(57)【要約】【課題】  液体冷媒によりセンサ素子を冷却する際に発生する振動を抑制して、その振動によってセンサ素子から発生する低周波の雑音を抑制できるため高精度の磁場信号の計測が可能な磁場計測装置の提供。【解決手段】  超伝導体で構成された磁場センサ素子を収納してなる磁場検出器本体、磁場検出器本体を冷却する液体冷媒を充填する保冷容器、磁場検出器本体を保冷容器内に固定・支持する検出器支持体、および磁場センサ素子を保冷容器の外部に設けられた電気回路に電気的接続する導線が液体冷媒と接する面の少なくとも１つの部位を粗面部とし、または当該部位に粗面部を設けたことを特徴とする磁場計測装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子容器内に超伝導体で構成された磁場センサ素子を収納してなる磁場検出器本体と、
前記磁場検出器本体を冷却する液体冷媒を充填する保冷容器と、
前記磁場検出器本体を前記保冷容器内に固定・支持する検出器支持体と、
前記磁場センサ素子を、前記保冷容器の外部に設けられた電気回路に電気的接続する導線とを備える磁場検出器を有する磁場計測装置において、
前記磁場検出器本体、前記保冷容器、前記検出器支持体および前記導線が前記液体冷媒と接する面の少なくとも１つの部位を粗面部とし、または当該部位に粗面部を設けたことを特徴とする磁場計測装置。
【請求項２】
前記粗面部は、前記磁場検出器本体に近接する部位に設けられることを特徴とする請求項１に記載の磁場計測装置。
【請求項３】
前記粗面部は、前記磁場検出器本体および前記検出器支持体の体積の１／１０以上の体積を有する気泡の発生を抑制するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載に磁場計測装置。
【請求項４】
前記磁場検出器本体の周辺、前記保冷容器の内底面、前記検出器支持体の外面および内面、ならびに前記導線の外周面の少なくとも１つの部位が前記粗面部とされ、または当該部位に前粗面部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の磁場計測装置。
【請求項５】
前記粗面部が、前記液体冷媒と接する面に、凹凸の大きさが前記磁場検出器本体２の体積の十分の１未満である微細凹凸を有する、非磁性かつ非電気伝導性物質からなる粗面部材を配設して構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の磁場計測装置。
【請求項６】
前記粗面部材が、多孔質材で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の磁場計測装置。
【請求項７】
前記粗面部材が、合成樹脂またはセラミックで形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の磁場計測装置。
【請求項８】
前記粗面部材が、前記保冷容器および前記検出器支持体を構成する物質よりも熱伝導性が十分に大きい材料で形成されていることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の磁場計測装置。
【請求項９】
前記粗面部が、前記液体冷媒と接する面に形成された、凹凸の大きさが前記センサ素子容器の体積よりも十分に小さい微細凹凸を有する粗面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁場計測装置。
【請求項１０】
センサ素子容器内に超伝導体で構成された磁場センサ素子を収納してなる磁場検出器本体と、
前記磁場検出器本体を冷却する液体冷媒を充填する保冷容器と、
前記磁場検出器を前記保冷容器内に固定・支持する検出器支持体と、
前記磁場センサ素子を、前記保冷容器の外部に設けられた電気回路に電気的接続する導線とを含み、前記磁場検出器本体、前記保冷容器、前記検出器支持体および前記導線が前記液体冷媒と接する面の少なくとも１つの部位を粗面部とし、または当該部位に粗面部を設けた磁場検出器を備え、
前記磁場検出器を移動可能に支持する支持台と、
前記導線によって前記磁気センサ素子を駆動し、前記センサ素子からの出力信号を受信する磁場センサ駆動回路と、
磁場信号が計測される被検体を戴置する固定台と、
前記磁場検出器を、外部からの磁気雑音信号から遮断する磁気シールドと、
前記磁場センサ駆動回路を制御して、前記磁場センサ駆動回路から出力される前記センサ素子からの出力信号に関する情報を記録する制御記録手段と、
を備えることを特徴とする磁場計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサや電磁場センサを用いて微弱な磁気および電磁波信号を計測する磁場計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微弱磁場を検出するセンサ素子の一つに超伝導体で構成される超伝導量子干渉素子(ＳＱＵＩＤ：Superconducting QUantum Interference Device)がある。ＳＱＵＩＤは超伝導現象を利用して磁気変化を検出するもので、磁場を検出する際にはセンサ素子を冷却して超伝導状態にして機能させる。その冷却方法の一つとして、液体ヘリウムや液体窒素などの冷媒にセンサ素子を浸漬する方法がある。この方法では、冷媒を保冷容器に充填し、その中にセンサ素子を配置するのが一般的である。冷媒を充填した保冷容器では、冷媒の沸点の温度で定常状態にあるが、外部からの輻射熱や、常温である保冷容器上部から保冷容器の底まで伸び、センサ素子を固定する支持体、センサ素子と常温部に配置されるセンサ駆動および検出回路との間を電気的に接続する導線などから熱が侵入するため、冷媒は液体から気体に相変化することにより熱エネルギを外部に放出している。
【０００３】
こうした微弱磁場計測装置は、多種の磁場計測に応用されているが、特に、生体から発生する磁場信号を計測するために応用されている。生体から発生する磁場信号として、特に注目されているのは０．１〜２００Ｈｚ程度の低周波帯域の信号である。そのため、ＳＱＵＩＤを用いた計測装置では、低周波帯域の磁場信号の検出感度を向上させる技術（非特許文献１）が報告されている。
【非特許文献１】Appl.Phys.Lett.,Vol.70,No.22,p3277,2000,p3279,left_line_5
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、センサ素子を液体冷媒に浸漬させて冷却する場合、保冷容器内部では外部から侵入する熱により、液体冷媒が気化する。液体冷媒の内部で気化したガスは気泡となって液体冷媒の液面まで上昇し、保冷容器から排出される。この気泡の体積がセンサ容器やセンサ固定治具と同程度かそれ以上の大きさで、その発生場所がセンサ素子の近傍であった場合、気泡発生とその移動の際に振動が発生し、その振動がセンサ素子に伝わることにより雑音が発生してしまう問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、液体冷媒によりセンサ素子を冷却する際に発生する振動を抑制して、その振動によってセンサ素子から発生する低周波の雑音を抑制できるため高精度の磁場信号の計測が可能な磁場計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、センサ素子容器内に超伝導体で構成された磁場センサ素子を収納してなる磁場検出器本体と、
前記磁場検出器本体を冷却する液体冷媒を充填する保冷容器と、
前記磁場検出器本体を前記保冷容器内に固定・支持する検出器支持体と、
前記磁場センサ素子を、前記保冷容器の外部に設けられた電気回路に電気的接続する導線とを備える磁場検出器を有する磁場計測装置において、
前記磁場検出器本体、前記保冷容器、前記検出器支持体および前記導線が前記液体冷媒と接する面の少なくとも１つの部位を粗面部とし、または当該部位に粗面部を設けたことを特徴とする。その他の態様については、後記の実施の形態で説明する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、粗面部を、磁場検出器本体、前記保冷容器、前記検出器支持体および前記導線が前記液体冷媒と接する面の少なくとも１つの部位に設けることによって、液体冷媒からの気泡の発生を抑制することができる。
そのため、低周波の振動を与える大きさの気泡の発生及び、その気泡が発生場所から液面上部へ移動する際に発生する振動が抑制され、センサが振動することにより発生する低周波の雑音を抑制することが可能となる。また、大きな気泡が発生せず低周波の振動が抑制されることにより、液面の大きな揺れが抑制され、液体冷媒の急激な蒸発現象の発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」と記載）について詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る生体磁気計測装置の全体構成図を示す。
図１に示す生体磁気計測装置は、磁場検出器１、ガントリ（支持台）１５、ベッド（固定台）１６、磁場センサ駆動回路１７、電子計算機（制御記録手段）１８、磁気シールド１９とを備える。
【０００９】
ガントリ（支持台）１５は、磁場検出器１がその先端腕部１５aに装着され、磁場計測時に、ベッド（固定台）１６に戴置される被検体の磁場計測部位に磁場検出器１を移動させるものである。
【００１０】
ベッド（固定台）１６は、磁場を計測する被検体を戴置して、計測中、被検体を保持するものである。
【００１１】
磁場センサ駆動回路１７は、磁場検出器１が備える磁場センサ素子を駆動して、導線５を通じて出力されるセンサ出力を受信して、デジタル信号にＡ／Ｄ変換して、デジタル値に変換されたセンサ出力を電子計算機（制御記録手段）１８に出力するものである。図１中、４は、後記する検出器支持体である。
【００１２】
電子計算機（制御記録手段）１８は、磁場センサ駆動回路１７を制御するとともに、磁場センサ駆動回路１７でデジタル値に変換されたセンサ出力を記録し、さらに、ガントリ（支持台）１５による磁場検出器１の移動および姿勢制御等を行うものである。
【００１３】
磁気シールド１９は、磁場検出器１を、外部（計測システム周辺部）からの磁気雑音信号を遮断するものであり、この磁気シールド１９によって、非常に微弱な生体からの磁場信号を高感度で検出することが可能となる。この磁気シールドは、比透磁率が１０００以上の磁気シールド材で構成される。
【００１４】
磁場検出器１は、図２に示すように、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５、保冷容器蓋６とを備えるものである。
【００１５】
磁場検出器本体２は、センサ素子容器２ａ内に、超伝導体で構成された磁場センサ素子（図示せず）を収納して構成されている。この磁場検出器本体２において、磁場センサ素子は、超伝導現象を利用して磁場変化を検出するものである。
【００１６】
デュワー（保冷容器）３は、内側部材３ｃと外側部材３ｄとの間に真空断熱部３ｂが設けられた二重円筒状の断熱構造を有し、内部に磁場検出器本体２を冷却するための液体冷媒７が充填され、その液体冷媒を保温するものである。このデュワー（保冷容器）３の上部には、デュワー（保冷容器）３内部を密閉するために、保冷容器蓋６が嵌装されている。
【００１７】
検出器支持体４は、保冷容器蓋６の下底面６ａに取り付けられた複数の支持脚４ａと、その支持脚４ａの底部に設けられた検出器支持台４ｂとで構成される。この検出器支持体４は、検出器支持台４ｂの下底面４ｃに、磁場検出器本体２が取り付けられている。この検出器支持体４に支持された磁場検出器本体２が、デュワー（保冷容器）３内に充填された液体冷媒７に浸漬されて冷却される。
【００１８】
導線５は、保冷容器蓋６に開口された導入口６ｂを通って検出器支持体４の内側に導入され、保冷容器検出器支持体４の支持脚４ａの内側面４ｄに沿って配線され、検出器支持台４ｂの下底面４ｃに取り付けられた、複数の磁場検出器本体２に分岐接続されている。この導線５は、磁場センサ素子を、前記保冷容器の外部に設けられた磁場センサ駆動回路（電気回路）１７（図１参照）に電気的接続するものである。
【００１９】
この磁場検出器１において、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａに、多孔質体（粗面部材）８が配設され、大型気泡が発生するのを抑制する粗面部を構成している。
多孔質体（粗面部材）８は、図３に示すように、円筒状のデュワー（保冷容器）３の内底面３ａに応じて形成された円板状の形状を有し、図４に示すように、多数の粒状の構成材料１０からなり、表面に微細凹凸１１を有するものである。
【００２０】
この磁場検出器１において、デュワー（保冷容器）３に液体冷媒７を充填し、デュワー（保冷容器）３内部の温度を液体冷媒７の沸点で保つ場合、デュワー（保冷容器）３底部の真空断熱が薄い部分からより多くの放射熱が侵入する。特に、生体から発生する磁気を測定する場合、発生する磁気信号は非常に微弱なため、磁場検出器１を信号源に近づけて計測する必要がある。そのため、デュワー（保冷容器）３底部の真空断熱層の厚さは他の真空断熱層の厚さより薄くなっているのが一般的である。このデュワー（保冷容器）３の内底面３ａに入ってきた熱エネルギを放出するため液体の一部が液相から気相に相変化する。その際、気泡になり、液面へと移動し、デュワー（保冷容器）３の外へ気体として排出される。しかし、本実施形態の磁場検出器１においては、微細凹凸１１によって、多孔質体（粗面部材）８の表面に発生する気泡は、微細凹凸１１の大きさと同じ程度の大きさまでしか成長せず、液体冷媒７の液面へと移動する。そのため、発生する気泡は、図２に示すように、微少体積気泡９となり、大きな低周波振動が発生せず、低周波磁気雑音が低減されることになる。
【００２１】
本実施形態において、磁場検出器本体２の大きさを１×１０−６ｍ３〜２×１０−５ｍ３程度とし、多孔質体（粗面部材）８の厚さを１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とし、微細凹凸１１の大きさを磁場検出器本体２の体積の十分の１未満とすることが好ましい。このとき、微細凹凸１１の凹凸部の体積は５×１０−１５ｍ3〜５×１０−９ｍ3程度である。ここで、凹凸の大きさとは、多孔質体表面にある多数の窪みの平均体積もしくは平均突起部の体積を示し、その大きい方を示す。また、窪みもしくは突起部が一つの空間で形成されていなく、複数の空間がつながっている場合には、その窪みの開口部もしくは突起部の断面部の、平均面積を円として算出される半径を計算し、その半径で計算できる球体体積とする。
【００２２】
本発明において、粗面部を構成する粗面部材は、前記の多孔質体８に限定されず、内部に細孔を有するものでなくてもよい。例えば、図５に示す粗面部材１２のように、液体冷媒７と接する表面に微細凹凸１１を有するものであってもよい。
【００２３】
次に、図６に、比較例として、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａに多孔質体（粗面部材）８が配設されていない以外は、第１の実施形態と同じ構成を有する磁場検出器１ａを示す。したがって、この磁場検出器１ａにおいて、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５および保冷容器蓋６についての説明は省略する。
【００２４】
この磁場検出器１ａにおいては、デュワー（保冷容器）３に液体冷媒７を充填し、デュワー（保冷容器）３内部の温度を液体冷媒７の沸点で保つ場合、デュワー（保冷容器）３底部の真空断熱が薄い部分からより多くの放射熱が侵入する。特に、生体から発生する磁気を測定する場合、発生する磁気信号は非常に微弱なため、磁場検出器１を信号源に近づけて計測する必要がある。そのため、デュワー（保冷容器）３底部の真空断熱層の厚さはほかの真空断熱層の厚さより薄くなっているのが一般的である。このデュワー（保冷容器）３の内底部３ａに入ってきた熱エネルギを放出するため液体の一部が液相から気相に相変化する。その際、気泡になり、液面へと移動し、デュワー（保冷容器）３の外へ気体として排出されるが、微細凹凸がないため、気泡が磁場検出器本体２の体積の十分の１以上の大型気泡１４に拡張し、その拡張の際、およびその大型気泡１４が上部へと移動する際に、液体冷媒７中に低周波振動が発生する。この振動は磁場検出器本体２にも伝わる。磁場検出器本体２の周辺の空間的磁場変化をゼロにすることは非常に困難なため、磁場検出器本体２が振動すると、その空間的磁場変化に伴い低周波の磁気雑音として出力されることになる。
【００２５】
図７に、第１実施形態の磁場検出器１と、比較例の磁場検出器１ａにおいて、実際に発生する気泡による振動を測定した実験結果を示す。実験は、液体冷媒として液体窒素をデュワー（保冷容器）３内に充填し、その液体冷媒７内に、検出器支持体４の検出器支持台４ｂの下底面４ｃに取り付けられた磁場検出器本体２が浸漬した状態で、多孔質体（粗面部材）８として、メラミン樹脂のスポンジ（微細凹凸の大きさ：大凡５×１０−１２ｍ３）をデュワー（保冷容器）３の内底面３ａに配置した場合（第１実施形態）と、配置しなかった場合（比較例）の気泡発生の違いを調べた。
【００２６】
この実験において、気泡発生の違いは、デュワー（保冷容器）３の内部に発生している音を計測し、その周波数分析を行った。音は媒質内部の振動なので、内部の音圧を計測することにより、振動特性がわかる。図７中、縦軸は音圧を示し、横軸は周波数を示す。図７中、波線で示したのがスポンジが無い場合（比較例）で、実線がスポンジを配置したとき（第１実施形態）の周波数特性である。図７から判るように、４〜９Ｈｚの低周波帯域で多孔質体８が無い場合（比較例）に比べて、多孔質体８を配置した場合（第１実施形態）の方が音圧レベルが明らかに低いことがわかる。この違いはスポンジを配置していない場合、大きな気泡が発生、成長し、液面へと移動するため、低周波の音を発生させているのに対し、スポンジを配置した場合、小さな気泡が連続して発生し、大きな音を発生させていない。つまり低周波の振動を発生させていないことを示している。
【００２７】
［第２実施形態］
図８は、第２実施形態の磁場検出器１ｂを示す。
この図８に示す磁場検出器１ｂは、多孔質体（粗面部材）８が、磁場検出器本体２の近傍である検出器支持体４の検出器支持台４ｂの外縁端部４ｄ,４ｄに配設されている構成を有する以外は、前記第１実施形態における磁場検出器１と同一の構成を有する。したがって、この磁場検出器１ｂにおいて、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５および保冷容器蓋６についての説明は省略する。
【００２８】
この磁場検出器１ｂにおいて、検出器支持体４は室温に接している保冷容器蓋６に接しており、外部から熱伝導によって熱エネルギが流入しやすくなっている。そのため、検出器支持体４の近傍では大型気泡が発生しやすい傾向がある。そのため、この磁場検出器１ｂにおいては、多孔質体（粗面部材）８を、検出器支持台４ｂの外縁端部４ｄ,４ｄに配設することによって、磁場検出器本体２に流入してくる熱エネルギを放出するため液体冷媒の一部が液相から気相に変化して気泡が発生し、液面へと移動し、デュワー（保冷容器）３の外へ気体として排出される。しかし、本実施形態の磁場検出器１ｂにおいては、検出器支持台４ｂの外縁端部４ｄ,４ｄに配設されている多孔質体（粗面部材）８が有する微細凹凸によって、多孔質体（粗面部材）８の表面に発生する気泡は、微細凹凸の大きさと同じ程度の大きさまでしか成長せず、液体冷媒７の液面へと移動する。そのため、発生する気泡は、図８に示すように、微少体積気泡９となり、大きな低周波振動が発生せず、低周波磁気雑音が低減されることになる。また、気泡が発生したときに、磁場検出器本体２が受ける振動は、気泡発生場所が磁場検出器本体２に近ければ、それだけ大きくなるので、磁場検出器本体２近傍の検出器支持台４ｂの外縁端部４ｄ,４ｄに多孔質体（粗面部材）８を配置することは、磁場検出器本体２近傍での大型気泡の発生を抑制することになり、磁場検出器本体２の低周波雑音を低減させるために有効である。
【００２９】
［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の磁場検出器１ｃを示す。
この図９に示す磁場検出器１ｃは、多孔質体（粗面部材）８が、保冷容器蓋６に開口された導入口６ｂを通って検出器支持体４の内側に導入され、保冷容器検出器支持体４の支持脚４ａの内側面４ｅに沿って配線された導線５の近傍に配設されている構成を有する以外は、前記第１実施形態における磁場検出器１と同一の構成を有する。したがって、この磁場検出器１ｃにおいて、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５および保冷容器蓋６についての説明は省略する。
【００３０】
導線５は、デュワー（保冷容器）３の外側に配置された磁場センサ駆動回路１７（図１参照）に接続されているため、この導線５を通じてデュワー（保冷容器）３の内部の熱エネルギが伝達される。そのため、導線５の近傍では、気泡が多く発生し、大型気泡も発生しやすい傾向がある。そこで、図９に示す磁場検出器１ｃにおいては、多孔質体（粗面部材）８を、保冷容器検出器支持体４の支持脚４ａの内側面４ｅに沿って配線された導線５の近傍に配設することによって、多孔質体（粗面部材）８が有する微細凹凸によって、多孔質体（粗面部材）８の表面に発生する気泡は、微細凹凸の大きさと同じ程度の大きさまでしか成長せず、液体冷媒７の液面へと移動する。そのため、発生する気泡は、図９に示すように、微少体積気泡９となり、大きな低周波振動が発生せず、低周波磁気雑音が低減される。
【００３１】
［第４実施形態］
図１０は、第４実施形態の磁場検出器１ｄを示す。
図１０に示す磁場検出器１ｄは、多孔質体（粗面部材）８が、磁場検出器本体２の側面２ａに配設されている構成を有する以外は、前記第１実施形態における磁場検出器１と同一の構成を有する。したがって、この磁場検出器１ｄにおいて、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５および保冷容器蓋６についての説明は省略する。
【００３２】
磁場検出器本体２の近傍での大型気泡の発生は磁場検出器本体２に強い振動を与える。そこで、図１０に示す磁場検出器１ｄにおいては、磁場検出器本体２に多孔質体（粗面部材）８を配設することによって、磁場検出器本体２の側面２ａに配設された多孔質体（粗面部材）８が有する微細凹凸によって、多孔質体（粗面部材）８の表面に発生する気泡は、微細凹凸の大きさと同じ程度の大きさまでしか成長せず、液体冷媒７の液面へと移動する。そのため、発生する気泡は、図１０に示すように、微少体積気泡９となり、大きな低周波振動が発生せず、低周波磁気雑音が低減される。このとき、多孔質体１は非磁性で且つ、非伝導性であるため、磁場検出器本体２に配置されているセンサ素子による磁場の計測に影響を及ぼすことがない。
【００３３】
［第５実施形態］
図１１は、第５実施形態の磁場検出器１ｅを示す。
図１１に示す磁場検出器１ｅは、多孔質体（粗面部材）８を設ける代わりに、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａに微細凹凸２０を設けた構成を有する以外は、前記第１実施形態における磁場検出器１と同一の構成を有する。したがって、この磁場検出器１ｄにおいて、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５および保冷容器蓋６についての説明は省略する。
【００３４】
この磁場検出器１ｅにおいて、微細凹凸２０が形成された、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａは、粗面部を構成する。微細凹凸２０の大きさは、凹凸径が０．０１ｍｍ〜１ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００３５】
この磁場検出器１ｅにおいて、多孔質体８の代わりに、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａに微細凹凸２０を設けて粗面部を構成することによって、多孔質体８を内底面３ａに配設する場合に比べて、多孔質体８を設置するための空間を省けるため、その多孔質体８の厚みだけ、磁場検出器本体２と信号源との距離が短くなり、磁場信号が弱くなってしまう不都合を回避することが可能となる。すなわち、この磁場検出器１ｅでは、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａに微細凹凸２０が形成された構成であるため、新たに空間を広げる必要が無く、磁場検出器２と信号源との距離は変わらず、磁場信号も弱くなることはない、という利点がある。
【００３６】
［第６実施形態］
図１２は、第６実施形態の磁場検出器１ｆを示す。
図１２に示す磁場検出器１ｆは、検出器支持体４の検出器支持台４ｂの下底面４ｃにデュワー（保冷容器）３に向けて突設されている複数の磁場検出器本体２の間の空間に、多孔質体（粗面部材）２１が配置されるように、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａから多孔質体（粗面部材）２１が突設されている構成を有する有する以外は、前記第１実施形態における磁場検出器１と同一の構成を有する。したがって、この磁場検出器１ｄにおいて、磁場検出器本体２、デュワー（保冷容器）３、検出器支持体４、導線５および保冷容器蓋６についての説明は省略する。
【００３７】
一般に、磁場検出器１ｅによって、微弱な磁場を計測する場合、信号源と磁場検出器１ｅの距離が近い方がより強い信号を検出できるため、デュワー（保冷容器）３の底部と、磁場検出器本体２との距離は接触するかもしくは、デュワー（保冷容器）３および検出器支持体４が室温に戻ったときに熱膨張により検出器支持体４が伸び、磁場検出器本体２がデュワー（保冷容器）３の底部に強く接触しないように熱膨張分の空間を空けておくことが必要であるが、多孔質体をデュワー（保冷容器）３の内底面３ａに設置すると、その厚さ分、信号源と磁場検出器本体２との距離が離れる。そこで、この磁場検出器１ｅにおいては、検出器支持台４ｂの下底面４ｃにデュワー（保冷容器）３に向けて突設されている複数の磁場検出器本体２の間の空間に、多孔質体（粗面部材）２１が配置されるように、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａから多孔質体（粗面部材）２１が突設されている構成を採用することによって、信号源と磁場検出器本体２との距離が変わらないようにすることができる。
【００３８】
本実施形態において、粗面部を構成する粗面部材は、磁場検出器本体２に設けられたセンサ素子による磁場計測に悪影響を与えないように、非磁性かつ非電気伝導性の物質からなることが望ましい。その理由は、センサ素子近傍に磁性体があると計測磁場の分布にひずみを発生させる場合や大きな直流磁気成分を持っているとセンサの計測範囲を飽和させてしまう場合が有る。また、センサ素子近傍に電気伝導体が有ると、導体抵抗成分に流れる熱雑音電流が発生し、それに伴い磁気雑音が発生するためである。本発明において、非磁性とは、比透磁率がほぼ１であることをいい、非電気伝導性とは、電気伝導率が１×１０−６［Ｓ／ｍ］以下であることをいう。
【００３９】
この非磁性かつ非電気伝導性の粗面部材を構成する材料としては、例えば、
酸化アルミニウムなどのセラミック材料や、プラスチック製スポンジなどから構成されるシート、切片が挙げられる。
【００４０】
前記の実施形態では、粗面部として、それぞれ、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａ（第１実施形態）、検出器支持台４ｂの外縁端部４ｄ,４ｄ（第２実施形態）、導線５の近傍に配設（第３実施形態）、磁場検出器本体２の側面２ａ（第４実施形態）、検出器支持体４の検出器支持台４ｂの下底面４ｃにデュワー（保冷容器）３に向けて突設されている複数の磁場検出器本体２の間の空間（第６実施形態）に、多孔質体（粗面部材）８（２１）を設ける例、さらに、デュワー（保冷容器）３の内底面３ａに、微細凹凸２０（第５実施形態）を配設する例を示したが、本発明で用いる磁場検出器における粗面部は、これらの例に限定されず、例えば、前記第１実施形態〜第６実施形態に示した多孔質体（粗面部材）または微細凹凸を組み合わせた構成を有するものであってもよい。また、前記実施形態に具体的に例示した部位だけでなく、液体冷媒が接する面であって、気泡が発生する虞がある部位に、多孔質体（粗面部材）または微細凹凸を設けて、その部位からの大型気泡の発生を抑制する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態の磁場計測装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における磁場検出器を示す模式断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の多孔質体（粗面部材）を示す模式図である。
【図４】多孔質体（粗面部材）の粗面部を示す拡大断面図である。
【図５】液体冷媒に接する面に微細凹凸を有する粗面部材の例を示す模式断面図である。
【図６】比較例の磁場検出器の例を示す模式断面図である。
【図７】第１実施形態および比較例における保冷容器内部の低周波音圧特性の測定結果を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態における磁場検出器を示す模式断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態における磁場検出器を示す模式断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における磁場検出器を示す模式断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態における磁場検出器を示す模式断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態における磁場検出器を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ      磁場検出器
２      磁場検出器本体
３      デュワー（保冷容器）
３ａ    内底面
４      検出器支持体
５      導線
６      保冷容器蓋
７      液体冷媒
８、２１      多孔質体（粗面部材）
９      微少体積気泡
１０      細孔
１１      微細凹凸
１２      粗面部材
１４      大型気泡
１５      ガントリ（支持台）
１６      ベッド（固定台）
１７      磁場センサ駆動回路
１８      電子計算機（制御記録手段）
１９      磁気シールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図７】
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