JPH01193643A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH01193643A JPH01193643A JP63015827A JP1582788A JPH01193643A JP H01193643 A JPH01193643 A JP H01193643A JP 63015827 A JP63015827 A JP 63015827A JP 1582788 A JP1582788 A JP 1582788A JP H01193643 A JPH01193643 A JP H01193643A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- ultrasonic
- piezoelectric element
- ultrasonic probe
- sheet member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
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- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
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- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電素子を多数個配列した構成の超音波探触
子に関する。
子に関する。
超音波探傷装置は、被検材を破壊することなくその内部
の欠陥を検出することができ、多くの分野において用い
られている。被検材の内部欠陥の有無のチエツクは、当
該被検材の所定範囲についてなされることが多く、その
場合には被検材表面の上記所定範囲を超音波探触子で走
査して探傷が実施される。この超音波探触子には種々の
型のものがあるが、被検材の走査による探傷を行なうに
は、圧電素子を多数個−列に配列して構成されるアレー
形の超音波探触子が好適である。以下、アレー形の超音
波探触子を図により説明する。
の欠陥を検出することができ、多くの分野において用い
られている。被検材の内部欠陥の有無のチエツクは、当
該被検材の所定範囲についてなされることが多く、その
場合には被検材表面の上記所定範囲を超音波探触子で走
査して探傷が実施される。この超音波探触子には種々の
型のものがあるが、被検材の走査による探傷を行なうに
は、圧電素子を多数個−列に配列して構成されるアレー
形の超音波探触子が好適である。以下、アレー形の超音
波探触子を図により説明する。
第３図（ａ）、（ｂ）は従来のアレー形の超音波探触子
を示す図で、第３図（ａ）は側面図、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）の矢印ｍｂからみた正面図であるｅｐ＋〜ｐ
１は一列に配列された圧電素子、１は各圧電素子ｐ、〜
ｐＨを支持するバッキング材、２は各圧電素子ｐ＋−１
’ｓの超音波送受側に共通に設けられたレンズである。
を示す図で、第３図（ａ）は側面図、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）の矢印ｍｂからみた正面図であるｅｐ＋〜ｐ
１は一列に配列された圧電素子、１は各圧電素子ｐ、〜
ｐＨを支持するバッキング材、２は各圧電素子ｐ＋−１
’ｓの超音波送受側に共通に設けられたレンズである。
圧電素子ｐＩにパルス電圧を印加すると、圧電素子ｐｌ
から超音波が放射される。この超音波ビームが第３図（
ａ）において符号３で示されている。超音波ビーム３は
レンズ２により集束されて焦点Ｆ、に集中せしめられる
。このような超音波ビーム３は被検材（図示されていな
い）に入射され、その反射波は同一経路を遡って圧電素
子ｐ、に入射する。
から超音波が放射される。この超音波ビームが第３図（
ａ）において符号３で示されている。超音波ビーム３は
レンズ２により集束されて焦点Ｆ、に集中せしめられる
。このような超音波ビーム３は被検材（図示されていな
い）に入射され、その反射波は同一経路を遡って圧電素
子ｐ、に入射する。
この反射波の入射により圧電素子ｐ、には当該反射波に
比例した電圧が発生する。他の圧電素子ｐ２〜ｐ７も全
く同一の機能を有する。
比例した電圧が発生する。他の圧電素子ｐ２〜ｐ７も全
く同一の機能を有する。
上記アレー形の超音波探触子において、例えば圧電素子
ｐ１〜ｐ、を選び、これら圧電素子のそれぞれに所定の
遅延時間をもってパルス電圧を印加すると、それらから
放射される超音波の最大振幅がすべて集合する個所が現
れる。この個所は上記遅延時間の選定により調節するこ
とができ、図ではレンズ２の焦点と一致するように調節
された例が示されている。このように、複数個の圧電素
子を遅延時間を与えて励起すると、それら圧電素子から
の超音波は、圧電素子の配列方向において第３図（ｂ）
に破線で示すようにみかけ上策束することになる。次に
、圧電素子の選択を１つずらして圧電素子ｐ２〜ｐ７を
選定し、同様の遅延態様で各圧電素子ｐ！〜ｐ、にパル
ス電圧を印加すると、それらから放射される超音波ビー
ム（−点鎖線で示される）はみかけ上、点Ｆｚに集束す
る。
ｐ１〜ｐ、を選び、これら圧電素子のそれぞれに所定の
遅延時間をもってパルス電圧を印加すると、それらから
放射される超音波の最大振幅がすべて集合する個所が現
れる。この個所は上記遅延時間の選定により調節するこ
とができ、図ではレンズ２の焦点と一致するように調節
された例が示されている。このように、複数個の圧電素
子を遅延時間を与えて励起すると、それら圧電素子から
の超音波は、圧電素子の配列方向において第３図（ｂ）
に破線で示すようにみかけ上策束することになる。次に
、圧電素子の選択を１つずらして圧電素子ｐ２〜ｐ７を
選定し、同様の遅延態様で各圧電素子ｐ！〜ｐ、にパル
ス電圧を印加すると、それらから放射される超音波ビー
ム（−点鎖線で示される）はみかけ上、点Ｆｚに集束す
る。
このように、圧電素子の選択を１つずつ順にずらし、同
一遅延態様で各圧電素子を励起すると、超音波ビームの
みかけ上の焦束点は第３図（ｂ）に矢印Ｘで示す方向に
移行してゆく。これにより、超音波ビームによる被検材
の走査を行なうことができる。この走査は電子的に行な
うことができるので、被検材の探傷を極めて迅速に実施
し得るという大きな利点がある。
一遅延態様で各圧電素子を励起すると、超音波ビームの
みかけ上の焦束点は第３図（ｂ）に矢印Ｘで示す方向に
移行してゆく。これにより、超音波ビームによる被検材
の走査を行なうことができる。この走査は電子的に行な
うことができるので、被検材の探傷を極めて迅速に実施
し得るという大きな利点がある。
上記アレー形の超音波探触子において、精度の高い探傷
を行なうには超音波を集束するレンズ２が不可欠である
。しかしながら、このレンズ２の使用は超音波探触子の
形状を大形化するという問題が生じるだけでなく、次の
ような問題が生じる。
を行なうには超音波を集束するレンズ２が不可欠である
。しかしながら、このレンズ２の使用は超音波探触子の
形状を大形化するという問題が生じるだけでなく、次の
ような問題が生じる。
即ち、各圧電素子で発生した超音波はレンズ２を通過す
ることにより減衰され、かつ、レンズ２の圧電素子側お
よび外部側の２つの境界面の反射によっても減衰される
。さらに、レンズ２０２つの境界面での反射があるので
、被検材表面の反射と加えて３つの反射波が生じ、繰返
し探傷を行なう場合それら反射波と欠陥波とが重なって
欠陥を見逃してしまうおそれもあった。
ることにより減衰され、かつ、レンズ２の圧電素子側お
よび外部側の２つの境界面の反射によっても減衰される
。さらに、レンズ２０２つの境界面での反射があるので
、被検材表面の反射と加えて３つの反射波が生じ、繰返
し探傷を行なう場合それら反射波と欠陥波とが重なって
欠陥を見逃してしまうおそれもあった。
本発明の目的は、上記の課題を解決し、レンズの使用を
省略することができる超音波探触子を提供するにある。
省略することができる超音波探触子を提供するにある。
（課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明は、多数の圧電素子
を配列し、これら圧電素子を所定数ずつ順次選択励起し
てゆくことにより被検材表面を超音波走査する超音波探
触子において、前記各圧電素子を１！！！設配列した柔
軟なシート部材を前記各圧電素子の配列方向に沿って所
定の曲率で湾曲して超音波探触子を構成したことを特徴
とする。
を配列し、これら圧電素子を所定数ずつ順次選択励起し
てゆくことにより被検材表面を超音波走査する超音波探
触子において、前記各圧電素子を１！！！設配列した柔
軟なシート部材を前記各圧電素子の配列方向に沿って所
定の曲率で湾曲して超音波探触子を構成したことを特徴
とする。
圧電素子にパルス電圧が印加されると、圧電素子から超
音波が放射される。この超音波はそれを埋設するシート
部材が所定の曲率で湾曲しているため、曲率に沿った多
数個の圧電素子から同時に放射されることにより所定の
位置に最大振幅がすべて集合し、レンズを使用した場合
と同様の効果を得ることができる。
音波が放射される。この超音波はそれを埋設するシート
部材が所定の曲率で湾曲しているため、曲率に沿った多
数個の圧電素子から同時に放射されることにより所定の
位置に最大振幅がすべて集合し、レンズを使用した場合
と同様の効果を得ることができる。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例に係る超音波探触子の側面図で
ある。図で、１はバッキング材、５は圧電素子を埋設し
たシート部材である。シート部材５に埋設された圧電素
子は、紙面に垂直な方間に多数個−列に配列されている
。シート部材５は所定の曲率で湾曲せしめられてバッキ
ング部材１に固着される。このようなシート部材５を第
２図により説明する。
ある。図で、１はバッキング材、５は圧電素子を埋設し
たシート部材である。シート部材５に埋設された圧電素
子は、紙面に垂直な方間に多数個−列に配列されている
。シート部材５は所定の曲率で湾曲せしめられてバッキ
ング部材１に固着される。このようなシート部材５を第
２図により説明する。
第２図はシート部材を示す斜視図である０図で、６は例
えばエポキシ系の合成樹脂材料の柔軟な板体、ｐは板体
６に所定の間隔で縦横に配置して埋設された圧電素子で
ある。この図では、板体６の一部が示されており、かつ
、一部は断面として示されている。このように板体６に
埋設された圧電素子ｐのうち、二点ｔＭ ｖＡｃに沿っ
て板体６を切断すれば、板体６−列に埋設された圧電索
子ｐより成るシート部材５を得ることができる。このシ
ート部材５では、各圧電素子ｐは互いに板体６により絶
縁されている。そして、板体６が柔軟性を有する材料で
作成１されていることから、シート部材５は任意の一率
で湾曲することができ、この湾曲されたシート部材５が
バッキング材１に接着される。
えばエポキシ系の合成樹脂材料の柔軟な板体、ｐは板体
６に所定の間隔で縦横に配置して埋設された圧電素子で
ある。この図では、板体６の一部が示されており、かつ
、一部は断面として示されている。このように板体６に
埋設された圧電素子ｐのうち、二点ｔＭ ｖＡｃに沿っ
て板体６を切断すれば、板体６−列に埋設された圧電索
子ｐより成るシート部材５を得ることができる。このシ
ート部材５では、各圧電素子ｐは互いに板体６により絶
縁されている。そして、板体６が柔軟性を有する材料で
作成１されていることから、シート部材５は任意の一率
で湾曲することができ、この湾曲されたシート部材５が
バッキング材１に接着される。
このように、本実施例では、圧電素子が多数個−列に配
列埋設された柔軟なシート部材を所定の曲率で湾曲して
バッキング材に固着したので、円周方向に苗んだ圧電素
子から同時に放射された超音波は所定の位τに最大振幅
がすべて集合し、これによりレンズを使用した場合と同
様の効果を得ることができるため、レンズの使用は不τ
となる。
列埋設された柔軟なシート部材を所定の曲率で湾曲して
バッキング材に固着したので、円周方向に苗んだ圧電素
子から同時に放射された超音波は所定の位τに最大振幅
がすべて集合し、これによりレンズを使用した場合と同
様の効果を得ることができるため、レンズの使用は不τ
となる。
し、たがって、超音波探触子を小形に溝底することがで
きるとともに、超音波の減衰を少なくすることができ、
さらに、レンズでの反射がなくなるので、欠陥部の信号
との重なりもなくなり、欠陥部の見落しを防止すること
ができる。
きるとともに、超音波の減衰を少なくすることができ、
さらに、レンズでの反射がなくなるので、欠陥部の信号
との重なりもなくなり、欠陥部の見落しを防止すること
ができる。
なお、上記実施例の説明では、圧を索子を一列使用する
例について説明したが、−列に限ることはな（、二列以
上の適数列を使用することができる。この場合、各列の
同一位置にある圧電素子は同時に励起されることになり
、かつ、シート部材の湾曲の曲率もこれに応じて変更さ
れることになる。
例について説明したが、−列に限ることはな（、二列以
上の適数列を使用することができる。この場合、各列の
同一位置にある圧電素子は同時に励起されることになり
、かつ、シート部材の湾曲の曲率もこれに応じて変更さ
れることになる。
以上述べたように、本発明では、圧電素子を配列埋設し
た柔軟なシート部材を所定の曲率で湾曲して使用するよ
うにしたので、レンズを除去することができ、これによ
り、超音波探触子を小形にすることができるとともに、
超音波の減衰を減少せしめることができ、さらに、欠陥
部の見落しを防止することができる。
た柔軟なシート部材を所定の曲率で湾曲して使用するよ
うにしたので、レンズを除去することができ、これによ
り、超音波探触子を小形にすることができるとともに、
超音波の減衰を減少せしめることができ、さらに、欠陥
部の見落しを防止することができる。
第１図は本発明の実施例に係る超音波探触子の側面図、
第２図はシート部材を示す斜視図、第３図（ａ）、（ｂ
）は従来の超音波探触子の側面図および正面図である。 １・・・・・・・・・バッキング材、５・・・・・・・
・・シート部材、６・・・・・・・・・板体、ｐ・・・
・・・・・・圧電素子、Ｃ・・・・・・・・・切断線。 代 理 人 弁理士 武 顕次部（外１名）第１図 第２図 第３図 ” ’：ｆ”
第２図はシート部材を示す斜視図、第３図（ａ）、（ｂ
）は従来の超音波探触子の側面図および正面図である。 １・・・・・・・・・バッキング材、５・・・・・・・
・・シート部材、６・・・・・・・・・板体、ｐ・・・
・・・・・・圧電素子、Ｃ・・・・・・・・・切断線。 代 理 人 弁理士 武 顕次部（外１名）第１図 第２図 第３図 ” ’：ｆ”
Claims (1)
- 多数の圧電素子を配列し、これら圧電素子を所定数ずつ
順次選択励起してゆくことにより被検材表面を超音波走
査する超音波探触子において、前記各圧電素子を埋設配
列した柔軟なシート部材を前記各圧電素子の配列方向に
沿つて所定の曲率で湾曲して構成したことを特徴とする
超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63015827A JPH01193643A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63015827A JPH01193643A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01193643A true JPH01193643A (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=11899682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63015827A Pending JPH01193643A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01193643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102788869A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-21 | 南京拓控信息科技有限公司 | 一种用于车轮在线自动探伤检测装置的探头阵列 |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP63015827A patent/JPH01193643A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102788869A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-21 | 南京拓控信息科技有限公司 | 一种用于车轮在线自动探伤检测装置的探头阵列 |
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