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坂佐井 馨; 岸本 牧; 荒 克之
MAG-92-234, p.75 - 81, 1992/11
完全反磁性体を用いた電流ダイポールの指向性検出方法について検討し、完全反磁性体としてビスマス系高温超電導体を使った実験を行った。考案した体系は、マグネトメータを2枚の超電導板ではさんだもので、マグネトメータが感度良く検出できるのは、2枚の超電導板の延長面にはさまれた領域に存在し、かつ板面に垂直な向きをもった電流ダイポールである。実験の結果、平行平板に垂直なダイポールと平行なダイポールが混在している場合、測定値の空間分解能(半値幅)は、平板に垂直なダイポールのみしか存在しないとしたときとほぼ同じになった。すなわち、考案した体系を用いると、平板に垂直なダイポールのみを空間的に検出可能であることがわかった。
坂佐井 馨; 岸本 牧; 荒 克之
MAG-92-125, p.31 - 36, 1992/07
磁束源としての電流ダイポール又は磁気ダイポールの指向性検出方法として、超電導体の完全反磁性的性質を利用した検出方法を考案した。磁気ダイポールの場合は、横断面が電気的に開ループとなっている円筒の中に磁界センサを挿入したものである。この考案したシステムの有効性を確認するため、実際にBi系高温超電導体を用いた実験を行った。実験では、円筒の高さによる影響を調べるため、円盤状の試料を積み重ねて円筒状とし、その中の磁界をホール素子で測定した。実験の結果、ホール素子と磁束源が近くにある場合は、センサの実効的な感度が増大することがわかった。センサの性能の目安として、Figure of Merit(半値幅を分解能で除したもの)Sを導入すると、Sはホール素子の円筒内の位置によって変化することもわかった。また、Sが最大となるのは、ホール素子が下部にあるときではなく、少し上方にあるときであることもわかった。
荒 克之; 岸本 牧; 坂佐井 馨
MAG-92-81, p.47 - 60, 1992/03
完全反磁性体を磁界測定場へ持ち込んだ場合の磁界の変化について、完全反磁性無限平板を例として検討した。その結果、磁界の発生源と磁界測定点間の距離に比較して、磁界測定点と完全反磁性板との間の距離が短くなるにつれて磁界変化の影響が大きくなることが確認できた。磁界発生源としてシングル電流ダイポールを考えたときの磁界とその変化を計算し、具体的なイメージを明らかにした。その結果、反磁性板に垂直な成分は反磁性板近傍で弱められ、逆に平行な成分が強められる様子が明らかとなった。生体磁界計測において高温超電導体による磁界シールドの利用が検討されているが、磁気シールドが小型の場合はこのような磁界変化の影響を無視できなくなるので注意を要する。
坂佐井 馨; 岸本 牧; 荒 克之
MAG-92-82, p.61 - 66, 1992/03
完全反磁性体を用いた磁気ダイポールの指向性検出方法について検討し、完全反磁性体としてBi系高温超電導体を使った実験を行った。実験では、半径方向に細いスリットを入れたドーナツ状の試料を積み重ね、ダイポールとして模擬した微小磁石をその下方で移動させて試料の中央穴に浸入する磁束をホール素子で測定した。その結果、ダイポールとセンサの向きが一致する点付近では、センサの実効的な感度が増大することがわかった。これは試料の反磁性的性質によって、ダイポールの磁束が試料の中央穴に集められるからである。また、感度が最も増大する位置は、ダイポールとセンサが最も近い位置ではなく、ある程度離れた点であることもわかった。このことは、磁束源を無侵襲で測定しなければならない生体磁界計測等においては好都合である。
坂佐井 馨; 荒 克之
日本応用磁気学会誌, 16(2), p.337 - 342, 1992/00
完全反磁性体/磁界センサ体系を用いて、電流ダイポール又は磁気ダイポール等の磁束源を選択的に検出する方法を考案した。これは、完全反磁性を利用してある領域からの磁束を分離・集束させる方法である。銅のような電気良導体は、それが高周波磁場中におかれるとその表面に渦電流が流れ、あたかも反磁性体のようにふるまう。このことを利用して、銅及び高周波電流ダイポールと高周波磁気ダイポールを用いた模擬実験を行った。その結果、考案した体系は磁束源の選択的検出に有効であることがわかった。
坂佐井 馨; 岸本 牧; 荒 克之
Nonlinear Phenomena in Electromagnetic Fields, p.85 - 88, 1992/00
ある領域から磁界を選択的に検出するため、完全反磁性体と磁束センサからなるハイブリッドシステムを考案した。これは、横断面が開ループとなった完全反磁体の円筒に磁束センサを設置したものである。このシステムによって感度良く検知できる磁束源は、円筒によって切りとられる領域に存在し、かつ円筒軸に平行な向きをもった磁気ダイポールである。システムの有効性を調べるため、完全反磁性体としてビスマス系高温超電導体を用いた実験を行った。その結果、磁束源の近傍ではセンサの実効的な感度が増大することがわかった。実験体系をさらに整備すれば、磁束源の選択的検出が可能と考えられる。
荒 克之; 坂佐井 馨; 岸本 牧
Nonlinear Phenomena in Electromagnetic Fields, p.193 - 196, 1992/00
電流分布およびそれが作る磁界との間の関係はビオ・ザバールの法則で記述されるが、この法則式のフーリエ変換から電流分布と磁界との間の空関伝達関数を導いた。この空関伝達関数の周波数特性を調べたところ、バンドパスフィルター特性を有する1つの伝達関数とロウパスフィルタ特性を有する2つの伝達関数より成立していることがわかった。このフィルタ特性のカットオフ周波数から磁界を計測する場合の空間サンプリング間隔を求めた。電流分布および磁界のx,y,z成分についての関係式は空間伝達マトリックスで結ばれる。磁界計測値から逆に電流分布を求めるにはこのマトリックスの逆マトリックスを求めなければならないが、空間伝達マトリックスの逆対称性故に行列式がゼロとなり逆問題の解は1意に定まらない。そこで、完全反磁性超電導体の導入による指向性磁界計測法を提案した。
荒 克之; 坂佐井 馨
MAG-91-100, p.65 - 81, 1991/03
脳磁界や心磁界等生体から発生する磁界を生体の外側で計測する生体磁界計測は、無侵襲型のセンサを用いて行う必要がある。このため、超電導完全反磁性の平行平板/磁界センサあるいは円筒/磁界センサの体系を用いて、ある厚さの生体断面部あるいは微小断面積を有する生体円柱部からの磁気情報を選択的に検出する方法について検討を行った。超電導体を用いるかわりに、高周波電流ダイポールと平行銅板/磁界検出コイルおよび高周波磁気ダイポールと円筒銅板/磁界検出コイルを用いた模擬実験を行ったところ、その有効性を確認することができた。
