JPH04314000A - Linear array ultrasonic wave probe - Google Patents

Linear array ultrasonic wave probe

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JPH04314000A
JPH04314000A JP3227955A JP22795591A JPH04314000A JP H04314000 A JPH04314000 A JP H04314000A JP 3227955 A JP3227955 A JP 3227955A JP 22795591 A JP22795591 A JP 22795591A JP H04314000 A JPH04314000 A JP H04314000A
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JP
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unit
linear array
probe
plate
probes
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Yukimichi Iizuka
幸理 飯塚
Hideya Tanabe
英也 田辺
Takao Miya
隆雄 宮
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Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PURPOSE:To simply check a wide range of a reagent at a high speed by uniformizing check sensitivity between unit probes in a linear array ultrasonic wave probe comprising plural unit probes. CONSTITUTION:A vibrator 25 integrated with each unit probe is made of a piezoelectric high polymer material. Since lateral vibration and shear vibration or the like are not almost caused in the piezoelectric high polymer material, the length of each unit probe is set long and the check area of the entire linear array ultrasonic wave probe 22 is set wide. Moreover, even when the thickness of the adhesives in existence to each of electrode plates 24, 26 and a matching layer 27 and between the matching layers 27 is fluctuated between the unit probes, the detection sensitivity between the unit probes is controlled almost constant.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、電子走査型超音波検査
装置を用いて、被検体の広い範囲を高速に走査できる、
複数の単位探触子を直線状に配列してなるリニアアレイ
超音波探触子に関する。
[Industrial Application Field] The present invention uses an electronic scanning ultrasonic inspection device to scan a wide range of a subject at high speed.
The present invention relates to a linear array ultrasonic probe formed by linearly arranging a plurality of unit probes.

【0002】0002

【従来の技術】超音波探触子を用いることによって鋼材
の欠陥探傷や板厚測定を簡単に実施することが可能であ
る。鋼材等の被検体が広い面積を有している場合には、
複数の単位探触子を直線状に配列してなるリニアアレイ
超音波探触子と電子走査型超音波検査装置を用いること
によって、被検体表面の広い範囲に対して高速に欠陥探
傷や板厚測定を実施できる。すなわち、リニアアレイ超
音波探触子の励振すべき単位探触子を電気的に順番に切
換えていくのみであるので、機械的に探触子を移動させ
ていく場合に比較して検査速度を大幅に上昇できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION By using an ultrasonic probe, it is possible to easily detect defects in steel materials and measure plate thickness. If the object to be inspected, such as steel, has a large area,
By using a linear array ultrasonic probe consisting of multiple unit probes arranged in a straight line and an electronic scanning ultrasonic inspection device, defects can be detected and plate thickness can be detected quickly over a wide range of the surface of the specimen. Can perform measurements. In other words, since the unit probes to be excited in the linear array ultrasonic probe are simply switched electrically in order, the inspection speed is lower than when the probes are moved mechanically. can rise significantly.

【0003】このリニアアレイ超音波探触子には、各単
位探触子の振動子を励振するタイミングを変えて各単位
探触子の振動子から出力される超音波を集束したり偏向
したりするために各振動子の長さを短く設定したリニア
アレイ超音波探触子と、広い範囲を走査するために各振
動子の長さを長く設定したリニアアレイ超音波探触子と
がある。
[0003] This linear array ultrasonic probe has a method that focuses or deflects the ultrasonic waves output from the transducer of each unit probe by changing the timing of excitation of the transducer of each unit probe. There are linear array ultrasonic probes in which the length of each transducer is set short in order to scan a wide range, and linear array ultrasonic probes in which the length of each transducer is set long in order to scan a wide range.

【0004】この単位探触子の振動子の長さを長く設定
したリニアアレイ超音波探触子は例えば図7に示すよう
に構成されている。すなわち、リニアアレイ超音波探触
子1は、複数の単位探触子2を直線状に配列して、各単
位探触子2相互間を例えば接着剤で接続したものである
A linear array ultrasonic probe in which the length of the transducer of the unit probe is set to be long is constructed as shown in FIG. 7, for example. That is, the linear array ultrasonic probe 1 has a plurality of unit probes 2 arranged in a straight line, and the unit probes 2 are connected to each other by, for example, adhesive.

【0005】各単位探触子2においては、鋼板等の被検
体3に当接される整合層4と背面層5との間に、両面が
電極板6,7によって挟まれた振動子8を介在させてい
る。そして、電子走査型超音波検査装置9から各単位探
触子2の各電極板6,7にそれぞれアース線10および
信号線11が接続されている。
In each unit probe 2, a vibrator 8 whose both sides are sandwiched between electrode plates 6 and 7 is placed between a matching layer 4 and a back layer 5 which are in contact with a test object 3 such as a steel plate. It is intervening. A ground wire 10 and a signal wire 11 are connected from the electronic scanning ultrasonic inspection device 9 to each electrode plate 6, 7 of each unit probe 2, respectively.

【0006】電子走査型超音波検査装置9内には、少な
くとも1個以上のパルス発生器および受信回路が組込ま
れており、リニアアレイ超音波探触子1を構成する各単
位探触子2の各電極板6,7に対して順番にパルス信号
を送出して、各振動子8から各超音波を被検体3内へ入
射させる。被検体3内の欠陥または底面で反射された各
超音波の各反射波は振動子8で受信されて電気信号に変
換されて電子走査型超音波検査装置9内の受信回路に入
力される。したがって、この受信回路によって、各受信
信号に含まれるエコーから各欠陥位置および底面位置を
確認する。
[0006] The electronic scanning ultrasonic inspection device 9 includes at least one pulse generator and a receiving circuit, and each unit probe 2 constituting the linear array ultrasonic probe 1 has a built-in pulse generator and a receiving circuit. A pulse signal is sent to each electrode plate 6, 7 in order, and each ultrasonic wave is made to enter the subject 3 from each vibrator 8. Each reflected wave of the ultrasonic waves reflected from a defect or the bottom surface of the object 3 is received by the transducer 8, converted into an electric signal, and input to a receiving circuit in the electronic scanning ultrasonic inspection apparatus 9. Therefore, this receiving circuit confirms each defect position and bottom surface position from the echo included in each received signal.

【0007】このように、リニアアレイ超音波探触子1
および電子走査型超音波検査装置9を用いることによっ
て、被検体3に取付けられたリニアアレイ超音波探触子
1の位置を移動させることなく、被検体3の広い範囲に
亘って欠陥の有無およびその位置と底面までの距離(板
厚)を短時間で測定することが可能となる。
In this way, the linear array ultrasonic probe 1
By using the electronic scanning ultrasonic inspection device 9, the presence or absence of defects and the presence or absence of defects can be detected over a wide range of the object 3 without moving the position of the linear array ultrasonic probe 1 attached to the object 3. It becomes possible to measure the position and the distance (plate thickness) to the bottom surface in a short time.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示したようなリニアアレイ超音波探触子1においてはま
だ解消すべき次のような問題がある。
However, the linear array ultrasonic probe 1 as shown in FIG. 7 still has the following problems to be solved.

【0009】すなわち、電子走査型超音波検査装置9で
もってリニアアレイ超音波探触子1を構成する各単位探
触子2に順番にパルス信号を印加してエコーを観察する
検査方法においては、リニアアレイ超音波探触子1を構
成する各単位探触子2は当然同一検出感度特性を有する
必要がある。
That is, in an inspection method in which a pulse signal is sequentially applied to each unit probe 2 constituting the linear array ultrasonic probe 1 using an electronic scanning ultrasonic inspection apparatus 9 and echoes are observed, Naturally, each unit probe 2 constituting the linear array ultrasonic probe 1 needs to have the same detection sensitivity characteristics.

【0010】しかし、図示するように、各単位探触子2
は、整合層4,電極板6,振動子8,電極板9,背面層
5とで構成されている。そして、これらを1個の単位探
触子2に組立てる場合は、整合層4および背面層5に各
電極6,7を固定するためにエポキシ系接着剤を用いて
いる。一方、一般に振動子8として圧電性セラミクスが
使用されている。この圧電性セラミクスの音響インピー
ダンスは、例えば30×106 Kg/m2 s程度で
ある。一方、エポキシ系接着剤の音響インピーダンスは
、例えば3.0×106 Kg/m2 s程度であり、
両者を比較すると、約l0倍の差がある。その結果、接
着層で超音波が反射し、送信又は受信された超音波波形
が乱れる。
However, as shown in the figure, each unit probe 2
is composed of a matching layer 4, an electrode plate 6, a vibrator 8, an electrode plate 9, and a back layer 5. When these are assembled into one unit probe 2, an epoxy adhesive is used to fix each electrode 6, 7 to the matching layer 4 and back layer 5. On the other hand, piezoelectric ceramics are generally used as the vibrator 8. The acoustic impedance of this piezoelectric ceramic is, for example, about 30×10 6 Kg/m 2 s. On the other hand, the acoustic impedance of epoxy adhesive is, for example, about 3.0×106 Kg/m2 s,
Comparing the two, there is a difference of about 10 times. As a result, the ultrasonic waves are reflected by the adhesive layer, and the transmitted or received ultrasonic waveform is disturbed.

【0011】したがって、各接着層が各単位探触子2に
与える影響を同一条件に合わせる必要がある。よって、
接着剤の厚みを全ての単位探触子2に亘って均一にかつ
薄く設定する必要がある。しかし、各単位探触子2にお
ける接着層の厚みを全部の単位探触子2に亘って均一に
することは製造技術上非常に困難である。その結果、各
単位探触子2の検出感度および周波数特性を一定値に制
御することが困難である。
Therefore, it is necessary to adjust the influence of each adhesive layer on each unit probe 2 to the same conditions. Therefore,
It is necessary to set the thickness of the adhesive to be uniform and thin over all unit probes 2. However, it is very difficult to make the thickness of the adhesive layer in each unit probe 2 uniform over all unit probes 2 due to manufacturing technology. As a result, it is difficult to control the detection sensitivity and frequency characteristics of each unit probe 2 to constant values.

【0012】このような不都合を解消するためには、単
位探触子の長さが短い型のリニアアレイ超音波探触子の
製造方法が有効である。すなわち、特開昭55−743
00号公報に示されている図8(a)のリニアアレイ超
音波探触子12である。
[0012] In order to eliminate such inconveniences, a method of manufacturing a linear array ultrasonic probe in which the unit probe length is short is effective. That is, JP-A-55-743
This is the linear array ultrasonic probe 12 shown in FIG. 8(a) shown in Japanese Patent No. 00.

【0013】このリニアアレイ超音波探触子12におい
ては、先ず、このリニアアレイ超音波探触子12の全体
の形状に等しい形状の背面層13と、この背面層13に
等しい形状の電極板14,圧電性セラミクス(振動子)
15,電極板16,整合層17とを前述した通常のエポ
キシ系接着剤を用いて組立てる。そして、エポキシ系接
着剤が凝固した後、整合層17から圧電性セラミクス(
振動子)15まで達する切込み18を入れて、図示する
ような単位探触子を形成する。
In this linear array ultrasonic probe 12, first, a back layer 13 having a shape equal to the overall shape of this linear array ultrasonic probe 12, and an electrode plate 14 having a shape equal to this back layer 13. , piezoelectric ceramics (vibrator)
15, electrode plate 16, and matching layer 17 are assembled using the above-mentioned ordinary epoxy adhesive. After the epoxy adhesive solidifies, piezoelectric ceramics (
A notch 18 reaching up to the transducer (vibrator) 15 is made to form a unit probe as shown.

【0014】このように構成された一体型のリニアアレ
イ超音波探触子12においては、エポキシ系接着剤を塗
る工程は1回であるので、均一の厚さに塗られていると
判断できる。したがって、切込み18にて分割された各
単位探触子におけるエポキシ系接着剤の厚みは全ての単
位探触子に亘って均一であると見なせる。よって、図7
に示したリニアアレイ超音波探触子1の問題点を解消で
きる。
In the integrated linear array ultrasonic probe 12 constructed as described above, the process of applying the epoxy adhesive is performed only once, so it can be determined that the epoxy adhesive is applied to a uniform thickness. Therefore, the thickness of the epoxy adhesive in each unit probe divided by the notch 18 can be considered to be uniform over all unit probes. Therefore, Figure 7
The problems of the linear array ultrasonic probe 1 shown in can be solved.

【0015】しかし、以上の図8(a)および図7に示
した各リニアアレイ超音波探触子1,12においては、
各単位探触子が矩形形状を有しているので、各振動子8
,15の振動方向が本来の厚み方向のみならず、水平方
向(横方向)にも振動したり、横方向へ滑り振動する。 したがって、この厚み方向以外の方向の振動が厚み方向
の振動に悪影響を及ぼすため超音波パルスの波数が増え
、時間分解能が悪くなり、超音波進行方向の欠陥の空間
分解能が低下する。
However, in each of the linear array ultrasonic probes 1 and 12 shown in FIGS. 8(a) and 7,
Since each unit probe has a rectangular shape, each transducer 8
, 15 vibrates not only in the original thickness direction, but also in the horizontal direction (lateral direction), or slides in the lateral direction. Therefore, vibrations in directions other than the thickness direction have an adverse effect on vibrations in the thickness direction, so the wave number of the ultrasonic pulse increases, the temporal resolution deteriorates, and the spatial resolution of defects in the direction of ultrasonic propagation decreases.

【0016】このような水平方向(横方向)の振動を抑
制する第1の方法は、探触子の配列方向に直交する方向
の振動子長さと、配列方向の長さと、厚さの比を最適な
値に選択することである。しかし、この場合、任意の周
波数にて任意の大きさを持つ探触子を製造することは困
難である。
The first method for suppressing such vibrations in the horizontal direction (lateral direction) is to increase the ratio of the length of the transducer in the direction perpendicular to the direction in which the probes are arranged, the length in the arrangement direction, and the thickness. The key is to select the optimal value. However, in this case, it is difficult to manufacture a probe having an arbitrary size at an arbitrary frequency.

【0017】そして、振動を抑制する第2の方法として
、図8(b)に示すようなリニアアレイ超音波探触子1
9が提唱されている(特開昭63−209634号公報
)。このリニアアレイ超音波探触子19においては、水
平方向の振動を抑制するために前述した各切込み18の
他に、各切込み18相互間に多数のサブ切込み21を刻
設している。しかし、図8(b)に示すように、多数の
切込み18,21を刻設するとリニアアレイ超音波探触
子19全体の構成が複雑になり、製造費が上昇するとと
もに、設計の自由度が制約される。
As a second method for suppressing vibration, a linear array ultrasonic probe 1 as shown in FIG. 8(b) is used.
9 has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-209634). In this linear array ultrasonic probe 19, in addition to the above-mentioned notches 18, a large number of sub-cuts 21 are formed between each notch 18 in order to suppress vibrations in the horizontal direction. However, as shown in FIG. 8(b), forming a large number of notches 18 and 21 complicates the overall configuration of the linear array ultrasonic probe 19, increases manufacturing costs, and reduces the degree of freedom in design. be restricted.

【0018】さらに、上述した一体型のリニアアレイ超
音波探触子において、現在時点で開発されている各単位
探触子の長さの最大値は約3mm程度である。各単位探
触子の長さが短いと、広い範囲を走査するためにはチャ
ンネル数(単位探触子数)を増加させる必要があるので
、リニアアレイ超音波探触子全体の構成が複雑化して、
製造費が大幅に増大する。
Furthermore, in the above-mentioned integrated linear array ultrasonic probe, the maximum length of each unit probe currently developed is about 3 mm. If the length of each unit probe is short, it is necessary to increase the number of channels (number of unit probes) in order to scan a wide range, which complicates the overall configuration of the linear array ultrasonic probe. hand,
Manufacturing costs will increase significantly.

【0019】また、新たにリニアアレイ超音波探触子を
製作する場合は、前述したように各単位探触子に寸法上
の制約がある他に、設計が複雑であり、開発費や開発期
間が長期化する懸念がある。
In addition, when manufacturing a new linear array ultrasonic probe, in addition to the dimensional restrictions on each unit probe as described above, the design is complicated, and the development cost and development period are There are concerns that the situation will be prolonged.

【0020】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、簡単な構成で各単位探触子の検査領域を拡
大でき、少ない単位探触子でもって被検体の広い領域を
検査でき、電子走査型超音波検査装置と組み合わせて少
ないチャンネル数でもって被検体の広い範囲を高速に走
査できるリニアアレイ超音波探触子を提供することを目
的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and it is possible to expand the inspection area of each unit probe with a simple configuration, and to inspect a wide area of the object with a small number of unit probes. An object of the present invention is to provide a linear array ultrasonic probe that can scan a wide range of a subject at high speed with a small number of channels when combined with an electronic scanning ultrasonic inspection device.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の複数の単位探触子を直線状に配列してなるリ
ニアアレイ超音波探触子は、圧電性高分子材料で形成さ
れた1枚の振動子板と、この振動子板の上面に直線状に
配列され、各単位探触子に対応する複数の電極板と、こ
の各電極板の上面を共通に覆う背面層と、振動子板の下
面に取付けられた1枚の共通電極板と、この共通電極板
の下面に取付けられた整合層とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, a linear array ultrasonic probe in which a plurality of unit probes of the present invention are arranged in a straight line is made of a piezoelectric polymer material. a single transducer plate; a plurality of electrode plates arranged linearly on the upper surface of the transducer plate and corresponding to each unit probe; and a back layer that commonly covers the upper surface of each electrode plate; This device includes one common electrode plate attached to the lower surface of the vibrator plate, and a matching layer attached to the lower surface of this common electrode plate.

【0022】また、別の発明においては、上述した発明
のリニアアレイ超音波探触子における各手段に加えて、
前記整合層の下面に高分子材料で形成された音響楔を取
付けている。
[0022] In another invention, in addition to each means in the linear array ultrasonic probe of the invention described above,
An acoustic wedge made of a polymeric material is attached to the lower surface of the matching layer.

【0023】さらに別の発明においては、リニアアレイ
超音波探触子を構成する各単位探触子が複数列に配列さ
れている。さらに、各列相互間で各単位探触子が単位探
触子間隔より少ない所定距離ずれて配列されている。そ
して、これを実現するために、圧電性高分子材料で形成
された1枚の振動子板と、各列相互間で単位探触子間隔
より少ない所定距離ずれて各列毎にそれぞれ直線状に振
動子板の上面に配列され、各単位探触子に対応する複数
の電極板と、この各電極板の上面を覆う背面層と、振動
子板の下面に取付けられた1枚の共通電極板と、この共
通電極板の下面に取付けられた整合層とを備えている。
In still another invention, the unit probes constituting the linear array ultrasonic probe are arranged in a plurality of rows. Furthermore, the unit probes are arranged with a predetermined distance offset from each other in each row, which is smaller than the interval between the unit probes. In order to achieve this, a single transducer plate made of a piezoelectric polymer material is used, and each row is shifted in a straight line by a predetermined distance less than the unit probe spacing between each row. A plurality of electrode plates arranged on the top surface of the transducer plate and corresponding to each unit probe, a back layer covering the top surface of each electrode plate, and one common electrode plate attached to the bottom surface of the transducer plate. and a matching layer attached to the lower surface of the common electrode plate.

【0024】さらに、他の発明においては、リニアアレ
イ超音波探触子を構成する各単位探触子を、圧電性高分
子材料で形成された振動子板と、この振動子板の上面に
貼付けられた第1の電極板と、この第1の電極板の上面
に貼付けられた背面層と、振動子板の下面に貼付けられ
た第2の電極板と、この第2の電極板の下面に貼付けら
れた整合層とで構成している。
Furthermore, in another invention, each unit probe constituting the linear array ultrasonic probe is attached to a transducer plate made of a piezoelectric polymer material and to the upper surface of the transducer plate. a first electrode plate attached to the oscillator plate; a back layer attached to the upper surface of the first electrode plate; a second electrode plate attached to the lower surface of the vibrator plate; It consists of an attached matching layer.

【0025】[0025]

【作用】このように構成されたリニアアレイ超音波探触
子においては、振動子として圧電性高分子材料を用いて
いる。この圧電性高分子材料の音響インピーダンスは約
4.51×106 Kg/m2 sであり、前述したエ
ポキシ系接着剤の音響インピーダンスとほぼ同程度であ
る。 したがって、各単位探触子相互間で接着剤層の厚みが多
少変動したとしても、各単位探触子に与える影響はほぼ
同一となる。すなわち、接着工程による各単位探触子相
互間の作業精度の変動を吸収できる。
[Operation] In the linear array ultrasonic probe constructed as described above, a piezoelectric polymer material is used as the vibrator. The acoustic impedance of this piezoelectric polymer material is approximately 4.51×10 6 Kg/m 2 s, which is approximately the same as the acoustic impedance of the epoxy adhesive described above. Therefore, even if the thickness of the adhesive layer varies somewhat between unit probes, the effect on each unit probe will be approximately the same. That is, it is possible to absorb variations in working accuracy between the unit probes due to the bonding process.

【0026】また、圧電性高分子材料は従来の圧電性セ
ラミックスに比べて弾性係数が小さいので、横方向の振
動やすべり振動等の不要振動はほとんど発生しない。よ
って、図8(b)に示したような多数の切込みを必要と
せず、各単位探触子を任意の形状に設定することが可能
である。そのため、広い検査領域をを有した単位探触子
を容易に実現できる。
Furthermore, since the piezoelectric polymer material has a smaller elastic modulus than conventional piezoelectric ceramics, unnecessary vibrations such as lateral vibrations and shear vibrations hardly occur. Therefore, it is possible to set each unit probe in an arbitrary shape without requiring a large number of cuts as shown in FIG. 8(b). Therefore, a unit probe with a wide inspection area can be easily realized.

【0027】また、前述したように圧電性高分子材料は
、本来の厚み方向の振動以外に、横方向の振動やすべり
振動等はほとんど発生しない。よって、横方向に隣接す
る単位探触子に影響をほとんど及ぼさないので、この圧
電性高分子材料で構成された振動子板を単位探触子毎に
分割することなく全部の単位探触子に亘って共通の1枚
の振動子板とすることが可能である。
Furthermore, as described above, piezoelectric polymer materials hardly generate lateral vibrations, shear vibrations, etc. other than the original vibrations in the thickness direction. Therefore, since it has almost no effect on the horizontally adjacent unit probes, the transducer plate made of this piezoelectric polymer material can be used for all unit probes without dividing it into individual unit probes. It is possible to use one common vibrator plate throughout.

【0028】その結果、この振動子板の被検体側に位置
する電極板および整合層を分割することなく1枚の電極
および整合層で形成できる。すなわち、製造費を低減で
きるとともに、単位探触子相互間の寸法精度等に起因す
る検出精度の変動を抑制できる。
As a result, the electrode plate and matching layer located on the subject side of this vibrator plate can be formed of one electrode and matching layer without being divided. That is, manufacturing costs can be reduced, and variations in detection accuracy caused by dimensional accuracy between unit probes can be suppressed.

【0029】また、リニアアレイ超音波探触子を構成す
る各単位探触子を複数列に配列するとともに、各列相互
間で各単位探触子を単位探触子間隔より少ない所定距離
だけずらせて配列している。
Furthermore, the unit probes constituting the linear array ultrasonic probe are arranged in a plurality of rows, and the unit probes are shifted between each row by a predetermined distance smaller than the unit probe spacing. are arranged.

【0030】各単位探触子1個が送信する超音波ビーム
は細いので、各超音波ビーム相互間の位置における欠陥
検出感度が低下する。そこで、一般に、複数の単位探触
子を同時励振するようにている。しかし、本発明におい
ては、上述したように、各単位探触子の位置を各列毎に
ずらせて複数列に亘って配列している。したがって、た
とえ同一タイミングで送信する超音波ビームを単位探触
子1個のみで形成しても、超音波ビーム相互間における
欠陥検出感度低下を他の列に配列された単位探触子でも
って補うことができる。よって、より少ない単位探触子
数でもってより広い範囲を探傷することが可能となる。
Since the ultrasonic beam transmitted by each unit probe is narrow, the defect detection sensitivity at the positions between the ultrasonic beams is reduced. Therefore, generally, a plurality of unit probes are excited simultaneously. However, in the present invention, as described above, the position of each unit probe is shifted for each row, and the probes are arranged in multiple rows. Therefore, even if the ultrasonic beams that are transmitted at the same timing are formed using only one unit probe, the decrease in defect detection sensitivity between the ultrasonic beams is compensated for by the unit probes arranged in other rows. be able to. Therefore, a wider range can be detected with a smaller number of unit probes.

【0031】[0031]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0032】図1は実施例のリニアアレイ超音波探触子
の概略構成を示す模式図である。この実施例のリニアア
レイ超音波探触子22は直線状に配列された32個の単
位探触子で構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the general configuration of a linear array ultrasonic probe according to an embodiment. The linear array ultrasonic probe 22 of this embodiment is composed of 32 unit probes arranged in a straight line.

【0033】図1において、各単位探触子の幅は6mm
で長さは4mmである。したがって、全体の大きさは6
mm×128mmの形状を有する。そして、下面が被検
体3に当接される整合層27の上面に、例えばエポキシ
系接着剤によって、1枚の共通電極板26が貼付けられ
ている。 共通電極板26の上側に、この共通電極板26を覆うよ
うに1枚の振動子板25が取付けられている。この振動
子板25は、例えばP(VDF−TrFE)等で代表さ
れる圧電性高分子材料で形成されている。
In FIG. 1, the width of each unit probe is 6 mm.
The length is 4 mm. Therefore, the total size is 6
It has a shape of mm x 128 mm. A single common electrode plate 26 is attached to the upper surface of the matching layer 27, the lower surface of which is in contact with the subject 3, using, for example, an epoxy adhesive. One vibrator plate 25 is attached above the common electrode plate 26 so as to cover the common electrode plate 26. The vibrator plate 25 is made of a piezoelectric polymer material represented by, for example, P (VDF-TrFE).

【0034】そして、振動子板25の上面に、直線状に
微小間隔を開けて各単位探触子に対応する32枚の電極
板24が例えばエポキシ系接着剤によって貼付けられて
いる。各電極板24は、銅板で形成され、幅6mmで長
さは4mmの形状を有する。32枚の各電極板24の上
面を共通に覆うように背面層23が取付けられている。 背面層23は例えばベークライトで形成され、厚みは、
このリニアアレイ探触子22で使用される超音波の波長
λの1/4である。
Thirty-two electrode plates 24 corresponding to each unit probe are attached linearly to the upper surface of the vibrator plate 25 at minute intervals using, for example, an epoxy adhesive. Each electrode plate 24 is made of a copper plate and has a shape of 6 mm in width and 4 mm in length. A back layer 23 is attached so as to commonly cover the upper surface of each of the 32 electrode plates 24. The back layer 23 is made of Bakelite, for example, and has a thickness of:
This is 1/4 of the wavelength λ of the ultrasonic waves used in this linear array probe 22.

【0035】図2は、このリニアアレイ超音波探触子2
2および電子走査型超音波検査装置28を用いて例えば
鋼板等の被検体3に存在する欠陥を検出する場合におけ
る電子走査型超音波検査装置28の概略構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 shows this linear array ultrasonic probe 2.
2 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic scanning ultrasonic inspection device 28 in the case of detecting a defect present in an object 3 such as a steel plate using the electronic scanning ultrasonic inspection device 2 and the electronic scanning ultrasonic inspection device 28. FIG.

【0036】この電子走査型超音波検査装置28内には
32台のパルス発生器29と、受信回路としての32台
の増幅器30および32台の検波器31が組込まれてい
る。そして、1番から32番までの各チャンネルが図1
のリニアアレイ超音波探触子22の各単位探触子32個
々に接続されている。走査チャンネル制御装置33は、
同時に励振する複数のチャンネルを選択して、パルス発
生器制御回路34を介して該当する選択した各パルス発
生器29へ駆動信号を送出する。選択された各パルス発
生器29は駆動信号に基づきパルス信号を出力する。
This electronic scanning ultrasonic inspection apparatus 28 includes 32 pulse generators 29, 32 amplifiers 30 and 32 detectors 31 as receiving circuits. Each channel from number 1 to number 32 is shown in Figure 1.
Each unit probe 32 of the linear array ultrasonic probe 22 is individually connected. The scanning channel control device 33 is
A plurality of channels to be excited simultaneously are selected and a drive signal is sent to each corresponding selected pulse generator 29 via the pulse generator control circuit 34. Each selected pulse generator 29 outputs a pulse signal based on the drive signal.

【0037】パルス発生器29から出力されたパルス信
号はリニアアレイ超音波探触子22の該当チャンネルの
単位探触子32における電極板24と共通電極板26と
の間に印加される。その結果、振動子板25の該当電極
板24と共通電極板26とに挟持された部分が振動して
、パルス状の超音波が発生して、整合層27を介して被
検体3へ入射される。被検体3内へ入射されたパルス状
の超音波は内部または表面に存在する欠陥で反射されて
エコーとして振動子板25にて受信されて電気信号に変
換され、電子走査型超音波検査装置28内の該当するチ
ャンネルの増幅器30へ入力される。
The pulse signal output from the pulse generator 29 is applied between the electrode plate 24 and the common electrode plate 26 in the unit probe 32 of the corresponding channel of the linear array ultrasonic probe 22. As a result, the portion of the transducer plate 25 sandwiched between the corresponding electrode plate 24 and the common electrode plate 26 vibrates, generating pulsed ultrasonic waves, which are incident on the subject 3 via the matching layer 27. Ru. The pulsed ultrasonic waves incident into the object 3 are reflected by defects existing inside or on the surface, are received as echoes by the transducer plate 25, and are converted into electrical signals, which are then transmitted to the electronic scanning ultrasonic inspection device 28. The signal is input to the amplifier 30 of the corresponding channel.

【0038】増幅器30で信号増幅された受信信号は次
の検波器31で包絡線検波される。包絡線検波信号は受
信波合成器35へ入力される。受信波合成器35は先に
走査チャンネル制御部33から指定された各チャンネル
の検波器31から出力された包絡線検波信号の各検波波
形、すなわち、欠陥に対応する各エコー波形を信号合成
して受信波表示部36へ送出する。例えばCRT表示装
置等からなる受信波表示器36は入力した欠陥に起因す
る各エコー波形を表示する。次に3個の単位探触子32
を同時励振しかつ同時受信する場合を例にして、走査チ
ャンネル制御部33の制御手順を説明する。
The received signal amplified by the amplifier 30 is envelope-detected by the next detector 31. The envelope detection signal is input to the received wave synthesizer 35. The received wave synthesizer 35 first synthesizes each detected waveform of the envelope detection signal output from the detector 31 of each channel specified by the scanning channel control unit 33, that is, each echo waveform corresponding to a defect. It is sent to the received wave display section 36. A received wave display 36 made of, for example, a CRT display device displays each echo waveform caused by the input defect. Next, three unit probes 32
The control procedure of the scanning channel control section 33 will be explained using an example of simultaneous excitation and simultaneous reception.

【0039】まず、1番から3番までの3個のパルス発
生器29を選択して、リニアアレイ超音波探触子22の
1番目の単位探触子32から3番目の単位探触子32ま
での3個の単位探触子32から同一タイミングでパルス
状の超音波を出力させる。そして、受信波合成器35は
1番目の検波器31から3番目の検波器31までの3個
の検波器31から出力された各エコーを合成して受信波
表示部36に表示する。以上が1回目の超音波の送受信
処理である。
First, the three pulse generators 29 numbered 1 to 3 are selected, and the first unit probe 32 to the third unit probe 32 of the linear array ultrasonic probe 22 are selected. Pulsed ultrasonic waves are output from the three unit probes 32 at the same timing. Then, the received wave combiner 35 combines the echoes output from the three detectors 31 from the first detector 31 to the third detector 31, and displays the synthesized echo on the received wave display section 36. The above is the first ultrasonic transmission/reception process.

【0040】次に、2番から4番の3個のパルス発生器
29を選択して、リニアアレイ超音波探触子22の2番
目の単位探触子32から4番目の単位探触子32までの
3個の単位探触子33から同一タイミングでパルス状の
超音波を出力させる。そして、受信波合成器35は2番
目の検波器31から4番目の検波器31までの3個の検
波器31から出力された各エコーを合成して受信波表示
部36に表示する。以上が2回目の超音波の送受信処理
である。
Next, the three pulse generators 29 numbered 2 to 4 are selected, and the second unit probe 32 to the fourth unit probe 32 of the linear array ultrasonic probe 22 are selected. Pulsed ultrasonic waves are output from the three unit probes 33 at the same timing. Then, the received wave combiner 35 combines the echoes output from the three detectors 31 from the second detector 31 to the fourth detector 31, and displays the result on the received wave display section 36. The above is the second ultrasound transmission/reception process.

【0041】このように3チャンネルを同時に使用しな
がら、1チャンネルずつずらしてチャンネルを選択する
。この結果、32チャンネルを使用して、全部で30走
査ライン分の出力が受信波表示部36に表示される。
In this way, while using three channels simultaneously, the channels are selected by shifting one channel at a time. As a result, the output for a total of 30 scanning lines is displayed on the received wave display section 36 using 32 channels.

【0042】ここで、3個の単位探触子32を同時励振
および同時受信する理由を説明する。すなわち、1個の
単位探触子32が送信する超音波ビームは細いので、各
超音波ビーム相互間の位置における欠陥検出感度が低下
し、欠陥を見逃す可能性がある。また、数個以上の単位
探触子32を同時励振すると、超音波ビームを形成する
振動面積が広くなってしまうために、欠陥発生位置検出
精度が低下し、探傷に適した超音波ビームが形成できな
い。
The reason why the three unit probes 32 are simultaneously excited and received will now be explained. That is, since the ultrasonic beam transmitted by one unit probe 32 is thin, the defect detection sensitivity at the positions between the ultrasonic beams decreases, and there is a possibility that defects may be overlooked. In addition, when several or more unit probes 32 are excited simultaneously, the vibration area that forms the ultrasonic beam becomes wider, which reduces the accuracy of detecting the defect location and forms an ultrasonic beam suitable for flaw detection. Can not.

【0043】なお、単位探触子相互間の距離を短くすれ
ば、数個以上の単位探触子32を同時励振しても適切な
超音波ビームを形成できるが、全体の単位探触子数が等
しい場合、リニアアレイ超音波探触子22の全体の幅が
狭くなってしまうので、一度に広い面積を探傷すること
ができない。よって、同時励振および同時受信して1本
の超音波ビームを形成する単位探触子32の個数は2〜
4が最適である。
Note that if the distance between the unit probes is shortened, an appropriate ultrasonic beam can be formed even when several or more unit probes 32 are excited simultaneously, but the total number of unit probes If they are equal, the overall width of the linear array ultrasonic probe 22 becomes narrow, making it impossible to detect defects over a wide area at once. Therefore, the number of unit probes 32 that simultaneously excite and simultaneously receive to form one ultrasonic beam is 2 to 2.
4 is optimal.

【0044】図3(a)は外径219.1 mm,肉厚
8.2 mmの鋼管37に対して、管軸に平行にかつ図
3(b)に示すように超音波屈折角度が45°になるよ
うに、アクリル等の高分子材料で形成された音響楔38
を介して、リニアアレイ超音波探触子22を外周面に取
付けて、この鋼管37の探傷を実施した場合を示す斜視
図である。なお、音響楔38の角度θはスネルの法則か
ら次式で求められる。 θ=sin−1(sin 45°/3230×2730
)(但し、3230は鋼管中横波音速、2730はアク
リル中の縦波音速である。単位:m/s)
FIG. 3(a) shows a steel pipe 37 with an outer diameter of 219.1 mm and a wall thickness of 8.2 mm, parallel to the tube axis and with an ultrasonic refraction angle of 45 mm as shown in FIG. 3(b). Acoustic wedge 38 made of polymeric material such as acrylic so that
FIG. 3 is a perspective view showing a case where a linear array ultrasonic probe 22 is attached to the outer circumferential surface of the steel pipe 37 to perform flaw detection. Incidentally, the angle θ of the acoustic wedge 38 is determined by the following equation from Snell's law. θ=sin-1(sin 45°/3230×2730
) (However, 3230 is the sound velocity of transverse waves in steel pipes, and 2730 is the sound velocity of longitudinal waves in acrylic. Unit: m/s)

【0045】
走査ラインの切換時間は250 μsec に設定して
いる。したがって、30本ある全部の走査ラインに対す
る測定処理に要する時間は7.5 msec である。 そして、鋼管37に故意に外径3.2 mmの貫通孔を
穿設して、この貫通孔を実施例のリニアアレイ超音波探
触子22および電子走査型超音波検査装置28を用いて
探傷した結果を図4に示す。
[0045]
The scanning line switching time is set to 250 μsec. Therefore, the time required for measurement processing for all 30 scanning lines is 7.5 msec. Then, a through hole with an outer diameter of 3.2 mm was intentionally made in the steel pipe 37, and this through hole was inspected using the linear array ultrasonic probe 22 and the electronic scanning ultrasonic inspection device 28 of the embodiment. The results are shown in Figure 4.

【0046】図4は、リニアアレイ探触子22を管軸方
向に移動させて、各走査線の検出感度を測定した図であ
る。リニアアレイ超音波探触子22の全体の検出感度は
このリニアアレイ超音波探触子22を構成する1番から
32番までの各単位探触子32の包絡線特性となる。そ
して、この包絡線特性における最高値と最小値との差は
最大3dBである。この3dBの差は全体の検出感度に
比較すると、ほぼ無視できる値であるので、実施例のリ
ニアアレイ超音波探触子22を用いることによって、鋼
管37の管軸方向の128mmの範囲を7.5 mse
c という高速で探傷できる。図5は本発明の他の実施
例に係わるリニアアレイ超音波探触子を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a diagram in which the linear array probe 22 was moved in the tube axis direction and the detection sensitivity of each scanning line was measured. The overall detection sensitivity of the linear array ultrasonic probe 22 is the envelope characteristic of each unit probe 32 from No. 1 to No. 32 constituting the linear array ultrasonic probe 22. The difference between the highest value and the lowest value in this envelope characteristic is 3 dB at maximum. This 3 dB difference is almost negligible when compared to the overall detection sensitivity, so by using the linear array ultrasonic probe 22 of the embodiment, a range of 128 mm in the pipe axis direction of the steel pipe 37 can be detected by 7 dB. 5 mse
Flaw detection can be performed at a high speed of c. FIG. 5 is a perspective view showing a linear array ultrasound probe according to another embodiment of the present invention.

【0047】この実施例のリニアアレイ超音波探触子4
0は、2列に亘って直線状に配列された合計32個の単
位探触子41で構成されている。各単位探触子41は1
0mm×10mmの大きさを有しており、また、1列に
16個の単位探触子41が配列されているので、リニア
アレイ超音波探触子40全体の幅は160mmである。 そして、図示するように、17番から32番までの2列
目の各単位単位探触子41は、1番から16番までの1
列目の各単位探触子41に比較して、単位探触子間隔の
半分の距離である5mmずつずれて配列されている。
Linear array ultrasonic probe 4 of this embodiment
0 is composed of a total of 32 unit probes 41 arranged linearly in two rows. Each unit probe 41 is 1
It has a size of 0 mm x 10 mm, and since 16 unit probes 41 are arranged in one row, the width of the entire linear array ultrasonic probe 40 is 160 mm. As shown in the figure, each unit probe 41 in the second row from No. 17 to No. 32 is connected to one from No. 1 to No. 16.
Compared to each unit probe 41 in the row, the array is shifted by 5 mm, which is half the distance between the unit probes.

【0048】そして、リニアアレイ超音波探触子40全
体の形状に等しい形状を有した1枚の前述したP(VD
F−TrFE)の圧電高分子材料で形成された振動子板
42の下面に同一形状を有した1枚の共通電極板43が
貼付けられている。さらに、この共通電極板43の下面
に同一形状を有した整合層44が貼付られている。一方
、振動板42の上面には、各単位探触子41に対応する
32枚の電極板45が取付けられている。そして、各電
極板45の上面にベークライトからなる背面層46が貼
付られている。
[0048] Then, one sheet of the above-mentioned P(VD
A single common electrode plate 43 having the same shape is attached to the lower surface of a vibrator plate 42 made of a piezoelectric polymer material (F-TrFE). Furthermore, a matching layer 44 having the same shape is attached to the lower surface of this common electrode plate 43. On the other hand, 32 electrode plates 45 corresponding to each unit probe 41 are attached to the upper surface of the diaphragm 42. A back layer 46 made of Bakelite is attached to the upper surface of each electrode plate 45.

【0049】なお、製造過程においては、先ず、各電極
板45および各背面層46を1枚の板に形成する。次に
、エッチング処理でもって、電極板45に切込み47を
形成することによって、電極板45を32枚に分割した
後、この電極板45の下面と振動子板42の上面とを貼
合わせて、各単位探触子41を形成する。
In the manufacturing process, first, each electrode plate 45 and each back layer 46 are formed into one plate. Next, the electrode plate 45 is divided into 32 pieces by forming notches 47 in the electrode plate 45 through an etching process, and then the lower surface of the electrode plate 45 and the upper surface of the vibrator plate 42 are bonded together. Each unit probe 41 is formed.

【0050】このようなリニアアレイ超音波探触子40
を用いて、被検体に対して探傷を行う場合、超音波ビー
ムは1個の単位探触子41でもって形成する。すなわち
、超音波ビームは10mm×10mmの単一型超音波探
触子から送信される超音波ビームに等しい。電子走査は
、送受信する探触子を1個ずつ電気的に切り換えながら
行う。初めに、図5の1番の単位探触子41を用いて超
音波の送受信を行うことによって探傷する。
[0050] Such a linear array ultrasonic probe 40
When performing flaw detection on a test object using the ultrasonic beam, the ultrasonic beam is formed by one unit probe 41. That is, the ultrasonic beam is equivalent to an ultrasonic beam transmitted from a single type ultrasonic probe measuring 10 mm x 10 mm. Electronic scanning is performed while electrically switching between transmitting and receiving probes one by one. First, flaw detection is performed by transmitting and receiving ultrasonic waves using the unit probe 41 shown in FIG.

【0051】次に、2番,3番,…,16番,17番,
…,31番,32番と、超音波を送受信する単位探触子
41を順番に切り換えていって探傷する。したがって、
超音波ビーム数は全部で32本となる。走査ラインの切
換時間を250μsに設定したので、32個全部の単位
探触子41を用いての測定処理に要する時間は約8ms
である。
[0051] Next, No. 2, No. 3, ..., No. 16, No. 17,
..., No. 31, and No. 32, the unit probes 41 that transmit and receive ultrasonic waves are switched in order for flaw detection. therefore,
The number of ultrasonic beams is 32 in total. Since the scanning line switching time was set to 250 μs, the time required for measurement processing using all 32 unit probes 41 was approximately 8 ms.
It is.

【0052】図6は、図5に示したリニアアレイ超音波
探触子40を用いて、厚さ25mmの被検体としての鋼
板48を垂直探傷したときの、リニアアレイ超音波探触
子40の配置方向(電子走査方向)と、機械走査方向と
の関係を示す図である。
FIG. 6 shows the vertical flaw detection of the linear array ultrasonic probe 40 shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the arrangement direction (electronic scanning direction) and the mechanical scanning direction.

【0053】一般に、このような配置において、例えば
1列目の各単位探触子41のみで探傷を実施すると、隣
接する各単位探触子41の超音波ビーム相互間の間に位
置する部分の探傷感度が低下して、欠陥が発見できない
場合が発生する。そこで、実施例のリニアアレイ超音波
探触子のように、2列に単位探触子41をその位置を単
位探触子の半分幅ずつずらせて配列することにより、1
列目の測定で見逃した欠陥を2列目の測定において確実
に検出することができる。
Generally, in such an arrangement, if flaw detection is performed only with each unit probe 41 in the first row, for example, the portion located between the ultrasonic beams of adjacent unit probes 41 will be damaged. There are cases where flaw detection sensitivity decreases and defects cannot be detected. Therefore, like the linear array ultrasonic probe of the embodiment, by arranging the unit probes 41 in two rows with their positions shifted by half the width of the unit probes, 1
Defects missed in the measurement of the first row can be reliably detected in the second row of measurements.

【0054】このように、図5に示すリニアアレイ超音
波探触子40においては、たとえ超音波ビームを1個の
単位探触子41で形成したとしても、欠陥を見逃すこと
なく確実に検出できる。よって、少ないチャンネル数で
広い範囲を探傷できる。
In this way, in the linear array ultrasonic probe 40 shown in FIG. 5, even if the ultrasonic beam is formed by one unit probe 41, defects can be reliably detected without being overlooked. . Therefore, a wide range can be detected with a small number of channels.

【0055】このように、本発明のリニアアレイ超音波
探触子22,40においては、各単位探触子32,41
の各振動子として整合層27,44と同一形状を有した
圧電性高分子材料で形成された1枚の振動子板25,4
2を用いている。前述したように、圧電性高分子材料は
従来の圧電性セラミックスに比べて弾性係数が小さいの
で、横方向の振動やすべり振動等の不要振動はほとんど
発生しない。よって、図8(b)に示したような多数の
切込みを必要としないので、各単位探触子32,41を
任意の形状に設定することが可能である。そのため、広
い検査領域を有したリニアアレイ超音波探触子22,4
0を容易に実現できる。特に、図5に示したような多少
複雑な2列構成のリニアアレイ超音波探触子40であっ
ても容易に製造できる。
As described above, in the linear array ultrasonic probes 22, 40 of the present invention, each unit probe 32, 41
As each vibrator, one vibrator plate 25, 4 made of a piezoelectric polymer material and having the same shape as the matching layers 27, 44 is used.
2 is used. As mentioned above, piezoelectric polymer materials have a smaller elastic modulus than conventional piezoelectric ceramics, so unnecessary vibrations such as lateral vibrations and shear vibrations hardly occur. Therefore, since there is no need for a large number of cuts as shown in FIG. 8(b), it is possible to set each unit probe 32, 41 in an arbitrary shape. Therefore, the linear array ultrasonic probes 22, 4 with a wide inspection area
0 can be easily achieved. In particular, even a linear array ultrasonic probe 40 having a somewhat complicated two-row configuration as shown in FIG. 5 can be easily manufactured.

【0056】さらに、振動子板25,42、共通電極板
26,43および整合層27,44をそれぞれ1枚の板
または層で構成しているので、製造工程が簡素化され、
図7および図8に示す従来の各リニアアレイ超音波探触
子1,12,19に比較して、製造費を大幅に低減でき
る。
Furthermore, since the vibrator plates 25 and 42, the common electrode plates 26 and 43, and the matching layers 27 and 44 are each composed of one plate or layer, the manufacturing process is simplified;
Compared to the conventional linear array ultrasonic probes 1, 12, and 19 shown in FIGS. 7 and 8, manufacturing costs can be significantly reduced.

【0057】また、圧電性高分子材料の音響インピーダ
ンスは、各電極板24,45と背面層23,46との間
および共通電極板26,43と整合層27,44との間
に介挿されたエポキシ系接着剤の音響インピーダンスに
比較しそんなに大きく離れていない。したがって、たと
え各単位探触子32,41相互間で前記エポキシ系接着
剤の接着剤層の厚みが多少変動したとしても、各単位探
触子32,41に与える影響はほぼ同一となる。すなわ
ち、このリニアアレイ超音波探触子22,40を製造す
る場合における接着工程による各単位探触子32,41
相互間の作業精度の変動を吸収できる。よって、製造作
業能率を向上できる。
[0057] The acoustic impedance of the piezoelectric polymer material is determined by interposing the piezoelectric polymer material between each electrode plate 24, 45 and the back layer 23, 46 and between the common electrode plate 26, 43 and the matching layer 27, 44. Compared to the acoustic impedance of epoxy adhesive, the difference is not that great. Therefore, even if the thickness of the adhesive layer of the epoxy adhesive varies somewhat between the unit probes 32, 41, the effect on each unit probe 32, 41 will be substantially the same. That is, when manufacturing the linear array ultrasonic probes 22, 40, each unit probe 32, 41 is removed by the bonding process.
It is possible to absorb variations in work accuracy between each other. Therefore, manufacturing efficiency can be improved.

【0058】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例においては、単位探触子32の
振動子としてP(VDF−TrFE)の圧電性高分子材
料を用いたが、他の種類の圧電性高分子材料であっても
よい。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the embodiment, a P(VDF-TrFE) piezoelectric polymer material is used as the vibrator of the unit probe 32, but other types of piezoelectric polymer materials may be used.

【0059】また、実施例においては、各単位探触子3
2に分割する手法として、背面層23上に接着する電極
板24を32枚に分割したが、例えば図7に示すように
、32個の各単位探触子32を、下から整合層,第2の
電極板,圧電性高分子材料からなる振動子板,第1の電
極,背面層と順番に積層していって、それぞれ独立して
製造して、後からそれらを直線状に配列してもよい。 また、図5のリニアアレイ超音波探触子40における各
単位探触子41の配列数も2列に限定されるものではな
く、3列またはそれ以上であってもよい。
In addition, in the embodiment, each unit probe 3
As a method of dividing the electrode plate 24 into 2 pieces, the electrode plate 24 to be adhered on the back layer 23 was divided into 32 pieces. For example, as shown in FIG. The second electrode plate, the vibrator plate made of piezoelectric polymer material, the first electrode, and the back layer are laminated in order, and each is manufactured independently, and later they are arranged in a linear manner. Good too. Further, the number of arrays of each unit probe 41 in the linear array ultrasound probe 40 of FIG. 5 is not limited to two rows, but may be three or more rows.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各単位探触子を構成する振動子を圧電性高分子材料で構
成している。この圧電性高分子材料は横方向の振動やす
べり振動等がほとんど発生しないので、各単位探触子の
長さを長く設定可能となり、リニアアレイ超音波探触子
全体の検査領域を広く設定できる。その結果、電子走査
型超音波検査装置と組合わせることによって、少ないチ
ャンネル数でも被検体の広い範囲を高速で検査すること
が可能となり、試験作業能率を大幅に向上できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
The vibrator making up each unit probe is made of piezoelectric polymer material. Since this piezoelectric polymer material hardly generates lateral vibrations or shear vibrations, it is possible to set the length of each unit probe longer, and the inspection area of the entire linear array ultrasonic probe can be set wider. . As a result, by combining it with an electronic scanning ultrasonic inspection device, it becomes possible to inspect a wide range of the object at high speed even with a small number of channels, and the efficiency of testing work can be greatly improved.

【0061】また、各電極板と整合層および整合層との
間に存在する接着剤の厚みが単位探触子相互間で変動が
あったとしても単位探触子相互間の検出感度をほぼ一定
に制御できる。よって、リニアアレイ超音波探触子全体
の検出精度を向上できる。
Furthermore, even if the thickness of the adhesive present between each electrode plate and the matching layer varies between unit probes, the detection sensitivity between the unit probes remains almost constant. can be controlled. Therefore, the detection accuracy of the entire linear array ultrasonic probe can be improved.

【0062】さらに、整合層に高分子材料の音響楔を取
付けても、音響楔と整合層との境界面で超音波が反射減
衰したり、波形が変形することはないので、容易に斜角
超音波探触子を構成することができる。
Furthermore, even if an acoustic wedge made of a polymeric material is attached to the matching layer, the ultrasonic wave will not be reflected attenuated or the waveform will be deformed at the interface between the acoustic wedge and the matching layer, so it will not be easy to change the beveled angle. An ultrasonic probe can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】  本発明の一実施例に係わるリニアアレイ超
音波探触子の概略構成図、
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a linear array ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention,

【図2】  実施例超音波探触子を用いた電子走査型超
音波検査装置の概略構成を示すブロック図、
[Fig. 2] A block diagram showing a schematic configuration of an electronic scanning ultrasonic inspection device using an example ultrasonic probe.

【図3】 
 同実施例超音波探触子を用いて鋼管を探傷する場合の
超音波探触子の取付け状態を示す図、
[Figure 3]
A diagram showing the installation state of the ultrasonic probe when testing a steel pipe using the same embodiment ultrasonic probe,

【図4】  同鋼
管を探傷した場合の感度特性図、
[Figure 4] Sensitivity characteristic diagram when testing the same steel pipe,

【図5】  本発明の
他の実施例に係わるリニアアレイ超音波探触子の概略構
成図、
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a linear array ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention,

【図6】  同実施例超音波探触子を用いて鋼板を探傷
する場合の超音波探触子の取付け状態を示す図、
[Fig. 6] A diagram showing the installation state of the ultrasonic probe when testing a steel plate using the same example ultrasonic probe,

【図7
】  従来のリニアアレイ超音波探触子の概略構成図、
[Figure 7
] Schematic diagram of a conventional linear array ultrasonic probe,

【図8】  従来の他のリニアアレイ超音波探触子の概
略構成図。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of another conventional linear array ultrasound probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…被検体、22,40…リニアアレイ超音波探触子、
23,46…背面層、24,45…電極板、25,42
…振動子板、26,43…共通電極、27,44…整合
層、28…電子走査型超音波検査装置、29…パルス発
生器、30…増幅器、31…検波器、32,41…単位
探触子、33…走査チャンネル制御部、37…鋼管、3
8…音響楔、48…鋼板。
3...Object, 22,40...Linear array ultrasound probe,
23, 46... Back layer, 24, 45... Electrode plate, 25, 42
... Vibrator plate, 26, 43... Common electrode, 27, 44... Matching layer, 28... Electronic scanning ultrasonic inspection device, 29... Pulse generator, 30... Amplifier, 31... Detector, 32, 41... Unit detector Tentacle, 33...Scanning channel control section, 37...Steel pipe, 3
8...acoustic wedge, 48...steel plate.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  複数の単位探触子を直線状に配列して
なるリニアアレイ超音波探触子において、圧電性高分子
材料で形成された1枚の振動子板と、この振動子板の上
面に直線状に配列され、前記各単位探触子に対応する複
数の電極板と、この各電極板の上面を共通に覆う背面層
と、前記振動子板の下面に取付けられた1枚の共通電極
板と、この共通電極板の下面に取付けられた整合層とを
備えたことを特徴とするリニアアレイ超音波探触子。
Claim 1: A linear array ultrasonic probe in which a plurality of unit probes are arranged in a straight line, comprising one transducer plate made of a piezoelectric polymer material, and a transducer plate made of a piezoelectric polymer material. A plurality of electrode plates arranged linearly on the upper surface and corresponding to each of the unit probes, a back layer that commonly covers the upper surface of each of the electrode plates, and a single electrode plate attached to the lower surface of the transducer plate. A linear array ultrasonic probe comprising a common electrode plate and a matching layer attached to the lower surface of the common electrode plate.
【請求項2】  複数の単位探触子を直線状に配列して
なるリニアアレイ超音波探触子において、圧電性高分子
材料で形成された1枚の振動子板と、この振動子板の上
面に直線状に配列され、前記各単位探触子に対応する複
数の電極板と、この各電極板の上面を共通に覆う背面層
と、前記振動子板の下面に取付けられた1枚の共通電極
板と、この共通電極板の下面に取付けられた整合層と、
この整合層の下面に取付けられた高分子材料で形成され
た音響楔とを備えたことを特徴とするリニアアレイ超音
波探触子。
2. A linear array ultrasonic probe in which a plurality of unit probes are arranged in a straight line, comprising one transducer plate made of a piezoelectric polymer material, and a transducer plate made of a piezoelectric polymer material. A plurality of electrode plates arranged linearly on the upper surface and corresponding to each of the unit probes, a back layer that commonly covers the upper surface of each of the electrode plates, and a single electrode plate attached to the lower surface of the transducer plate. a common electrode plate; a matching layer attached to the lower surface of the common electrode plate;
A linear array ultrasonic probe comprising an acoustic wedge formed of a polymeric material attached to the lower surface of the matching layer.
【請求項3】  複数の単位探触子を複数列に配列して
なるリニアアレイ超音波探触子であって、圧電性高分子
材料で形成された1枚の振動子板と、前記各列相互間で
単位探触子間隔より少ない所定距離ずれて各列毎にそれ
ぞれ直線状に前記振動子板の上面に配列され、前記各単
位探触子に対応する複数の電極板と、この各電極板の上
面を覆う背面層と、前記振動子板の下面に取付けられた
1枚の共通電極板と、この共通電極板の下面に取付けら
れた整合層とを備えたことを特徴とするリニアアレイ超
音波探触子。
3. A linear array ultrasonic probe comprising a plurality of unit probes arranged in a plurality of rows, the transducer plate comprising one transducer plate made of a piezoelectric polymer material, and each of the rows. a plurality of electrode plates arranged linearly on the upper surface of the transducer plate in each row with a predetermined distance smaller than the unit probe spacing between each other, and corresponding to each of the unit probes; A linear array comprising: a back layer covering the upper surface of the plate; a common electrode plate attached to the lower surface of the vibrator plate; and a matching layer attached to the lower surface of the common electrode plate. Ultrasonic probe.
【請求項4】  複数の単位探触子を直線状に配列して
なるリニアアレイ超音波探触子において、各単位探触子
は、圧電性高分子材料で形成された振動子板と、この振
動子板の上面に貼付けられた第1の電極板と、この第1
の電極板の上面に貼付けられた背面層と、前記振動子板
の下面に貼付けられた第2の電極板と、この第2の電極
板の下面に貼付けられた整合層とで構成されたことを特
徴とするリニアアレイ超音波探触子。
4. In a linear array ultrasonic probe in which a plurality of unit probes are arranged in a straight line, each unit probe includes a transducer plate made of a piezoelectric polymer material and a transducer plate made of a piezoelectric polymer material; a first electrode plate attached to the top surface of the vibrator plate;
a back layer attached to the upper surface of the electrode plate; a second electrode plate attached to the lower surface of the vibrator plate; and a matching layer attached to the lower surface of the second electrode plate. A linear array ultrasonic probe featuring:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930230A (en) * 1982-08-12 1984-02-17 Sony Corp Metallic thin film type magnetic recording medium
JPS61103399A (en) * 1984-10-27 1986-05-21 Terumo Corp Ultrasonic probe and its manufacture
JPH02208557A (en) * 1989-02-09 1990-08-20 Mitsubishi Electric Corp Array type skew probe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930230A (en) * 1982-08-12 1984-02-17 Sony Corp Metallic thin film type magnetic recording medium
JPS61103399A (en) * 1984-10-27 1986-05-21 Terumo Corp Ultrasonic probe and its manufacture
JPH02208557A (en) * 1989-02-09 1990-08-20 Mitsubishi Electric Corp Array type skew probe

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