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イプロス ものづくり:大栄無線電機

Metrolab社 磁場測定装置 用語集

スイス Metrolab Technology社

スイス Metrolab Technology社

精度磁力計の世界的なマーケットリーダーです。

用語集の英語版は ⇒ Metrolab社 Glossary

磁場測定装置 用語集: A~Z

B0

B0

MRIでは、B0は体内の陽子(プロトン)を分極するために用いられる強力な一次磁場を指します。

B/H

B/H

強磁性体の特性は、ヒステリシスループまたはB/Hループを測定することで得られます。
Hは磁化される磁界強度、Bは素材の磁束密度を指します。

MRI

MRI

磁気共鳴画像法を指します。通常は医療診断のために、NMRを使用して人体の内部を画像化します。

NMR

NMR

核磁気共鳴を指します。磁場中の試料にRF場を照射したときに見られる共鳴現象です。
NMRテスラメータは、磁力計の中で最も高い正確度と最も高い精度を誇ります。

ppb

ppb

十億分率、すなわち10-9を意味します。1 ppbは10-7%で、非常に少ない量を示す単位です。

ppm

ppm

百万分率、すなわち10-6を意味します。ppbよりは多いですが、それでもppmはかなり少ない量です。

磁場測定装置 用語集: あ~お

アパーチャ

Aperture

磁気学では、アパーチャ極子間の間隙を指します。

安定化

Stabilization

NMR調整される磁石」は電磁石です。その磁場はNMRテスラメータによって測定され、磁石を駆動する電源を制御することによってクローズドループを形成します。
このような磁石システムでは、超伝導磁石のみが匹敵するppmレンジでの長期間安定した磁場を提供できます。

ウィグラー

Wiggler

挿入光源とも呼ばれます。N極とS極が交互に配置された磁石システムで、電子ビームに振動経路を追跡させるために使用されます。
これによって電子が放射され、非常に強力でエネルギッシュな光線が生成されます。

永久磁石

Permanent magnet

コイルの電流ではなく、適切な材料の構造物に内包された磁性を使用する磁石を指します。
一般的に使用される永久磁石材料としては、鉄コバルト、フェライト、サマリウムコバルト、ネオジムなどが挙げられます。

エンコーダ

Encoder

エンコーダとは、ここでは線形または角度位置を測定するデバイスを指します。
通常は可動線または回転コイルシステムで使用され、積分器の出力を取得して駆動します。

温度補償

Temperature compensation

ホール磁力計は温度に敏感なため、機器が測定値を補正できるように温度センサが組み込まれている場合があります。

磁場測定装置 用語集: か~こ

回転コイル

Rotating coil

加速器の磁石で一般的に使用される磁束計マッピング技術です。
粒子ビームから見た積分磁場の放射状マップを生成します。

ガウス

Gauss

ガウスは、磁束密度(B)のCGS単位です。1ガウス = 10-4テスラです。
公式には時代遅れな単位だと宣言されていますが、それでも低磁場の世界では人気があります。

ガウスメータ

Gaussmeter

磁力計またはテスラメータとも呼ばれます。磁束密度(B)または磁界強度(H)を測定するための機器です。

加速器

Accelerator

粒子加速器は物理学者によって、物質の基本的な性質を研究するために開発されました。今日、加速器は通常、巨大で非常に国際的な設備であり、常設の運用スタッフが科学者のユーザ・コミュニティに、サービスを提供しています。
より小さな加速器は商業的には、例えば質量分析、陽子線治療、半導体イオン注入などで使用されています。
通常のCRTでさえ、粒子加速器と見なすことができます。

可動線

Moving wire

磁束計の動作方式の一つで、ギャップを通過するワイヤの電圧変化を測定することによって、非常に狭いギャップの磁石をマッピングします。

監視

Monitor

NMR制御される磁場」とは、その磁界強度(H)がNMRによって監視される磁場を指します。
NMR調整される磁場」とは対照的です。

規格試験所

Standards laboratory

通常は政府が運営する検査所です。国際標準化団体と協力して標準機を維持・開発する責任があります。

基準磁石

Reference magnet

磁力計校正に使用される磁石を指します。
基準磁石は、NMRテスラメータ制御されることが多く、NMR調整されることさえあります。

ギャップ

Gap

磁場が集中する双極子磁石の2つの極子の間の領域を指します。アパーチャを指す際にも用いられます。

極子

Pole

磁束ギャップに集中させるために使用される磁石の一部分を指します。極子の面はギャップの内部表面です。

均一

Homogeneous

勾配がないか、あるいは非常に小さい磁場を指します。ここでは、均斉と同じ意味で扱います。
NMRテスラメータは、比較的均一な磁場でのみ使用できます。MRI磁石は、可能な限り均一になるようにシム加工されています。

均斉

Uniform

勾配がないか、あるいは非常に小さい磁場を指します。ここでは、均一と同じ意味で扱います。
NMRテスラメータは、比較的均一な磁場でのみ使用できます。MRI磁石は、可能な限り均一になるようにシム加工されています。

減衰

Decay

超電導磁石の場合、減衰とは、電流の損失が非常に小さくゆっくりとしていることと、それに伴う磁場の減少も小さいことを指します。
磁石、特に新しい磁石が最初にランプアップした直後は、減衰率が高くなります。

校正

Calibration

校正中は、機器の読み取り値を複数の基準磁石と比較して、その正確度を検証します。
基準磁石自体は別の基準磁石を用いて校正する必要があり、基準計器の連鎖が最終的には国家標準機にまで行き着くこともあります。

校正機関

Calibration laboratory

校正機関は産業界で使用される機器を校正する実験室で、商業用施設も政府施設もあります。
磁気測定は非常に特殊化されているため、殆どの校正機関では磁力計を製造元に返送して校正を行っています。

勾配

Gradient

ここでは勾配とは、磁場の空間的変化を指します。

交流磁場

AC field

直流磁場とは対照的に、時間とともに変化する磁場を指します。

磁場測定装置 用語集: さ~そ

サイクロトロン

Cyclotron

エネルギーを得るにつれて、らせん状に粒子ビームが出て行くコンパクトな粒子加速器です。

測定状態にする前に、NMRテスラメータプローブレンジサーチしてNMR共振周波数を見つける必要があります。

三軸

Three-axis

磁場は三次元のベクトル量です。単一のホール素子は、X,Y,Z軸のうち1つの成分のみを測定します。
三軸ホール測定器には、3つの成分全てを測定できるように配置された3つのホール素子が備えられています。

磁気回転比

Gyromagnetic ratio

NMRまたはESRにおいて、磁束密度(B)に対する共振周波数の比率を指します。
磁気回転比は、原子核ごとに異なります。水素原子(プロトン)の場合は、約42.5 MHz/Tです。電子の場合は、28 GHz/Tです。

磁気回路

Magnetic circuit

磁気回路とは磁気システムの考え方を指す言葉で、電気回路に似ています。
これにより、例えば永久磁石システムの各部分の磁束密度(B)を予測することができます。

治具

Jig

フィクスチャと同じ意味で使います。
ここでは治具とは、磁場の所定の位置にプローブを配置できるようにする機械的構造物を指します。

磁石モデル

Magnet model

磁石によって生成される磁場の計算シミュレーションを指します。

四重極

Quadrupole

加速器では、4つの極子を持つ四重極磁石が、非常に不均一な磁場を収束させるために用いられます。
集束磁石多重極磁石も参照してください。

磁束

Flux

磁力線が集合した領域(磁束)の強さを、磁束密度(B)で表現します。コイルに誘導される電圧は、磁束の変化に比例します。

磁束計

Fluxmeter

コイルに誘導された電圧を積分して、磁束の変化を測定する機器を指します。

シミング

Shimming

磁石の製造において、適切な場所に鉄片(シム)を配置するか、特殊なシムコイルの電流を合わせることによって、磁場をより均一にするプロセスを指します。

集束磁石

Focusing magnet

加速器において、粒子ビームを集束させるために使用される磁石を指します。多くの場合、四重極以上の多重極磁石です。

試料

Sample

NMR試料は、磁場に置かれた材料を指し、適切な周波数のRF場が印加されると、その陽子スピンが共鳴します。

磁力計

Magnetometer

テスラメータまたはガウスメータとも呼ばれます。磁束密度(B)または磁界強度(H)を測定するための機器です。

シールド

Shielding

磁気の世界では、磁石によって生成された磁場から外界をシールドすること、あるいはその逆を指します。
シールドを行う強引な方法は、大きくて柔らかい鉄の箱を作ることです。より緻密な実現方法として、アクティブシールドと呼ばれる磁気測定システムと磁石を囲む壁のコイルを使用して、不要な磁場をキャンセルする方法が挙げられます。

振動ワイヤ

Vibrating wire

加速器の磁石の縦方向のマップを作成するために使用されるパルス細線に似たマッピング手法を指します。
さまざまな周波数のAC電流が、アパーチャを通って伸ばされた振動ワイヤに供給され、結果として生じる振動ワイヤの動きを分析することによって、磁場の縦方向のマッピングが生成されます。

スイッチング磁石

Switching magnet

加速器においてスイッチとして機能し、粒子ビームを或る方向または別の方向へ操縦する磁石を指します。

スピン

Spin

電子と陽子(プロトン)にはスピンがあり、それらは軸上で回転しているかのように動作します。それらが小さな棒磁石のように機能し、外部磁場で整列する傾向があることを意味します。NMRESR、強磁性、永久磁性は全てスピンを伴う現象です。

正確度

Accuracy

正確度とは、測定値が真の値にどれだけ近いかを示す指標です。例えNMRテスラメータが9桁を表示している場合でも、Metrolab Technology社では「正確度は5 ppm(7桁)である」と断言します。
正確度は日常会話では精度としばしば混同され、我々も実際に混同してしまうことがあります。

正規化

Normalization

NMRプローブアレイにおける正規化とは、高磁場においてプローブアレイの部品の一部の磁化率が、プローブ間で非常に僅かに変動するのを補正する手順を指します。この手順では、正しい磁界強度(H)を持ち、ボアが大きく磁場が均一な磁石が必要です。各プローブは、正確に同じ位置に順番に配置して、その応答を測定するだけで済みます。
動作中、NMRフィールドカメラプローブアレイから正規化データを自動的に読み取り、全ての測定値を補正します。

制御

Control

NMR制御される磁場」とは、その磁界強度(H)がNMRによって監視される磁場を指します。
NMR調整される磁場」とは対照的です。

精度

Precision

精度とは、複数の測定値がどれだけ密接に集まるかを示す指標です。再現性または反復性とも呼ばれます。
精度は日常会話では正確度分解能としばしば混同され、我々も実際に混同してしまうことがあります。

成分

Component

磁場は、X,Y,Zの三軸成分を持つ三次元のベクトル量です。
磁力計は、1,2または3つの各成分、もしくはベクトルの大きさを測定することができます。

積分器

Integrator

積分器は、電圧を積分する方式の磁束計の一部分です。

設置場所の準備

Site preparation

MRIシステムを設置する病院や診療施設では、設置場所の準備が必要です。
特にその区域は、磁気シールドと電磁シールド(RF遮蔽)が施され、重量を支えるために構造的に強化されている必要があります。

双極子磁石

Dipole magnet

N極とS極の2つの極子ギャップで区切られた磁石を指します。多重極磁石ソレノイド磁石とは異なります。

挿入光源

Insertion device

ウィグラーとも呼ばれます。N極とS極が交互に配置された磁石システムで、電子ビームに振動経路を追跡させるために使用されます。
これによって電子が放射され、非常に強力でエネルギッシュな光線が生成されます。

素粒子物理学

Particle physics

高エネルギー物理学とも呼ばれます。通常は、加速器を使用した物質の基本構造の研究を指します。

ソレノイド

Solenoid

ソレノイドは円筒形のコイルの形をした磁石で、円筒の内部に磁場を集中させる仕組みです。ボアを参照してください。

磁場測定装置 用語集: た~と

多重極磁石

Multipole magnet

加速器の世界では、多重極磁石とはN個の極子を持つ磁石を指す用語です。
通常は四重極、六重極、八重極、またはそれ以上の極数を持ちます。

チューニング

Tuning

NMRテスラメータプローブは通常はコンデンサを持ち、RFコイルと並列に配置されています。これでLC共振器を形成してゲインを高め、プローブの感度を高めます。プローブには、固定コンデンサ+トリマコンデンサを用いた固定チューニング、または電子制御バリキャップを用いた可変チューニングが採用されます。

調整

Regulation

NMRで調整された磁石は電磁石で、その磁場はNMRテスラメータによって測定されます。その後このテスラメータは、磁石を駆動する電源を制御することによってクローズドループを形成します。
このような磁石システムでは、超伝導磁石のみが匹敵するppmレンジでの長期間安定した磁場を提供できます。

超電導磁石

Superconducting magnet

超電導電力線で作られた電磁石を指します。超電導を維持するにはコイルを極低温に維持する必要があるため、コイルはクライオスタットで囲まれています。
超伝導磁石は非常に高い磁場を達成でき、一旦ランプアップすると電力を消費せず、ほぼ完全に安定した磁場を提供できます。

直流磁場

DC field

交流磁場とは対照的に、時間とともに変化しない磁場を指します。

抵抗性磁石

Resistive magnet

超伝導磁石とは異なる通常の電磁石を指します。

テスラ

Tesla

テスラは、磁束密度(B)のSI単位です。

テスラメータ

Teslameter

磁力計またはガウスメータとも呼ばれ、磁束密度(B)または磁界強度(H)を測定するための機器です。

電磁石

Electromagnet

永久磁石ではなく、電流によって駆動される磁石を指します。

電子常磁性共鳴

EPR

電子常磁性共鳴EPR(Electron Paramagnetic Resonance)と呼ばれ、電子スピン共鳴と同じものです。
NMRと同様の効果が得られます。原子核ではなく電子のスピンを操作していることがNMRと異なります。

電子スピン共鳴

ESR

電子スピン共鳴ESR(Electron Spin Resonance)と呼ばれ、電子常磁性共鳴と同じものです。
NMRと同様の効果が得られます。原子核ではなく電子のスピンを操作していることがNMRと異なります。

トラッキング

Tracking

サーチによって共鳴が発見されると、磁場がゆっくりと変化していても、連続波NMRテスラメータは信号にロックして測定を続けることができます。これはトラッキングと呼ばれます。

ドリフト

Drift

機器の正確度が徐々に低下する状況を指します。
NMRテスラメータドリフトは、タイムベースのドリフトが原因で起こります。これは簡単にチェックでき、ドリフトは非常に低い値に抑えられます。磁束計では、一定のオフセット電圧を積分しているため、1回の測定中でもドリフトが起こります。これはベースラインドリフトとも呼ばれます。ホール磁力計では、幾つかの理由でドリフトが起こる可能性があります。短期的なドリフトは温度変動によって引き起こされることが多く、長期的なドリフトは半導体の経年劣化によって引き起こされます。

磁場測定装置 用語集: な~の

流れる液体/流れる水

Flowing liquid / Flowing water

画期的なNMR磁気測定技術で、非常に広いレンジの磁場を測定できます。妥当なサイズの試料では測定できない低磁場もカバーできます。基本的な考え方は、磁石内の液体試料(水など)を事前に分極し、測定する場所に試料をポンプで送り、スピンが整列するのを待って、ポンプで戻して結果を分析することです。

磁場測定装置 用語集: は~ほ

バッキングコイル

Bucking coil

バッキングコイルは通常、加速器の磁石の特性を決定づける回転コイルシステムで使用されます。
バッキングコイルはメインコイルの応答の一部を差し引くことによって、磁場勾配の直接かつ精度の高い測定を可能にします。

パルス細線

Pulsed wire

加速器の磁石に使用される測定技術で、アパーチャを貫通して伸ばされたワイヤに電気パルスが印加されます。
結果として生じるパルス細線(ワイヤ)の動きを分析すると、磁場の縦方向のマッピングが得られます。

パルスモードNMR

Pulsed-mode NMR

NMR磁力測定の実現方法の一つで、広帯域パルスを活用して試料を励起し、試料が「鳴る」周波数を測定します。
他の一般的な実現方法としては、連続波NMRが挙げられます。

ヒステリシスループ

Hysteresis loop

外部磁場を取り除いても磁化されたままであるという強磁性体の特性を指します。B/Hループも参照してください。

標準機

Standard

標準機とは、ある単位(ユニット)に対する国際的に合意された物理的原器を指します。
例えば、セシウム原子時計は1秒を表す標準機です。校正を、上位の標準機を求めてさかのぼることは常に可能であるはずです。テスラには便利な標準機がないため、代わりにテスラメータ、いわゆる二次標準機が使用されます。

フィクスチャ

Fixture

治具と同じ意味で使います。
ここではフィクスチャとは、磁場の所定の位置にプローブを配置できるようにする機械的構造物を指します。

フリップコイル

Flip-coil

磁束計を使用して、特定の場所の磁場を測定する昔ながらの方法です。
コイルを反転させて半回転させる仕組みです。磁界強度(H)は、電圧曲線の高さから計算できます。

フリンジ場

Fringe field

ギャップボアではなく、磁石の周囲の磁場を指します。

プローブ

Probe

磁場に置かれる実際のセンサを指します。NMRプローブにはNMR試料が含まれています。ホールプローブにはホール素子が含まれています。磁束計の場合、プローブはコイルです。

プローブアレイ

Probe array

Metrolab Technology社NMRフィールドカメラの場合、プローブアレイは最大32個のNMRプローブを保持する半円形のプレートとなっています。

分解能

Resolution

分解能とは、2つのほぼ同一の磁場の値を区別できるように測定する磁力計の能力を指します。
精度と関連しますが、正確度とは混同しないでください。

偏向電磁石

Bending magnet

加速器における偏向電磁石とは、粒子ビームの向きを変えるために使用される双極子磁石を指します。

変調

Modulation

連続波NMRテスラメータでは、測定を実行するためにラーモア周波数を交差させた後、再度交差させる必要があります。
これは、RF場または磁場の周波数を変調することによって実現されます。

ボア

Bore

磁場が集中するソレノイド磁石の中心部を指します。

ホール効果

Hall effect

ホール効果磁力計技術として普及しており、半導体プレートを使用しています。まず、プレートの片方の軸に電流を注入し、もう一方の軸の電圧を測定します。プレートに垂直な磁場において、最大の応答が得られます。

磁場測定装置 用語集: ま~も

マグニチュード

Magnitude

磁場はベクトル量です。磁場の個々の構成要素に関心がある場合も、マグニチュードの総量に関心がある場合もあります。

マッピング

Mapping

磁場全体の構造を理解するために、多くの異なる地点で磁界強度(H)を測定するプロセスを指します。
例えば、MRIでは通常、描画領域を含む球上の多くの点を測定することによって磁場をマッピングします。

マルチプレクサ

Multiplexer

複数のプローブを単一の磁力計に接続できるようにするアダプタを指します。

ムービングコイル

Moving coil

磁束計の測定方法の一つで、ギャップが非常に狭い磁石に対し、ワイヤをギャップに通してスイープした際の電圧の変化を測定することで、磁場のマッピングを行います。

磁場測定装置 用語集: や~よ

磁場測定装置 用語集: ら~わ

ラーモア周波数

Larmor frequency

NMR試料が共振する周波数を指します。この周波数は、対象の外部磁場に比例して変化します。

ランピング

Ramping

磁場を運転可能な状態に引き上げるために、電流を注入するプロセスを指します。特に超伝導磁石で用いられます。

レンジ

Range

プローブレンジは、測定できる最小および最大の磁界強度(H)によって定義されます。
機器の側では、より強度の高い磁場や低い磁場を測定できるように、異なる感度レベルのレンジを扱います。

連続波

Continuous-wave

NMR磁力測定では、連続波は、連続励起手順を使用してNMR共振周波数を見つけるための1つの実現方法として、連続励起手順による連続波が用いられます。他の一般的な実現方法としては、パルスモードNMRが挙げられます。

会社概要

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