KR101654296B1 - Ultrasonography probe with piezoelectric element - Google Patents

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KR101654296B1
KR101654296B1 KR1020150034237A KR20150034237A KR101654296B1 KR 101654296 B1 KR101654296 B1 KR 101654296B1 KR 1020150034237 A KR1020150034237 A KR 1020150034237A KR 20150034237 A KR20150034237 A KR 20150034237A KR 101654296 B1 KR101654296 B1 KR 101654296B1
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백광세
김기복
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(주)엘라켐
한국표준과학연구원
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Abstract

The present invention provides an ultrasonography probe with a piezoelectric element comprising: a lower contact layer formed of a flexible polymer contact medium, and a main substrate layer having piezoelectric elements arranged two dimensionally on a flexible substrate; and a flexible backing material layer, whereby the ultrasonography probe is tightly attached and disposed on a non-planar region including a curved surface, accurately and stably performing ultrasonography regardless of a condition of shape of a target inspection object, and since the individually protection-coated piezoelectric elements are arranged two dimensionally, the piezoelectric elements are not delaminated or cracked in spite of repeated deformation due to ultrasonography of the non-planar region. According to the present invention, the ultrasonography probe with the piezoelectric element comprises: a lower contact layer (10) brought into contact with a target inspection object (1), and formed of a flexible polymer contact medium (10a) to tightly be attached to a surface of a non-planar region of the target inspection object (1); a main substrate layer (20) disposed on the lower contact layer (10), having a plurality of piezoelectric elements (21) arranged two dimensionally with a set pattern; and a backing material layer (30) disposed on the main substrate layer (20), and formed of a flexible material.

Description

압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자{Ultrasonography probe with piezoelectric element}[0001] The present invention relates to an ultrasonic probe with a piezoelectric element,

본 발명은 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 유연성이 있는 폴리머 접촉매질로 이루어진 하부 접촉층, 유연기판에 2차원 배열되는 압전소자를 갖는 메인기판층, 유연성이 있는 기재(backing material)층으로 이루어짐에 따라 곡면을 포함한 비평면 부위에 밀착 배치될 수 있어 피검사물의 형상조건에 상관없이 초음파검사를 정확하고 안정되게 수행할 수 있고, 개별적으로 보호 코팅된 압전소자를 2차원 배열하는 구조임에 따라 비평면 부위 초음파 검사에 따른 반복적인 변형에도 압전소자의 박리나 균열이 방지되는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an ultrasonic inspection probe having a piezoelectric element, and more particularly, to an ultrasonic inspection probe including a lower contact layer made of a polymer contact medium having flexibility, a main substrate layer having piezoelectric elements two- backing material layer. Therefore, the ultrasonic inspection can be performed accurately and stably regardless of the shape condition of the inspected object, and the protective coated piezoelectric element can be two-dimensionally The present invention relates to a piezoelectric transducer-type ultrasonic transducer, which prevents a piezoelectric element from being peeled or cracked even in a repetitive deformation due to a non-planar region ultrasonic inspection.

초음파 검사는 재료의 표면 또는 내부에 존재하는 불연속부를 검출하기 위해 초음파를 재료에 전달시켜 검사하는 비파괴검사에도 적용되어 보편적으로 사용되고 있다. 이러한 비파괴검사의 목적이 재료 또는 부품 등이 사용중에 파괴되었는지 여부를 판단하기 위해 결함의 유무, 결함의 크기 및 형태를 정확히 파악하는데 있듯이 초음파 검사도 주로 결함의 검출에 사용된다.Ultrasonic inspection is widely applied to non-destructive inspection, which is conducted by transmitting ultrasonic waves to a material to detect discontinuities present on the surface or inside of the material. Ultrasonic inspection is mainly used to detect defects, as the purpose of such nondestructive inspection is to accurately determine the presence or absence of defects and the size and shape of defects in order to determine whether the material or parts are destroyed during use.

초음파 검사의 원리는 탐촉자(Probe)가 검사대상물에 음파의 에너지를 주사(走査:Scan)하고 피검사물은 이에 반응하여 음파를 반사(Echo)하는 원리로 이루어진다. 최근에는 영상화된 결과를 산출하는 위상배열 초음파 검사기술이 발전하면서 초음파 탐촉자가 장착된 스캐너를 이용하여 결함 여부를 살피는 초음파 검사로 보편화되고 있는 실정이다.
The principle of ultrasonic inspection consists of a principle that a probe scans the energy of a sound wave to be inspected and the inspected object reflects a sound wave in response thereto. Recently, as a phased array ultrasonic inspection technique for calculating an imaging result has been developed, ultrasonic inspection for detecting defects using a scanner equipped with an ultrasonic probe is becoming common.

이와 같은 초음파 검사는 피검사물에 대해 탐촉자가 일정 간격을 유지해야 하고, 검사 도중 탐촉자의 흔들림을 최소화하는 정도에 따라 검사결과의 정밀도가 달라지는 등 일부 개선점을 안고 있다. 이와 같은 초음파 검사를 위한 장치와 관련하여 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1278451호 "자동 초음파 탐상 검사 장치", 등록번호 제10-0943219호 "초음파 검사용 스캐너" 등이 안출되어 있다.
Such an ultrasonic inspection has some improvements such that the accuracy of the inspection result is changed according to the degree that the probe must maintain a constant interval for the inspected object and the shaking of the probe is minimized during the inspection. Korean Patent Registration No. 10-1278451 entitled " Automatic Ultrasonic Flaw Detection Apparatus ", Reg. No. 10-0943219 "Ultrasonic Inspection Scanner ", and the like have been devised in connection with such an apparatus for ultrasonic inspection.

그러나 상기와 같은 종래의 초음파 검사 장치들은 기구학적 기계장치에 의해 피검사물에 고정되는 구성임에 따라, 곡면과 같은 비평면 부위에서는 고정에 어려움이 따랐으며, 피검사물이 복잡한 형상으로 이루어질 경우 초음파 검사가 부정확하고 불안정되게 수행되는 문제점이 있었다.
However, since the conventional ultrasound examination apparatuses are fixed to an object to be examined by a kinematic mechanical device, it is difficult to fix the object in a non-planar area such as a curved surface. When the subject is a complicated shape, Is performed in an inaccurate and unstable manner.

한편 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0941684호 "ＰＭＮ-ＰＴ 압전 단결정을 이용한 고감쇠 재료 비파괴검사용 초음파 탐촉자", 등록번호 제10-1299517호 "굴곡면을 가지는 재료의 초음파 비파괴검사가 가능한 고분자재료 기반 유연한 위상배열 초음파 탐촉자" 등에서는 압전소자를 이용한 초음파 검사용 탐촉자를 제안하고 있는데, 이와 같은 종래의 압전소자 구비형 초음파 탐촉자의 경우 사용과정에서 탐촉자의 반복적인 변형에 따른 굴곡 피로 등에 의해 압전소자가 박리되거나 균열이 발생되는 문제점이 있었다.
Korean Patent Registration No. 10-0941684 entitled "Ultrasonic probe for high-damping material non-destructive inspection using PMN-PT piezoelectric single crystal ", Registration No. 10-1299517" Polymer capable of ultrasonic nondestructive inspection of a material having a curved surface Based flexible ultrasonic transducer using a piezoelectric element has proposed a transducer for ultrasonic inspection using a piezoelectric element. In the case of such a conventional ultrasonic transducer with a piezoelectric element, in the course of its use, due to bending fatigue caused by repetitive deformation of the transducer, There is a problem that the element is peeled off or cracks are generated.

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대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1278451호 "자동 초음파 탐상 검사 장치"Korean Patent Registration No. 10-1278451 entitled "Automatic Ultrasonic Flaw Detection Apparatus" 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0943219호 "초음파 검사용 스캐너"Korean Patent Registration No. 10-0943219 "Ultrasonic Scanner" 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0941684호 "ＰＭＮ-ＰＴ 압전 단결정을 이용한 고감쇠 재료 비파괴검사용 초음파 탐촉자"Korean Patent Registration No. 10-0941684 entitled "Ultrasonic Transducer for Nondestructive Testing of High-Damping Materials Using PMN-PT Piezoelectric Single Crystals" 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1299517호 "굴곡면을 가지는 재료의 초음파 비파괴검사가 가능한 고분자재료 기반 유연한 위상배열 초음파 탐촉자"Korean Patent Registration No. 10-1299517 "Flexible phased array ultrasonic probe based on polymer material capable of ultrasonic nondestructive inspection of materials having curved surfaces"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 유연성이 있는 폴리머 접촉매질로 이루어진 하부 접촉층, 유연기판에 2차원 배열되는 압전소자를 갖는 메인기판층, 유연성이 있는 기재(backing material)층으로 이루어지는 구조를 통해 곡면을 포함한 비평면 부위에 밀착 배치될 수 있도록 함으로써 피검사물의 형상조건에 상관없이 초음파검사를 정확하고 안정되게 수행할 수 있는 새로운 형태의 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a flexible printed circuit board including a lower contact layer made of a polymer contact medium having flexibility, a main substrate layer having piezoelectric elements two- The present invention provides a new type ultrasonic inspection probe having a piezoelectric element capable of accurately and stably performing ultrasonic inspection irrespective of the shape conditions of an object to be inspected, .

특히 본 발명은 개별적으로 보호 코팅된 압전소자가 유연기판에 2차원 배열되는 구조를 통해 비평면 부위 초음파 검사에 따른 반복적인 변형에도 압전소자의 박리나 균열이 방지될 수 있는 새로운 형태의 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In particular, the present invention relates to a novel type of piezoelectric element capable of preventing peeling or cracking of a piezoelectric element even in repetitive deformation due to non-planar area ultrasonic inspection through a structure in which a piezoelectric element, which is individually coated with protection coating, Type ultrasonic inspection probe.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 피검사물(1) 표면과 접촉하고, 유연성이 있는 폴리머 접촉매질(10a)로 이루어져 상기 피검사물(1)의 비평면 부위 표면에 밀착될 수 있도록 하는 하부 접촉층(10)과; 상기 하부 접촉층(10) 상측에 배치되고, 복수개의 압전소자(21)가 설정패턴으로 2차원 배열된 메인기판층(20)과; 상기 메인기판층(20) 상측에 배치되고, 유연성이 있는 소재로 이루어진 기재층(30)을 포함하며, 상기 메인기판층(20)은 복수개의 압전소자(21) 각각이 개별적으로 보호 코팅막(211)에 의해 코팅되도록 하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자를 제공한다.
According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a method for testing an object to be inspected (1), which comprises a flexible polymer contact medium (10a) A lower contact layer (10) which can be brought into close contact; A main substrate layer (20) disposed on the lower contact layer (10) and having a plurality of piezoelectric elements (21) arrayed two - dimensionally in a set pattern; And a base layer 30 made of a flexible material disposed on the main substrate layer 20. The main substrate layer 20 includes a plurality of piezoelectric elements 21, The ultrasonic inspection probe according to claim 1,

이와 같은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에서 상기 메인기판층(20)은 유연성이 있는 필름소재로 이루어진 유연기판(22) 상부면에 복수개의 압전소자(21)가 배열되도록 하고, 상기 유연기판(22)은 상기 하부 접촉층(10) 상부면에 적층되는 것일 수 있다.
In the ultrasonic inspection probe with a piezoelectric element according to the present invention, the main substrate layer 20 has a plurality of piezoelectric elements 21 arranged on the upper surface of the flexible substrate 22 made of a flexible film material, The flexible substrate 22 may be laminated on the upper surface of the lower contact layer 10. [

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이와 같은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에서 상기 보호 코팅막(211)은 상부가 개방된 캡(∪) 형상으로 형성되고, 상기 보호 코팅막(211)의 개방된 상부로 노출되는 상기 압전소자(21) 표면에 양전극과 음전극이 형성되도록 할 수 있다.
In the ultrasonic inspection probe with a piezoelectric element according to the present invention, the protective coating film 211 is formed in a cap shape having an open top, and the piezoelectric element 211, which is exposed to the open top of the protective coating film 211, A positive electrode and a negative electrode may be formed on the surface of the substrate 21.

이와 같은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에서 상기 하부 접촉층(10)을 이루는 폴리머 접촉매질(10a)은 PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer)의 조성물로 이루어지고, 유리전이온도로 점도를 조절하게 되는 것일 수 있다.
In the ultrasonic inspection probe with a piezoelectric element according to the present invention, the polymer contact medium 10a constituting the lower contact layer 10 is composed of a composition of PBMA (polybutylmethacrylate), EVA, plasticizer, The viscosity may be controlled by the temperature.

이와 같은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에서 상기 유연기판(22)의 가장자리 부위는 하측으로 연장형성된 리브(rib)(221)로 이루어져 상기 폴리머 접촉매질(10a)의 가장자리 부위가 상기 리브(221)에 의해 둘러싸이면서 저점도의 폴리머 접촉매질(10a) 손실이 방지되도록 할 수 있다.
In the ultrasonic inspection probe with a piezoelectric element according to the present invention, the edge portion of the flexible substrate 22 is composed of ribs 221 extending downward, so that the edge portion of the polymer contact medium 10a contacts the ribs 221, It is possible to prevent the loss of the polymer contact medium 10a having a low viscosity while being surrounded by the polymer electrolyte membrane 221.

본 발명에 의한 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에 의하면, 탄성변형이 가능한 유연성 소재로 된 구성요소로 이루어지므로, 곡면을 포함한 비평면 부위에 밀착 배치될 수 있어 피검사물의 형상조건에 상관없이 초음파검사가 정확하고 안정되게 수행되는 효과가 있다. 특히 본 발명에 의한 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에 의하면, 유연기판에 2차원 배열되는 복수개의 압전소자가 개별적으로 보호 코팅되는 구조를 가지므로, 비평면 부위 초음파 검사에 따른 반복적인 변형에도 압전소자의 박리나 균열이 방지되는 효과가 있다.
According to the ultrasonic inspection probe with a piezoelectric element according to the present invention, since it is made of a component made of a flexible material capable of elastic deformation, it can be closely arranged on a non-planar surface portion including a curved surface, Is performed accurately and stably. Particularly, according to the ultrasonic inspection probe having a piezoelectric element according to the present invention, since a plurality of piezoelectric elements arranged two-dimensionally on a flexible substrate are individually protected and coated, even if repeatedly deformed by the non- It is possible to prevent peeling and cracking of the metal plate.

도 1은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자의 기본 구성을 보여주기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자의 내부 구성을 보여주기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자의 내부 구성을 보여주기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자의 내부 구성을 보여주기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압전소자와 보호 코팅막을 보여주기 위한 도면이다.1 is a view showing a basic configuration of a piezoelectric transducer type ultrasonic inspection probe according to the present invention;
2 is a view illustrating an internal configuration of a piezoelectric transducer type ultrasonic inspection probe according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating an internal configuration of a piezoelectric transducer-type ultrasonic inspection probe according to another embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating an internal configuration of a piezoelectric transducer type ultrasonic inspection probe according to another embodiment of the present invention;
5 is a view showing a piezoelectric element and a protective coating film according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 초음파 검사, 탐촉자, 압전소자, 폴리머, 접촉매질, PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer), 유리전이온도 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 1 to 5. In the drawings and detailed description, it is to be understood that those skilled in the art can easily understand the constitution from a general ultrasonic inspection, a probe, a piezoelectric element, a polymer, a contact medium, a polybutylmethacrylate (PBMA), an EVA, a plasticizer, And actions are omitted or simplified. In the drawings and specification, there are shown in the drawings and will not be described in detail, and only the technical features related to the present invention are shown or described only briefly. Respectively.

본 발명의 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자(100)는 도 1과 도 2에서와 같이 하부 접촉층(10), 메인기판층(20), 기재층(30)을 포함하는 구성으로 이루어진다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자(100)는 원자력 발전소, 화학플랜트 등에 설치되는 배관 파이프(1a)나 구조물 중 응력이나 피로에 취약하거나 검사자의 접근이 어려운 비평면 부위(곡면 부위 포함)에 대한 초음파 검사를 통해 내부결함을 실시간 진단하고 필요시 경보할 수 있도록 하는 탐촉자에 효과적으로 적용될 수 있다. 물론 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자(100)는 이에 한정되지 않고 다양한 분야에 적용될 수 있다.
The ultrasonic inspection probe 100 with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention includes a lower contact layer 10, a main substrate layer 20, and a base layer 30 as shown in FIGS. 1 and 2 . Particularly, the ultrasonic inspection probe 100 with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention can be applied to a piping pipe 1a installed in a nuclear power plant, a chemical plant, or a non-planar portion (for example, Ultrasonic inspection of the surface area including the curved surface area) can be effectively applied to the transducer which can diagnose the internal defect in real time and warn if necessary. Of course, the piezoelectric transducer-type ultrasonic transducer 100 according to the present invention is not limited to this and can be applied to various fields.

하부 접촉층(10)은 피검사물(1) 표면과 접촉하게 되는 것으로, 유연성이 있는 폴리머 접촉매질(10a)로 이루어진다. 이에 따라 하부 접촉층(10)은 피검사물(1)의 비평면 부위 표면에 밀착될 수 있어 초음파 검사 효율 증대가 도모될 수 있게 된다.The lower contact layer 10 comes into contact with the surface of the inspected object 1 and is made of a flexible polymer contact medium 10a. Accordingly, the lower contact layer 10 can be brought into close contact with the non-planar surface of the inspected object 1, thereby increasing the efficiency of ultrasonic inspection.

여기서 폴리머 접촉매질(10a)은 PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer)의 조성물로 이루어질 수 있고, 유리전이온도로 점도를 조절할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 폴리머 접촉매질(10a)은 저점도 특성을 가져 피검사물(1) 표면에서의 탐촉자(100) 이동이 원활하고 안정되게 수행될 수 있도록 한다.
Here, the polymer contact medium 10a may be formed of a composition of PBMA (polybutylmethacrylate), EVA, plasticizer, and the viscosity can be controlled at a glass transition temperature. The polymer contact medium 10a according to the embodiment of the present invention has a low viscosity characteristic so that the movement of the probe 100 on the surface of the inspected object 1 can be performed smoothly and stably.

메인기판층(20)은 하부 접촉층(10) 상측에 배치되는 것으로, 복수개의 압전소자(21)가 설정패턴으로 2차원 배열되어 있다. 이와 같은 메인기판층(20)은 도 2에서와 같이 유연성이 있는 필름소재로 이루어진 유연기판(22) 상부면에 복수개의 압전소자(21)가 배열되도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 유연기판(22)은 실리콘 고무 필름(22a)로 이루어지는데, 물론 유연기판(22)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니다.The main substrate layer 20 is disposed on the lower contact layer 10, and a plurality of piezoelectric elements 21 are two-dimensionally arranged in a set pattern. The main substrate layer 20 has a plurality of piezoelectric elements 21 arranged on the upper surface of the flexible substrate 22 made of a flexible film material as shown in FIG. The flexible substrate 22 according to the embodiment of the present invention is formed of the silicon rubber film 22a, but the material of the flexible substrate 22 is not limited thereto.

유연기판(22)은 하부 접촉층(10) 상부면에 적층되는데, 이에 따라 복수개의 압전소자(21)는 유연기판(22)에 의해 탐촉자(100)의 변형과정에서 발생되는 내부 마찰이나 마모 등으로부터 보호될 수 있게 된다.The flexible substrate 22 is stacked on the upper surface of the lower contact layer 10 so that the plurality of piezoelectric elements 21 are separated from the flexible substrate 22 by internal friction or wear . ≪ / RTI >

한편 유연기판(22)의 가장자리 부위는 하측으로 연장형성된 리브(rib)(221)로 이루어져 하부 접촉층(10)을 이루는 폴리머 접촉매질(10a)의 가장자리 부위가 유연기판(22)의 리브(221)에 의해 둘러싸이면서 저점도의 폴리머 접촉매질(10a)의 손실이 방지되도록 한다.The edge portion of the flexible substrate 22 is formed of a rib 221 extending downward so that the edge portion of the polymer contact medium 10a constituting the lower contact layer 10 contacts the ribs 221 of the flexible substrate 22 So as to prevent the loss of the polymer contact medium 10a having a low viscosity.

여기서 메인기판층(20)은 도 2에서와 같이 복수개의 압전소자(21)가 연속 2차원배열되도록 할 수도 있고, 도 3과 도 4에서와 같이 복수개의 압전소자(21)가 설정간격 이격되어 2차원 배열되도록 할 수도 있다.
2, the main substrate layer 20 may have a plurality of piezoelectric elements 21 arranged two-dimensionally in a continuous manner, and a plurality of piezoelectric elements 21 may be spaced apart from each other by a predetermined interval as shown in FIG. 3 and FIG. Or two-dimensionally arranged.

한편 압전소자(21)는 표면에 보호 코팅막(211)을 형성하여 반복 변형에 의한 박리 현상이나 균열 현상이 방지되도록 한다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 메인기판층(20)은 도 4에서와 같이 복수개의 압전소자(21) 각각이 개별적으로 보호 코팅막(211)에 의해 코팅되도록 하여 보호 효율이 증대되도록 한다. 이를 위한 보호 코팅막(211)은 도 5에서와 같이 상부가 개방된 캡(∪) 형상의 코팅 보호케이스(211a)로 형성되고, 보호 코팅막(211)의 개방된 상부로 노출되는 압전소자(21) 표면에 양전극과 음전극이 형성되도록 한다.
On the other hand, the piezoelectric element 21 is formed with a protective coating film 211 on its surface to prevent peeling and cracking due to repeated deformation. In particular, as shown in FIG. 4, the main substrate layer 20 according to the embodiment of the present invention is formed such that each of the plurality of piezoelectric elements 21 is individually coated with the protective coating film 211 to increase the protection efficiency. 5, the protective coating film 211 is formed of a coating protective case 211a having an open upper cap shape, and the piezoelectric element 21 exposed to the open top of the protective coating film 211, A positive electrode and a negative electrode are formed on the surface.

기재층(30)은 메인기판층(20) 상측에 배치되는 것으로, 유연성이 있는 소재로 이루어진다. 이를 위하여 기재층(30)은 유연성이 있는 폴리머 기재(30a)로 이루어질 수 있다.
The substrate layer 30 is disposed on the main substrate layer 20 and is made of a flexible material. To this end, the substrate layer 30 may be made of a flexible polymeric substrate 30a.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자(100)는 유연성이 있는 폴리머 접촉매질(10a)로 이루어진 하부 접촉층(10), 유연기판(22)에 2차원 배열되는 압전소자(21)를 갖는 메인기판층(20), 유연성이 있는 기재(backing material)층(30)으로 이루어지는 구조를 통해 곡면을 포함한 비평면 부위에 밀착 배치될 수 있어 피검사물의 형상조건에 상관없이 초음파검사가 정확하고 안정되게 수행될 수 있도록 한다.The piezoelectric transducer-type ultrasonic probe probe 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above includes a lower contact layer 10 formed of a flexible polymer contact medium 10a, The main substrate layer 20 having the piezoelectric element 21 and the backing material layer 30 having flexibility can be closely arranged on the non-planar surface area including the curved surface, So that the ultrasonic inspection can be performed accurately and stably.

특히 본 발명의 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자(100)는 개별적으로 보호 코팅된 압전소자(21)가 유연기판(22)에 2차원 배열되는 구조를 통해 비평면 부위 초음파 검사에 따른 반복적인 변형에도 압전소자(21)의 박리나 균열이 방지될 수 있도록 한다.
Particularly, the ultrasonic inspection probe 100 with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention is characterized in that the piezoelectric elements 21, which are individually coated with protection coating, are two-dimensionally arranged on the flexible substrate 22, So that peeling or cracking of the piezoelectric element 21 can be prevented even with repetitive deformation.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
Although the ultrasonic inspection probe with a piezoelectric element according to the embodiment of the present invention has been described with reference to the above description and drawings, it should be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments and various changes and modifications may be made within the scope of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that changes and modifications may be made.

1 : 피검사물 10 : 하부 접촉층
10a : 폴리머 접촉매질 20 : 메인기판층
21 : 압전소자 211 : 보호 코팅막
211a : 코팅 보호케이스 22 : 유연기판
22a : 실리콘 고무 필름 221 : 리브
30 : 기재층 30a : 폴리머 기재
100 : 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자1: inspected object 10: lower contact layer
10a: polymer contact medium 20: main substrate layer
21: Piezoelectric element 211: Protective coating film
211a: coating protection case 22: flexible substrate
22a: Silicone rubber film 221: Rib
30: Base layer 30a: Polymer substrate
100: Ultrasonic inspection probe with piezoelectric element

Claims (7)

피검사물(1) 표면과 접촉하고, 유연성이 있는 폴리머 접촉매질(10a)로 이루어져 피검사물(1)의 비평면 부위 표면에 밀착될 수 있도록 하되, 폴리머 접촉매질(10a)은 PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer)의 조성물로 이루어지고, 설정크기 이하의 저점도를 가져 피검사물(1) 표면에 접촉된 상태로 이동할 수 있게 되는 하부 접촉층(10)과;
하부 접촉층(10) 상부면에 적층되는 유연성이 있는 필름소재인 실리콘 고무 필름(22a)으로 이루어진 유연기판(22), 유연기판(22) 상부면에 설정간격 이격되어 설정패턴으로 2차원 배열되는 복수개의 압전소자(21)를 포함하는 구성으로 이루어지고, 복수개의 압전소자(21) 각각이 개별적으로 보호 코팅막(211)에 의해 코팅되도록 하며, 보호 코팅막(211)은 상부가 개방된 캡(∪) 형상의 코팅 보호케이스(211a)로 형성되고, 보호 코팅막(211)의 개방된 상부로 노출되는 압전소자(21) 표면에 양전극과 음전극이 형성되도록 하며, 유연기판(22)의 가장자리 부위는 하측으로 연장형성된 리브(rib)(221)로 이루어져 폴리머 접촉매질(10a)의 가장자리 부위가 리브(221)에 의해 둘러싸이면서 저점도의 폴리머 접촉매질(10a) 손실이 방지되도록 하는 메인기판층(20)과;
메인기판층(20) 상측에 배치되고, 유연성이 있는 폴리머 기재(30a)로 이루어진 기재층(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.The polymer contact medium 10a is made of PBMA (Poly Butyl Methyl Acrylate), which is made of a flexible polymeric contact medium 10a in contact with the surface of the inspected object 1 so as to be brought into close contact with the surface of the non-planar surface portion of the inspected object 1, A lower contact layer 10 made of a composition of EVA and plasticizer and capable of moving in contact with the surface of the inspected object 1 with a viscosity lower than a set size;
A flexible substrate 22 made of a silicone rubber film 22a which is a flexible film material laminated on the upper surface of the lower contact layer 10 and a flexible substrate 22 arranged on the upper surface of the flexible substrate 22, And a plurality of piezoelectric elements 21 are individually coated by the protective coating film 211. The protective coating film 211 is formed by covering the upper open cap Shaped protective cover 211a and a positive electrode and a negative electrode are formed on the surface of the piezoelectric element 21 which is exposed to the open upper portion of the protective coating film 211. The edge portion of the flexible substrate 22 is located on the lower side A main substrate layer 20 is formed of a rib 221 extending from the bottom of the polymer contact medium 10a so as to surround the edge of the polymer contact medium 10a by the ribs 221 and prevent the loss of the polymer contact medium 10a having a low viscosity. and;
And a base layer (30) disposed on the main substrate layer (20) and made of a flexible polymer base material (30a). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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