일반기술

미세 자기 측정용 이중이완발진 스퀴드 센서의 자동조정 기술

본 기술은 이중이완발진방식 스퀴드 센서에 대한 자동조정 방법에 관한 것이다. 스퀴드 (SQUID) 센서는 초전도 현상을 이용하여 자기장을 전압으로 변환하는 정밀 자기장 측정 센서이다. 스퀴드는 지자기의 100억분의 1 수준의 자기장(~수 fT)이 측정 가능한, 지구상에서 가장 정밀한 자기 센서이지만, 그 최적 동작을 위해서는 동작 바이어스 전류 및 자속고정궤환 (FLL) 구동점의 조정이 필수적이다. 특히 2세대 방식인 이중이완발진방식 스퀴드의 경우, 자장-전압 변환비가 매우 크므로 별도의 전단증폭기 없이 사용 될 수 있으므로 다채널 측정 장치 구성에 유리하다. 하지만 그 변환 특성이 기존의 직류 SQUID와는 판이하므로, 기존에 개발된 방법을 사용할 수 없다. 한편 생체자기측정과 같은 수십 채널 이상의 센서시스템에서는 개별적 스퀴드 센서의 동작조건 조정이 고속으로 자동화 되어야 한다. 본 기술에서는 개발된 직렬통신규약을 통해서, 동작 바이어스 전류검색, FLL 구동점 검색 등의 스퀴드 동작 제어를 최적화하였다. 또한, 직렬통신의 단점인 느린 속도를 극복하기 위하여 최소한의 제어 명령열을 사용하였고, 고속으로 각 스퀴드 센서의 최적 동작조건을 검색, 조정하도록 하였다. 센서의 동작 조정을 자동화함으로써, 종래의 수동 방식에 비해, 비전문가도 다채널 생체자기 측정 장치에서 신속하고 간편하게 신호를 획득하는 것이 가능하다. 본 자동 조정 방법은 직렬 통신 방식에 의하므로, 다채널 시스템에 대해서도 장치가 간단하고, 최적화된 센서 파라메터 결정과정에 의해서, 신속한 스퀴드 센서 동작 조정의 완료가 가능하다. 특히, 외부 자속 발생 코일 등, 조정을 위한 부가 장치가 필요 없으므로 간편하다. 이 방법은 뇌자도나 심자도 등의 스퀴드 센서를 이용한 의료용 생체자기 측정시스템을 환자 진료용으로 개발할 경우 효용성이 매우 높다. ▶ 사업성 및 시장성 : 생체자기 진단 시스템을 개발 사업화 할 경우 예상되는 경제적 파급효과 : - 심자도 장치 : 2012년부터 2017년까지 판매 수익 약 300억원 (대당가격 10억원x10대/년x이익60%=60억원/년) - 뇌자도 장치 : 2017년부터 2022년까지 판매 수익 약 500억원 (대당가격 20억원x10대/년x이익50%=100억원/년) 장치 제어에서 본 자동조정기술은 핵심기술의 범주에 포함되므로 큰 시장성을 기대 할 수 있다.