 링 돌출부를 감싸도록 결합한 후, 결합 부위는 에폭시와 같은 접착제로 고정되고 밀봉링될 수 있다.
열 엥커들(106a,106b,106c)은 상기 링 돌출부들(162a`)과 각각 결합할 수 있다. 상기 링 돌출부(162a`)의 외주면과 상기 열 엥커(106a,106b,106c)의 내주면은 나사 결합할 수 있다. 상기 열 엥커들(106a,106b,106c) 각각은 원형 와셔 형태일 수 있다. 상기 열 엥케들은 구리 또는 알루미늄일 수 있다.
상기 열 엥커(106a)는 원통 형상의 열 엥커 결합부(106a``)와 상기 결합부의 외주면에서 배치되고 원판 형상의 열 엥커 몸체부(106a`)를 포함할 수 있다. 상기 열 엥커 결합부(106a``)의 내주면은 상기 링 돌출부의 내주면과 나사 결합할 수 있다.
상기 링 돌출부(162a`)와 상기 열 엥커(106a)의 나사 결합은 열 팽창에 의한 효율적인 열접촉을 제공하면서 기계적 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 이중 벽 구조는 외부로부터 상기 내부 용기(162) 내로 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 내부 용기가 냉매에 의하여 냉각된 경우, 상기 내측 원통과 상기 외측 원통 사이의 공간은 진공을 유지할 수 있다. 이에 따라, 열전달에 의한 열 유입을 차단하고, 상기 열 차폐막(162c)은 복사 열의 유입을 추가적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 이중벽 구조의 목부는 단일벽 구조의 목부에 비하여 높은 기계적 안정성 및 높은 열차폐 효율을 제공할 수 있다.
상기 열 엥커(106a,106b,106c)는 차례로 배치된 제1 내지 제3 열 엥커(106a,106b,106c)를 포함할 수 있다. 상기 제1 열 엥커(106a)는 목부(162)의 가장 상측에 배치되고 120K 열차폐막(107a)에 연결될 수 있다. 상기 제2 열 엥커(106b)는 상기 제1 열 엥커(106a)의 하측에 배치되고 80K 열 차페막(107b)에 연결될 수 있다. 상기 제3 열 엥커(106c)는 상기 제2 열 엥커(106b)의 하측에 배치되고 40K 열 차페막(107b)에 연결될 수 있다.
상기 제1 열 엥커(106a)는 상기 냉매로부터 가장 멀리 이격되어 있어 가장 높은 온도로 유지되고, 상기 제3 열 엥커(106c)는 상기 냉매에 가장 근접하여 가장 낮은 온도로 유지될 수 있다. 상기 제1 열 엥커 내지 상기 제3 열 엥커(106a,106b,106c)는 기화된 냉매와 열접촉하여 냉각될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 열 엥커(106a~106c) 각각은 반경 방향으로 연장되는 복수의 슬릿(108)을 포함할 수 있다. 상기 슬릿(108)은 SQUID 센서들의 신호선(15)이 통과하는 통로를 제공할 수 있다. 상기 신호선들(15)은 상기 슬릿(108)의 내측의 홈(108a)에 모여 상기 외부 용기 뚜껑(111)에 배치된 신호선 연결박스(115)에 연결될 수 있다.
상기 40K 열차폐막(107c)은 상기 제3 열 엥커(106c)의 외주면에 결합하고 상기 내부 용기(160)를 감싸도록 배치되고 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 40K 열차폐막(107c)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬 및 단열 필름을 포함할 수 있다. 상기 40K 열차폐막(107c)은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)을 감싸도록 바지 형상으로 분기된 후, 상기 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(133)을 감쌀 수 있다.
상기 80K 열차폐막(107b)은 상기 제2 열 엥커(106b)의 외주면에 결합하고 상기 40K 열차폐막(107c)을 감싸도록 배치되고 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 80K 열차폐막(107b)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬 및 단열 필름을 포함할 수 있다. 상기 80K 열차폐막(107b)은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)을 감싸도록 바지 형상으로 분기될 수 있다. 상기 80K 열차폐막(107b)은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 브림 방향으로 연장되고, 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)의 브림 방향으로 연장될 수 있다.
상기 120K 열차폐막(107a)은 상기 제1 열 엥커(106a)의 외주면에 결합하고 상기 80K 열차폐막(107b)을 감싸도록 배치되고 복사 열의 유입을 차단할 수 있다. 상기 120K 열차폐막(107a)은 서로 절연된 금속선으로 짜여진 금속 메쉬 및 단열 필름을 포함할 수 있다. 상기 120K 열차폐막(107a)은 상기 제1 센서 장착 헬멧 및 상기 제2 센서 장착 헬멧을 감싸도록 바지 형상으로 분기될 수 있다.
상기 내부 용기(160)와 상기 외부 용기(110) 사이의 공간은 진공 상태로 유지될 수 있다. 상기 외부 용기 뚜껑(111)은 진공 펌프와 연결되는 배기 포트(111a) 및 신호선을 외부로 연결하는 신호 포트를 포함할 수 있다. 상기 배기 포트는 G-10 에폭시 튜브로 형성될 수 있다.
배플 인서트(150)는 상기 내부 용기(160)의 목부(162)에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 배플 인서트(150)는 인서트 상판(151), 상기 인서트 상판의 하부에 배치된 배플(156), 상기 배플(156)을 지지하고 상기 인서트 상판에 고정되는 복수의 가이드 봉(154)을 포함할 수 있다.
상기 인서트 상판(151)은 원판 형상이고, G-10 에폭시로 형성될 수 있다. 상기 인서트 상판(151)은 상기 외부 용기 뚜껑(111)에 고정될 수 있다. 상기 가이드 봉(154)은 G-10 에폭시로 형성되고, 봉 형상 또는 파이프 형상일 수 있다. 상기 가이드 봉(154)은 상기 배플(156)을 지지할 수 있다. 상기 배플(156)은 보온성이 높은 스티로품과 도전판을 포함할 수 있다. 상기 도전판은 복사 열을 차단하기 위하여 차례로 적층된 알루미늄 코팅된 마일라(mylar) 및 구리층을 포함할 수 있다.
냉매 배기 튜브(153)는 상기 배플 인서트(150)의 인서트 상판에 배치되고 기화된 냉매를 배기할 수 있다. 냉매 주입 튜브(152)는 상기 배플 인서트(150)의 인서트 상판(151)에 배치되고 냉매를 주입할 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브(153) 및 상기 냉매 주입 튜브(152) 각각은 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브일 수 있다. 이중 튜브에서 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 공간은 냉각시 진공 상태를 유지할 수 있다. 상기 냉매 주입 튜브(152)는 상기 냉매 배기 튜브(153)에 삽입된 동축 구조일 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브 (153)및 상기 냉매 주입 튜브(152)는 G-10 에폭시로 형성될 수 있다.
동축 이중 튜브는 상기 인서트 상판(151)과 열접촉을 감소시키어 상기 인서트 상판(151)의 얼음 생성을 감소시킬 수 있다. 상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브가 단일 튜브인 경우, 상기 인서트 상판(151) 및 냉매 배기 튜브는 얼음을 생성하고, 상기 얼음은 상기 외부 용기 뚜껑(111)과 상기 인서트 상판(151)의 밀봉을 저해하고 외부의 열 유입을 증가시킬 수 있다.
응축기(159)는 상기 냉매 배기 튜브(153) 및 상기 냉매 주입 튜브(152)에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하고, 응축된 냉매를 상기 냉매 주입 튜브(152)를 통하여 상기 내부 용기에 주입할 수 있다. 상기 응축기(159)는 자기 차폐실(11) 외부에 배치될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧의 정면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 센서 장착 헬멧(122)은 머리를 감싸도록 구성되고, 피검자의 시야를 확보하기 위하여 개방부위를 포함한다. 제1 센서 장착 헬멧(122)은 가장 자리에 브림(122a)을 포함할 수 있다. 상기 브림(122a)은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)을 고정하기 위한 고정 수단과 연결된다.
제2 센서 장착 헬멧(132)은 머리를 감싸도록 구성되고, 피검자의 시야를 확보하기 위하여 개방부를 포함한다. 제2 센서 장착 헬멧(132)은 가장 자리에 브림(132a)을 포함할 수 있다. 상기 브림은 상기 센서 장착 헬멧을 고정하기 위한 고정 수단과 연결된다.
제1 고정링(184)은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)과 수직으로 이격되어 배치되고 와셔 형상을 가진다. 복수의 제1 지지 기둥들(184a)은 상기 제1 고정링(184)과 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 브림(brim,122a) 사이를 연결한다. 제1 고정링(184)은 복수의 원호 개구부(184a) 및 관통홀들(184b)를 포함한다. 상기 원호 개구부(184a)는 SQUID 센서 모듈의 냉각을 위한 리츠 와이어의 꼬임을 방지한다. 또한, 상기 관통홀들(184b)은 제1 보조 열 엥커(185)을 냉각하는 리츠 와이어의 통로를 제공한다.
제2 고정링(186)은 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)과 수직으로 이격되어 배치되고 와셔 형상을 가진다. 복수의 제2 지지 기둥들(186a)은 상기 제2 고정링(186)과 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)의 브림(brim,132a) 사이를 연결한다. 제2 고정링(186)은 복수의 원호 개구부(186a) 및 관통홀들(186b)를 포함한다. 상기 원호 개구부(186a)는 SQUID 센서 모듈의 냉각을 위한 리츠 와이어의 꼬임을 방지한다. 또한, 상기 관통홀들(186b)은 제1 보조 열 엥커(185)을 냉각하는 리츠 와이어의 통로를 제공한다.
헬멧 정렬 지지부(180)는 상기 내부 용기(160)의 하부면(166a)에서 이격되어 배치된다. 상기 헬멧 정렬 지지부(180)의 중심축은 상기 제1 고정링(184)의 중심축과 125도 벌어질 수 있다. 상기 헬멧 정렬 지지부(180)의 중심축은 상기 제2 고정링(186)의 중심축과 125도 벌어질 수 있다. 상기 제1 고정링(184)의 중심축과 상기 제2 고정링(186)의 중심축은 110도 벌어질 수 있다.
상기 헬멧 정렬 지지부(180)는 링 형태이고 복수의 곡선형 장홈들(180a)을 포함할 수 있다.
결합부재(181)는 상기 곡선형 장홈들(180a)에 각각 삽입되고 상기 내부 용기(160)의 하부면(166a)에 결합할 수 있다. 상기 곡선형 장홈들(180a)은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)과 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)을 상기 제1 외부 헬멧(120)과 상기 제2 외부 헬멧(130)과 정렬하도록 한다.
복수의 고정링 지지부(182,183)는 상기 제1 고정링(184)과 상기 제2 고정링(186)을 상기 헬멧 정렬 지지부(180)에 고정한다.
한 쌍의 제1 고정링 지지부(182) 각각은 “Y”자 형상이고, 상기 제1 고정링(184)과 상기 제2 고정링(186)을 서로 연결하고 상기 헬멧 정렬 지지부(180)에 고정될 수 있다. 제2 고정링 지지부(183)은 “L”자 형상이고 상기 제1 고정링(184)의 두 지점에 연결되고 상기 헬멧 정렬 지지부(180)에 고정된다. 또한, 제2 고정링 지지부(183)은 “L”자 형상이고 상기 제2 고정링(186)의 두 지점에 연결되고 상기 헬멧 정렬 지지부(180)에 고정된다.
도 12는 본 발명 다른 실시예에 따른 제1 센서 장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧의 정면도이다.
도 12를 참조하면, 한 쌍의 제1 고정링 지지부(182) 각각은 “Y”자 형상이고, 상기 제1 고정링(184)과 상기 제2 고정링(186)을 서로 연결하고 상기 헬멧 정렬 지지부(180)에 고정될 수 있다. 제2 고정링 지지부(183)은 직선 형상이고 상기 제1 고정링(184)과 제2 고정링을 서로 연결할 수 있다. 제2 고정링 지지부(183)은 상기 제1 고정링(184)의 일지점과 상기 헬멧 정렬 지지부(180)를 서로 연결할 수 있다. 제2 고정링 지지부(183)은 상기 제2 고정링(186)의 일지점과 상기 헬멧 정렬 지지부(180)를 서로 연결할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 장착 헬멧을 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13의 B-B’선을 따라 자른 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제1 센서 장착 헬멧(122)은 가장 자리에 브림(122a)을 포함할 수 있다. 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 구조는 제2 센서 장착 헬멧(132)과 동일한 구조이나 크기와 SQUID 센서 모듈의 개수에서 차이를 가질 수 있다. 제1 센서 장착 헬멧(122)은 SQUID 센서 모듈을 장착하기 위한 제1 관통홀(122b), 신호선의 배치를 위한 제2 관통홀(122c)과 SQUID 센서 모듈(103a)을 고정하기 위한 고정 부재를 장착하기 위한 제3 관통홀(122d)을 포함할 수 있다. SQUID 센서 모듈(103a) 각각에 연결된 신호선들은 모여져, 제2 관통홀(122c)을 관통하여 상기 열 엥커의 슬릿(180)에 연결된 홈(108a)을 따라 배치될 수 있다.
제1 보조 열 엥커(185)는 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 브림(122a)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 보조 열 엥커(185)는 복수의 부품(185a~185d)으로 분리될 수 있다. 제1 보조 열 엥커(185)는 무산소 구리 띠로 제작될 수 있다. 제1 보조 열 엥커(185)는 고주파에 의한 와류(eddy current) 잡음과 열잡음을 감소기키기 위해 분리하였고, 또한 위치에 따른 균일한 온도 구배를 제공할 수 있다. 상기 제1 보조 열 엥커(185)는 리츠 와이어(12)에 의하여 상기 메인 열 엥커(170)에 열접촉할 수 있다.
제1 내측 4K 열차폐부(124)는 상기 제1 보조 열 엥커(185)에 열접촉하고 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 내측면에 배치될 수 있다. 상기 제1 내측 4K 열차폐부(124)는 상기 SQUID 센서 모듈들(103a)을 감싸도록 배치되고, 절연 코팅된 금속 매쉬를 포함할 수 있다.
제1 외측 4K 열차폐부(126)는 상기 제1 보조 열 엥커(185)에 열접촉하고 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 외측면에 배치될 수 있다. 제1 외측 4K 열차폐부(126)는 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)의 외측면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제1 외측 4K 열차폐부(126)는 절연 코팅된 금속 매쉬를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 보조 열 엥커(185), 제1 내측 4K 열차폐부(124), 및 제1 외측 4K 열차폐부(126)는 리츠 와이어(12)에 의하여 상기 메인 열 엥커(170)에 열접촉할 수 있다.
제2 보조 열 엥커는 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)의 브림의 하부면에 배치될 수 있다. 제2 내측 4K 열차폐부는 상기 제2 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제2 센서 장착 헬멧(132)의 내측면에 배치될 수 있다. 제2 외측 4K 열차폐부는 상기 제2 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제2 센서 장착 헬멧의 외측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 보조 열 엥커 제2 내측 4K 열차폐부, 및 제2 외측 4K 열차폐부는 리츠 와이어(12)에 의하여 상기 메인 열 엥커(170)에 열접촉할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 열 엥커를 설명하는 개념도이다.
도 16은 메인 열 엥커와 SQUID 센서 모듈의 연결 관계를 설명하는 개념도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 복수의 제1 SQUID 센서 모듈(103a) 각각은 리츠 와이어(12)를 통하여 상기 내부 용기(160)의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor, 170)와 열적으로 접촉할 수 있다. 상기 복수의 제2 SQUID 센서 모듈(103b) 각각은 리츠 와이어(12)를 통하여 상기 내부 용기(160)의 하부면에 배치된 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor, 170)와 열적으로 접촉할 수 있다.
상기 메인 열 엥커(170)는, 제1 열전달부(171), 제2 열전달부(172), 제3 열전달부(173), 제4 열전달부(174), 제1 열팽창 조절부(176), 및 제2 열팽창 조절부(177)를 포함할 수 있다. 상기 메인 열 엥커(170)는 복수의 부품으로 구성하여 열 팽창에 의한 내부 용기의 파손을 억제하면서 열접촉 면적을 증가시키어 리츠 와이어(12) 및 SQUID 센서를 효율적으로 냉각할 수 있다.
상기 제1 열팽창 조절부(176)는 상기 내부 용기의 하부면의 내측에 형성된 2개의 반경을 가진 이중 홈에 결합하고, 제2 열팽창 조절부(177)는 상기 내부 용기의 하부면의 외측에 형성된 2개의 반경을 가진 이중 홈에 결합할 수 있다.
제1 열전달부(171)는 무산소 구리로 형성되고 제1 원판(171a), 및 상기 제1 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제1 하부 돌출부(171b)를 포함할 수 있다. 제1 열전달부(171)는 상기 제1 원판의 중심축에서 상부면으로 돌출된 제1 상부 돌출부(171c)를 더 포함할 수 있다.
제2 열전달부(172)는 무산소 구리로 형성되고 제2 원판(172a), 상기 제2 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제2 상부 돌출부(172b) 및 상기 제2 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제2 하부 돌출부(172c)를 포함할 수 있다. 상기 제2 열전달부(172)의 제2 상부 돌출부(172b)는 상기 제1 열전달부(171)의 제1 하부 돌출부(171b)와 결합하기 위한 나사 홈(172d)을 구비할 수 있다. 상기 제2 열전달부(172)의 제2 하부 돌출부(172c)는 상기 제3 열전달부(173)의 제3 상부 돌출부(173b)와 결합하기 위한 나사 홈(172e)을 구비할 수 있다.
제3 열전달부(173)는 무산소 구리로 형성되고 제3 원판(173a), 상기 제3 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제3 상부 돌출부(173b) 및 상기 제3 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제3 하부 돌출부(173c)를 포함할 수 있다. 상기 제3 열전달부(173)의 제3 하부 돌출부(173c)는 상기 제4 열전달부(174)의 제4 상부 돌출부(174b)와 결합하기 위한 나사 홈(173d)을 구비할 수 있다.
제4 열전달부(174)는 무산소 구리로 형성되고 제4 원판, 및 상기 제4 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제4 상부 돌출부(174b)를 포함할 수 있다. 제4 열전달부(174)의 하부면은 고정 수단(178)과 결합할 수 있다. 상기 고정 수단(178)은 SQUID 센서 모듈(103a)에 연결된 리츠 와이어(12)를 고정하고 냉각할 수 있다.
제1 열팽창 조절부(176)는 절연체로 형성되고 상기 제1 열전달부(171)의 제1 원판(171a)과 상기 제2 열전달부(172)의 제2 원판(172b) 사이에 삽입될 수 있다. 제1 열팽창 조절부(176)는 상기 내부 용기의 재질과 동일한 재질일 수 있다.
제2 열팽창 조절부(177)는 절연체로 형성되고 상기 제3 열전달부(173)의 제3 원판(173a)과 상기 제4 열전달부(174)의 제4 원판(174a) 사이에 삽입될 수 있다. 제2 열팽창 조절부(177)는 상기 내부 용기의 재질과 동일한 재질일 수 있다.
상기 제1 열팽창 조절부(176)는, 상기 제1 원판(171a)의 제1 직경(D1)과 동일한 직경을 가지는 제1 절연 몸체부(176a); 상기 내부 몸체의 하부면에 매몰되고 상기 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)을 자지는 제2 절연 몸체부(176b); 및 상기 제2 직경(D2)보다 작은 제3 직경(D3)을 가지는 제3 절연 몸체부(176c)를 포함할 수 있다. 상기 제3 절연 몸체부(176c)는 상기 제2 원판(172a)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제3 절연 몸체부(176c)의 외주면은 나사홈을 구비할 수 있다.
상기 제2 열팽창 조절부(177)은 상기 제1 열팽창 조절부(176)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
상기 메인 열 엥커(170)는 상기 제1 SQUID 센서 모듈(103a) 및 상기 제2 SQUID 센서 모듈(103b)을 리츠 와이어를 통하여 냉각할 수 있다.
상기 제1 SQUID 센서 모듈(103a) 각각은 복수의 리츠 와이어(12)에 의하여 냉각될 수 있다. 복수의 리츠 와이어의(12) 일부는 주위의 제1 SQUID 센서 모듈(103a)에 제공될 수 있다. 복수의 리츠 와이어(12)의 잔부는 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor,170)와 열적으로 접촉할 수 있다.
상기 제1 SQUID 센서 모듈(130a) 각각은 6개의 리츠 와이어에 의하여 냉각될 수 있다. 2개의 리츠와이어(12)는 상기 메인 열 엥커(thermal anchor)와 열적으로 접촉하고, 나머지 4개의 리츠와이어(12)는 주위의 제1 SQUID 센서 모듈(103a)에 연결될 수 있다.
상기 제1 SQUID 센서 모듈(103a) 각각은 상기 제1 센서 장착 헬멧(122)에 형성된 관통홀에 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 제1 SQUID 센서 모듈(103a)은 복수의 홀들(611)을 포함할 수 있다. 상기 리츠 와이어(12)는 상기 홀들(611)에 삽입되어 SQUID 센서(646)를 냉각할 수 있다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 SQUID 센서 모듈을 설명하는 사시도이다.
도 17b는 도 17의 SQUID 센서 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.
도 17c는 본 발명의 일 실시예에 따른 SQUID 센서 모듈을 설명하는 단면도이다.
도 17a 내지 도 17c를 참조하면, SQUID 센서 모듈(103a,103b)은 일단은 센서 장착 헬멧(122,132)에 고정되는 고정 블록(610), 일단은 상기 고정 블록의 타단과 결합하고 검출 코일(601)이 감기는 홈(groove)을 포함하는 보빈(630), 상기 보빈(630)의 중심에 형성된 관통홀을 통하여 상기 고정 블록(610)의 타단에 고정되는 보빈 고정 수단(650), 상기 보빈(630)의 상부 측면에 배치되고 초전도양자간섭소자(Superconducting QUantum Interference Device;SQUID) 센서(646)를 포함하는 SQUID 인쇄회로기판(Printed Circuit Board;PCB)(640), 및 상기 고정 블록(610)의 외주면에 삽입되고 상기 SQUID 센서(646)에서 검출된 신호를 외부 회로로 전달하는 신호선 연결 PCB(620)를 포함할 수 있다.
센서 장착 헬멧(122,132)은 SQUID 센서 모듈(600)을 장착하고 상기 외부 용기와 내부 용기 사이의 진공 공간에 배치될 수 있다. 상기 센서 장착 헬멧(122,132)는 비자성체 물질로 형성될 수 있다. 상기 센서 장착 헬멧(122,132)는 SQUID 센서 모듈을 장착하는 제1 센서장착 헬멧(122) 및 제2 센서 장착 헬멧(132)일 수 있다.
상기 고정 블록(610)은 G10 에폭시와 같은 비자성 물질로 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 고정 블록(610)은 상기 센서 장착 헬멧에 형성된 관통홀(122b)에 삽입되어 접착제를 통하여 고정될 수 있다. 상기 고정 블록(610)은 고정 블록 돌출부(612), 고정 블록 문턱부(614), 고정 블록 몸체부(616), 그리고 고정 블록 연장부(618)를 포함할 수 있다. 상기 고정 블록(610)은 냉각용 리츠 와이어가 삽입되는 중심축 방향으로 복수의 홀들(611)을 포함할 수 있다. 복수의 홀들(611) 각각에는, 리츠 와이어가 삽입되어 상기 SQUID 센서(646)를 냉각할 수 있다.
고정 블록 돌출부(612)는 디스크 형상을 가지고 상기 센서 장착 헬멧에 형성된 홈 또는 관통홀(122b)에 결합할 수 있다. 또한, 상기 고정 블록 돌출부(612)는 접착제를 통하여 상기 관통홀에 고정될 수 있다.
고정 블록 문턱부(614)는 디스크 형상을 가지고 상기 고정 블록 돌출부(612)와 연속적으로 연결될 수 있다. 상기 고정 블록 문턱부(614)는 상기 고정 블록 돌출부(612)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 상기 고정 블록 문턱부(614)는 평탄한 일 측면(614a)을 가질 수 있다. 상기 고정 블록 문턱부(614)의 일 측면(614a)은 원기둥 형상의 중심축에서 일정한 제1 수직 거리를 가지는 평면일 수 있다. 상기 고정 블록 문턱부(614)는 중심축 방향으로 정렬하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 고정 블록 문턱부(614)의 외곽에는 관통홀(619)이 형성될 수 있다.
고정 블록 몸체부(616)는 신호선 연결 PCB(620)와 결합하는 부위일 수 있다. 상기 신호선 연결 PCB(620)는 상기 고정 블록 몸체부(616)의 외주면에 삽입되어 배치된다. 상기 신호선 연결 PCB(620)는 외곽 둘레에 홀(623)을 포함할 수 있다. 상기 고정 블록 문턱부(614)의 관통홀(619)은 상기 신호선 연결 PCB(620)의 홀(623)과 정렬될 수 있다. 고정 수단은 상기 고정 블록 문턱부(614)의 관통홀(619) 및 상기 신호선 연결 PCB(620)의 홀(623)에 삽입되어, 상기 고정 블록 문턱부(614)와 상기 신호선 연결 PCB(620)를 서로 고정시킬 수 있다. 상기 신호선 연결 PCB(620)의 내부 직경은 상기 고정 블록 몸체부(616)의 외부 직경과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 상기 신호선 연결 PCB(620)의 외부 직경은 상기 고정 블록 문턱부(614)의 외부 직경과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 신호선 연결 PCB(620)는 내부에 중심 관통홀을 포함하는 와셔 형상이고, 상기 신호선 연결 PCB(620)가 상기 고정 블록(610)의 외주면에 결합한 경우 회전 운동을 억제하도록 상기 중심 관통홀의 일 측면은 평면일 수 있다. 상기 신호선 연결 PCB(620)는 제1 커넥터(622)를 포함할 수 있다. 상기 제1 커넥터(622)는 암 커넥터일 수 있다. 상기 제1 커넥터(622)는 상기 신호선 연결 PCB(620)의 하부면의 가장 자리에 배치될 수 있다. 상기 신호선 연결 PCB(620)의 상부면에는 연결 단자(624) 및 배선이 배치될 수 있다. 연결 단자(624)는 상기 배선을 통하여 상기 제1 커넥터(622)와 연결될 수 있다. 외부 회로와 연결되는 연결 와이어는 상기 연결 단자(624)에 결합할 수 있다.
상기 고정 블록 몸체부(616)는 디스크 형상을 가지고 상기 고정 블록 문턱부(614)와 연속적으로 연결될 수 있다. 상기 고정 블록 몸체부(616)는 상기 고정 블록 문턱부(614)의 직경보다 작은 직경을 가지고 평탄한 일 측면(616a)을 가질 수 있다. 상기 고정 블록 몸체부(616)의 일 측면(616a)은 원 기둥 형상의 중심축에서 일정한 제2 수직 거리를 가지는 평면일 수 있다.
상기 고정 블록 연장부(618)는 상기 고정 블록 몸체부(616)와 동일한 직경을 가지고 평탄한 일 측면(618a)을 가질 수 있다. 상기 일 측면(618a)은 원 기둥 형상의 중심축에서 일정한 제3 수직 거리를 가지는 평면일 수 있다. 상기 제3 수직 거리는 상기 제2 수직 거리보다 작을 수 있다.
상기 고정 블록 문턱부(614)의 평탄한 일 측면(614a)과 상기 고정 블록 몸체부(616)의 평탄한 일 측면(616a)은 서로 연결될 수 있다. 상기 고정 블록 몸체부(616)의 일 측면(616a)은 상기 고정 블록 연장부(618)의 일 측면(618a)은 이격되어 서로 평행할 수 있다. 중심축과 상기 고정 블록 연장부의 일 측면 사이의 수직 거리는 상기 중심축과 상기 고정 블록 몸체부의 일 측면 사이의 수직 거리보다 작을 수 있다.
상기 보빈(630)은 G10 에폭시와 같은 비자성 물질로 형성될 수 있다. 상기 보빈(630)은 원기둥 형상일 수 있다. 상기 보빈(630)은 중심축으로부터 제1 수직 거리를 가지는 상부 측면에 형성된 제1 평탄부(634), 및 상기 제1 수직 거리보타 큰 제2 수직 거리를 가지는 하부 측면에 형성된 제2 평탄부(636)를 포함할 수 있다. 상기 보빈(630)은 하부 측면의 둘레에 형성된 홈(632)을 포함할 수 있다. 상기 홈은 폐루프(closed loop)를 형성할 수 있다. 상기 홈(632)에는 검출 코일(601)이 감길 수 있다. 제1 평탄부(634)에는 홀(635)이 형성될 수 있다. 상기 홀(635)은 SQUID PCB(640)를 고정시키는 고정 수단이 결합할 수 있다. SQUID PCB(640)는 상기 제1 평면부(634)에 배치될 수 있다. 검출 코일(601)의 양단은 상기 제2 평탄부(636)에 접착제를 통하여 고정될 수 있다. 상기 검출 코일(601)은 초전도체 재질의 연결선(648)를 통하여 상기 SQUID 센서()646에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연결선(648)은 Nb 재질을 가질 수 있다.
SQUID PCB(640)는 PCB 기판(644) 상에 배치된 SQUID 센서(646) 및 제2 커넥터(642)를 포함할 수 있다. 상기 SQUID 센서(646)는 반도체 칩 형태일 수 있다. 상기 SQUID 센서(646)는 입력 코일과 조셉슨 접합을 포함할 수 있다. 상기 SQUID 센서(646)는 검출 코일(601)과 전기적 연결을 위한 도전 패드를 포함할 수 있다. 상기 도전 패드는 상기 검출 코일을 연결할 수 있다. 상기 제2 커넥터(642)는 다른 도전 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 커넥터(642)는 핀 타입의 수 커넥터일 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 커넥터(642)는 상기 제1 커넥터(622)와 분리 또는 결합할 수 있다.
검출코일(601)은 일차축 미분계(1st order axial gradiometer)일 수 있다. 이에 따라, 상기 검출 코일(601a)이 감긴 보빈의 길이가 증가할 수 있다. 검출코일(601)은 연속적으로 연결되고 서로 반대 방향으로 감긴 한 쌍의 1 턴-코일을 포함할 수 있다. 검출코일(601)과 SQUID 센서(646)는 열처리된 초전도 재질의 연결선(648)을 이용하여 본딩되어 직접 연결되고, 일체화된 형태의 SQUID 자력계가 제작될 수 있다. 검출코일(601)의 재질은 NbTi 선일 수 있다.
본딩(bonding)에 사용된 Nb 재질의 연결선은 연성을 증가시키기 위해 섭씨 1900 도에서 진공 열처리될 수 있다. 초전도 본딩은 초음파 웨지 본더(sonic wedge bonder)를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 검출 코일의 양단 부위는 서로 꼬일 수 있다. 이에 따라, 상기 검출 코일의 노이즈는 최소화될 수 있다. 상기 검출 코일은 1차 미분계(first order gradiometer) 또는 자력계인일 수 있다.
보빈 고정 수단(650)은 보빈(630)의 중심축을 관통하는 관통홀(638)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 보빈 고정 수단(650)은 상기 고정 블록(610)의 하부면에 고정될 수 있다. 상기 보빈 고정 수단(650)은 G10 에폭시와 같은 비자성 물질일 수 있다.
SQUID PCB(640)가 오동작하는 경우, 교체를 위하여, 보빈 고정 수단(650)이 제거될 수 있다. 이 경우, 상기 보빈(630)과 상기 고정 블록(610)은 서로 분리될 수 있다. 이에 따라, 새로운 SQUID PCB가 고장난 SQUID PCB로 간단히 교체될 수 있다. 이에 따라, 유지 보수가 용이할 수 있다.
SQUID 센서 모듈(103a,103b)은 일단은 지지부에 고정되는 고정 블록(610), 일단은 상기 고정 블록의 타단과 결합하고 검출 코일(601a)이 감기는 홈(groove)을 포함하는 보빈(630a), 상기 보빈(630a)의 중심에 형성된 관통홀을 통하여 상기 고정 블록의 타단에 고정되는 보빈 고정 수단, 상기 보빈(630)의 상부 측면에 배치되고 초전도양자간섭소자(Superconducting QUantum Interference Device;SQUID) 센서를 포함하는 SQUID 인쇄회로기판(Printed Circuit Board;PCB)(640), 및 상기 고정 블록(610)의 외주면에 삽입되고 상기 SQUID 센서에서 검출된 신호를 외부 회로로 전달하는 신호선 연결 PCB(620)를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기준 SQUID 센서 모듈을 설명하는 사시도이다.
도 6a 및 도 18을 참조하면, 제1 기준 SQUID 센서 모듈(105a)은 제1 센서 장착 헬멧(122)에 배치되고, 제2 기준 SQUID 센서 모듈(105b)은 제2 센서 장착 헬멧(132)에 배치될 수 있다. 상기 제1 기준 SQUID 센서 모듈(105a)은 상기 제2 SQUID 센서 모듈(103b)이 동작하는 동안 배경 자기장을 측정하는 센서로 사용될 수 있다. 상기 제2 기준 SQUID 센서 모듈(105b)은 상기 제1 SQUID 센서 모듈(103a)이 동작하는 동안 배경 자기장을 측정하는 센서로 사용될 수 있다.
상기 제1 기준 SQUID 센서 모듈(105a) 및 상기 제2 기준 SQUID 센서 모듈(105b)은 3축 자기장 센서일 수 있다. 상기 제1 기준 SQUID 센서 모듈 및 상기 제2 기준 SQUID 센서 모듈 각각은 x축 방향의 자기장 성분을 검출하는 제1 검출 코일(743a), y축 방향의 자기장 성분을 검출하는 제2 검출 코일(743b), 및 z축 방향의 자기장 성분을 검출하는 제3 검출 코일(743c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 검출 코일(743a~743c)은 SQUID 센서(746)에 각각 연결될 수 있다.
상기 제1 기준 SQUID 센서 모듈(105a)은 원통 형상의 고정 블록(741), 상기 고정 블록에 결합하는 검출 코일이 배치되는 보빈(742)을 포함할 수 있다. 상기 보빈(742)은 직육면체 형상일 수 있다. 고정 블록(741)은 복수의 중심축 방향의 관통홀들을 포함하고, 상기 관통홀들에 리츠 와이어(12)가 삽입될 수 있다. 상기 리츠 와이어(12)는 메인 열 엥커(170)에 연결될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
100: 뇌자도 측정 장치
110: 외부 용기
120: 제1 외부 헬멧
122: 제1 센서 장착 헬멧
130: 제2 외부 헬멧
132: 제2 센서 장착 헬멧
160: 내부 용기
110: 외부 용기
120: 제1 외부 헬멧
122: 제1 센서 장착 헬멧
130: 제2 외부 헬멧
132: 제2 센서 장착 헬멧
160: 내부 용기
Claims (38)
- 액체 냉매를 저장하는 내부 용기;
상기 내부 용기를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧과 제2 외부 헬멧을 포함하는 외부 용기;
상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제1 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧;
상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제2 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧;
상기 제1 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈; 및
상기 제2 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈;을 포함하고,
상기 내부 용기 및 상기 외부 용기는 연직 방향에서 기울어진 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 외부 용기는 “Y” 형태로 분기되고,
상기 제1 외부 헬멧 및 상기 제2 외부 헬멧 중에서 하나는 누은 사람을 측정할 수 있도록 평행하고,
상기 제1 외부 헬멧 및 상기 제2 외부 헬멧 중에서 다른 하나는 앉은 사람을 측정할 수 있도록 기울어진 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 외부 용기에 결합하여 상기 외부 용기의 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 운동부을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 회전 운동부에 결합하여 상기 외부 용기의 연직 방향에 대한 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 및
상기 기울기 조절부를 지지하는 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 센서 장착 헬멧(122)에 배치된 제1 기준 SQUID 센서 모듈; 및
상기 제2 센서 장착 헬멧(132)에 배치된 제2 기준 SQUID 센서 모듈을 더 포함하고,
상기 제1 기준 SQUID 센서 모듈 및 상기 제2 기준 SQUID 센서 모듈 각각은 3축 자기장 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 내부 용기는:
배플 인서트가 삽입되는 목부; 및
상기 목부보다 지름이 증가한 몸체부;를 포함하고,
상기 목부는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조인 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 배플 인서트에 배치되고 기화된 냉매를 배기하는 냉매 배기 튜브;
상기 배플 인서트에 배치되고 냉매를 주입하는 냉매 주입 튜브; 및
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하는 응축기를 더 포함하고,
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브는 동축 구조이고,
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브 각각은 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브인 것을 특징으로 하는 이중 헬멧 뇌자도 측정 장치. - 액체 냉매를 저장하는 내부 용기;
상기 내부 용기를 감싸도록 배치되고, 서로 이격되어 배치된 제1 외부 헬멧과 제2 외부 헬멧을 포함하는 외부 용기;
상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제1 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제1 센서 장착 헬멧;
상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에서 상기 제2 외부 헬멧을 감싸도록 배치된 제2 센서 장착 헬멧;
상기 제1 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈; 및
상기 제2 센서 장착 헬멧에 배치된 복수의 제2 SQUID 센서 모듈;을 포함하고,
상기 복수의 제1 SQUID 센서 모듈 각각은 리츠 와이어를 통하여 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉하고,
상기 복수의 제2 SQUID 센서 모듈 각각은 리츠 와이어를 통하여 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉하고,
상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이의 공간은 진공 상태인 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 외부 용기는 원통 형상의 외부 용기 몸체부에서 “Y” 형태로 분기된 제1 브랜치와 제2 브랜치를 포함하고,
상기 제1 외부 헬멧과 상기 제2 외부 헬멧 각각은 상기 제1 브랜치와 상기 제2 브랜치에 각각 결합하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 외부 용기 몸체부는 연직 방향에서 기울어져 배치되고,
상기 제1 외부 헬멧과 상기 제2 외부 헬멧은 그 중심축을 기준으로 서로 110도 간격으로 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 외부 용기 몸체부는 그 중심축을 중심으로 회전하고,
상기 제1 외부 헬멧은 상기 외부 용기의 회전 상태에 따라 앉은 상태 또는 누은 상태의 피검자에 적용되는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 외부 용기 몸체부의 외측면에 결합하는 회전 운동부를 더 포함하고,
상기 회전 운동부는 자기 차폐실의 천정에 고정되는 것을 특징으로는 뇌자도 측정 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 제1 외부 헬멧은 그 결합 부위에 장홈을 구비하고,
상기 제1 외부 헬멧은 상기 장홈을 따라 회전하여 정렬된 상태로 상기 제1 브랜치의 일단에 결합하고,
상기 제2 외부 헬멧은 그 결합 부위에 장홈을 구비하고,
상기 제2 외부 헬멧은 상기 장홈을 따라 회전하여 정렬된 상태로 상기 제2 브랜치의 일단에 결합하는 것을 특징으로는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 센서 장착 헬멧과 수직으로 이격되어 배치되고 와셔 형상의 제1 고정링;
상기 제1 고정링과 상기 제1 센서 장착 헬멧의 브림(brima) 사이를 연결하는 복수의 제1 지지 기둥들;
상기 제2 센서 장착 헬멧과 수직으로 이격되어 배치되고 와셔 형상의 제2 고정링;
상기 제2 고정링과 상기 제2 센서 장착 헬멧의 브림(brim) 사이를 연결하는 복수의 제2 지지 기둥들;
상기 내부 용기의 하부면에서 이격되어 배치된 헬멧 정렬 지지부;및
상기 제1 고정링과 상기 제2 고정링을 상기 헬멧 정렬 지지부에 고정하는 복수의 고정링 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제14 항에 있어서,
상기 헬멧 정렬 지지부는 링 형태이고 복수의 곡선형 장홈들을 포함하고,
결합부재는 상기 곡선형 장홈들에 각각 삽입되고 상기 내부 용기의 하부면에 결합하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 센서 장착 헬멧의 브림의 하부면에 배치되는 제1 보조 열 엥커;
상기 제1 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제1 센서 장착 헬멧의 내측면에 배치되는 제1 내측 4K 열차폐부;
상기 제1 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제1 센서 장착 헬멧의 외측면에 배치되는 제1 외측 4K 열차폐부;
상기 제2 센서 장착 헬멧의 브림의 하부면에 배치되는 제2 보조 열 엥커;
상기 제2 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제2 센서 장착 헬멧의 내측면에 배치되는 제2 내측 4K 열차폐부; 및
상기 제2 보조 열 엥커에 열접촉하고 상기 제2 센서 장착 헬멧의 외측면에 배치되는 제2 외측 4K 열차폐부;를 더 포함하고,
상기 제1 보조 열 엥커, 제1 내측 4K 열차폐부, 및 제1 외측 4K 열차폐부는 리츠 와이어에 의하여 상기 메인 열 엥커에 열접촉하고,
상기 제2 보조 열 엥커, 제2 내측 4K 열차폐부, 및 제2 외측 4K 열차폐부는 리츠 와이어에 의하여 상기 메인 열 엥커에 열접촉하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 SQUID 센서 모듈은 복수의 리츠 와이어에 의하여 냉각되고,
복수의 리츠 와이어의 일부는 주위의 제1 SQUID 센서 모듈에 제공되고,
복수의 리츠 와이어의 잔부는 상기 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제17 항에 있어서,
상기 제1 SQUID 센서 모듈은 6개의 리츠 와이어에 의하여 냉각되고,
2개의 리츠와이어는 상기 메인 열 엥커(thermal anchor)와 열적으로 접촉하고,
4개의 리츠와이어는 주위의 제1 SQUID 센서 모듈에 제공되는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 내부 용기는:
배플 인서트가 삽입되는 목부;
상기 목부보다 지름이 증가한 상부 몸체부; 및
상기 상부 몸체부보다 지름이 감소한 하부 몸체부를 포함하고,
상기 목부는 이중벽 구조인 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제19 항에 있어서,
상기 목부의 외측에는 서로 수직으로 이격되어 차례로 배치된 와셔 형상의 제1 내지 제3 열 엥커를 더 포함하고,
상기 제1 열 엥커는 120K 열차폐막에 연결되고,
상기 제2 열 엥커는 80K 열 차페막에 연결되고,
상기 제3 열 엥커는 40K 열 차폐막에 연결되고,
상기 40 K 열 차폐막은 상기 제1 센서 장착 헬멧 및 상기 제1 센서 장착 헬멧을 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제20 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 열 엥커 각각은 반경 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 SQUID 센서 모듈은 상기 제1 센서 장착 헬멧에 형성된 관통홀에 삽입되어 고정되고,
상기 제1 SQUID 센서 모듈 각각은 복수의 홀들을 포함하고,
상기 리츠 와이어는 상기 홀들에 삽입되어 SQUID 센서를 냉각하는 것을 특징으로 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 외부 용기 몸체부의 외측에 결합하는 회전 운동부;
상기 회전 운동부에 결합하여 상기 외부 용기의 연직 방향에 대한 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 및
상기 기울기 조절부를 지지하는 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 메인 열 엥커는:
무산소 구리로 형성되고 제1 원판, 상기 제1 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제1 상부 돌출부 및 상기 제1 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제1 하부 돌출부를 포함하는 제1 열전달부;
무산소 구리로 형성되고 제2 원판, 상기 제2 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제2 상부 돌출부 및 상기 제2 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제2 하부 돌출부를 포함하는 제2 열전달부;
무산소 구리로 형성되고 제3 원판, 상기 제3 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제3 상부 돌출부 및 상기 제3 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제3 하부 돌출부를 포함하는 제3 열전달부;
무산소 구리로 형성되고 제4 원판, 상기 제4 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제4 상부 돌출부 및 상기 제4 원판의 중심축에서 하부면에 복수의 홀들을 포함하는 제4 열전달부;
절연체로 형성되고 상기 제1 열전달부의 제1 원판과 상기 제2 열전달부의 제2 원판 사이에 삽입되는 제1 열팽창 조절부; 및
절연체로 형성되고 상기 제3 열전달부의 제3 원판과 상기 제4 열전달부의 제4 원판 사이에 삽입되는 제2 열팽창 조절부;를 포함하고,
상기 제2 열전달부의 제2 상부 돌출부는 상기 제1 열전달부의 제1 하부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고,
상기 제2 열전달부의 제2 하부 돌출부는 상기 제3 열전달부의 제3 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고,
상기 제3 열전달부의 제3 하부 돌출부는 상기 제4 열전달부의 제4 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 특징으로 뇌자도 측정 장치. - 제24 항에 있어서,
상기 제1 열팽창 조절부는:
상기 제1 원판의 직경과 동일한 제1 직경을 가지는 제1 절연 몸체부;
상기 내부 몸체의 하부면에 매몰되고 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 자지는 제2 절연 몸체부; 및
상기 제2 직경보다 작은 제3 직경을 가지는 제3 절연 몸체부를 포함하고,
상기 제3 절연 몸체부는 상기 제2 원판의 외주면을 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 뇌자도 측정 장치. - 외부 용기; 및
액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기를 포함하고,
상기 내부 용기는:
배플 인서트가 삽입되는 목부; 및
상기 목부보다 지름이 증가한 몸체부;를 포함하고,
상기 목부는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조인 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제26 항에 있어서,
상기 내측 원통은 원통의 외측으로 돌출된 복수의 링 돌출부를 더 포함하고,
열 엥커들은 상기 링 돌출부들 각각과 결합하고,
상기 링 돌출부들은 서로 이격되어 배치되고,
상기 외측 원통은 상기 링 돌출부를 사이에 두고 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제27 항에 있어서
상기 목부는 상기 내측 원통과 상기 외측 원통 사이에 배치된 열 차폐막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제27 항에 있어서,
상기 링 돌출부의 외주면과 상기 열 엥커의 내주면은 나사 결합하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제27 항에 있어서,
상기 열 엥커는 원통 형상의 열 엥커 결합부와 상기 열 엥커 결합부의 외주면에서 배치되고 원판 형상의 열 엥커 몸체부를 포함하고,
상기 열 엥커 결합부의 내주면은 상기 링 돌출부의 외주면과 나사 결합하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제27 항에 있어서,
상기 열 엥커 각각은 외주면에서 내 반경 방향으로 연장되는 복수의 슬릿 및 상기 슬릿의 일단에서 방위각 방향으로 연장되는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제27 항에 있어서,
상기 열 엥커는 제1 내지 제3 열 엥커를 포함하고,
상기 제1 열 엥커는 120K 열차폐막에 연결되고,
상기 제2 열 엥커는 80K 열 차페막에 연결되고,
상기 제3 열 엥커는 40K 열 차페막에 연결되는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제26 항에 있어서,
상기 배플 인서트에 배치되고 기화된 냉매를 배기하는 냉매 배기 튜브;
상기 배플 인서트에 배치되고 냉매를 주입하는 냉매 주입 튜브; 및
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하는 응축기를 더 포함하고,
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브는 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브인 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 외부 용기;
액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기;
상기 내부 용기에 삽입되는 배플 인서트;
상기 배플 인서트에 배치되고 기화된 냉매를 배기하는 냉매 배기 튜브;
상기 배플 인서트에 배치되고 냉매를 주입하는 냉매 주입 튜브; 및
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브에 연결되고 상기 냉매 주입 튜브를 통하여 배기된 기화된 냉매를 응축하는 응축기를 포함하고,
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브는 동축 구조이고,
상기 냉매 배기 튜브 및 상기 냉매 주입 튜브 각각은 내부 튜브와 외부 튜브를 구비한 이중 튜브인 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제34 항에 있어서,
상기 내부 용기는:
배플 인서트가 삽입되는 목부; 및
상기 목부보다 지름이 증가한 몸체부;를 포함하고,
상기 목부는 내측 원통과 상기 내측 원통을 감싸는 외측 원통을 포함하는 이중벽 구조인 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 외부 용기;
액체 냉매를 수납하고 상기 외부 용기에 삽입된 내부 용기;
상기 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커; 및
상기 내부 용기의 외측에 배치된 복수의 제1 SQUID 센서 모듈을 포함하고,
상기 복수의 제1 SQUID 센서 모듈 각각은 리츠 와이어를 통하여 상기 내부 용기의 하부면에 배치된 메인 열 엥커(main thermal anchor)와 열적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치. - 제36 항에 있어서,
무산소 구리로 형성되고 제1 원판, 및 상기 제1 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제1 하부 돌출부를 포함하는 제1 열전달부;
무산소 구리로 형성되고 제2 원판, 상기 제2 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제2 상부 돌출부 및 상기 제2 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제2 하부 돌출부를 포함하는 제2 열전달부;
무산소 구리로 형성되고 제3 원판, 상기 제3 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제3 상부 돌출부 및 상기 제3 원판의 중심축에서 하부면으로 돌출된 제3 하부 돌출부를 포함하는 제3 열전달부;
무산소 구리로 형성되고 제4 원판, 및 상기 제4 원판의 중심축에서 상부면으로 둘출된 제4 상부 돌출부를 포함하는 제4 열전달부;
절연체로 형성되고 상기 제1 열전달부의 제1 원판과 상기 제2 열전달부의 제2 원판 사이에 삽입되는 제1 열팽창 조절부; 및
절연체로 형성되고 상기 제3 열전달부의 제3 원판과 상기 제4 열전달부의 제4 원판 사이에 삽입되는 제2 열팽창 조절부;를 포함하고,
상기 제2 열전달부의 제2 상부 돌출부는 상기 제1 열전달부의 제1 하부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고,
상기 제2 열전달부의 제2 하부 돌출부는 상기 제3 열전달부의 제3 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하고,
상기 제3 열전달부의 제3 하부 돌출부는 상기 제4 열전달부의 제4 상부 돌출부와 결합하기 위한 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 특징으로 자기장 측정 장치. - 제37 항에 있어서,
상기 제1 열팽창 조절부는:
상기 제1 원판의 직경과 동일한 제1 직경을 가지는 제1 절연 몸체부;
상기 내부 몸체의 하부면에 매몰되고 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 자지는 제2 절연 몸체부; 및
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상기 제3 절연 몸체부는 상기 제2 원판의 외주면을 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자기장 측정 장치.
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