WO2016143933A1 - 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자 - Google Patents

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WO2016143933A1
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piezoelectric element
layer
flexible
type ultrasonic
main substrate
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백광세
김기복
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Elachem Co ltd
Korea Research Institute of Standards and Science
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Elachem Co ltd
Korea Research Institute of Standards and Science
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric element-type ultrasonic inspection transducer, and more specifically, a lower contact layer made of a flexible polymer contact medium, a main substrate layer having a piezoelectric element arranged two-dimensionally on a flexible substrate, and a flexible substrate ( As a backing material layer can be placed in close contact with non-planar parts including curved surfaces, ultrasonic inspection can be performed accurately and stably regardless of the shape condition of the inspected object.
  • the present invention relates to a piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe which prevents peeling or cracking of the piezoelectric element even after repeated deformation due to the non-planar portion ultrasonic inspection.
  • Ultrasonic testing is also commonly used in nondestructive testing, in which ultrasonic waves are delivered to a material to detect discontinuities on the surface or inside of the material. Ultrasonic examination is mainly used for detecting defects, as the purpose of the non-destructive inspection is to accurately determine the presence or absence of defects, the size and shape of defects in order to determine whether materials or parts are destroyed during use.
  • the principle of the ultrasonic test is based on the principle that the probe scans the energy of sound waves on the test object and the test object reflects the sound wave in response to the test.
  • phased array ultrasonic inspection technology that produces an imaged result, it is becoming more common as an ultrasonic inspection to check for defects using a scanner equipped with an ultrasonic probe.
  • the ultrasonic test has some improvements such that the transducer has to maintain a certain interval for the inspected object, and the precision of the test result varies depending on the degree of minimization of the shaking of the transducer during the test.
  • Korean Patent Publication No. 10-1278451, "Automatic Ultrasonic Testing Device", Registration No. 10-0943219, "Ultrasound Inspection Scanner” and the like have been devised.
  • Republic of Korea Patent Publication No. 10-0941684 "Ultrasound probe for non-destructive inspection of high damping material using PNN-PPT piezoelectric single crystal"
  • No. 10-1299517 Polymers capable of ultrasonic nondestructive testing of materials having a curved surface
  • Material-based flexible phased array ultrasonic transducers “are proposed ultrasonic transducers using piezoelectric elements.
  • Such conventional piezoelectric element-type ultrasonic transducers are piezoelectric due to bending fatigue due to repeated deformation of the transducer during use. There was a problem that the device is peeled off or cracks are generated.
  • the present invention improves the problems of the prior art, such that a lower contact layer made of a flexible polymer contact medium, a main substrate layer having a piezoelectric element arranged two-dimensionally on a flexible substrate, and a flexible backing material layer Providing a new type of piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe that can be accurately and stably performed irrespective of the shape condition of the inspected object by being able to be placed in close contact with the non-planar part including the curved surface through the structure consisting of For the purpose of
  • the present invention is provided with a piezoelectric element of a new type that can prevent the peeling or cracking of the piezoelectric element even after repeated deformation due to non-planar ultrasonic inspection through a structure in which the piezoelectric element individually coated with a protective coating is arranged on the flexible substrate in two dimensions It is an object to provide a type ultrasonic transducer.
  • the present invention is in contact with the surface of the inspection object (1), made of a flexible polymer contact medium (10a) on the surface of the non-planar portion of the inspection object (1)
  • a lower contact layer 10 to be in close contact
  • a main substrate layer 20 disposed above the lower contact layer 10 and having a plurality of piezoelectric elements 21 arranged two-dimensionally in a set pattern; It is provided on the main substrate layer 20, and provides a piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe including a substrate layer 30 made of a flexible material.
  • the main substrate layer 20 allows a plurality of piezoelectric elements 21 to be arranged on the upper surface of the flexible substrate 22 made of a flexible film material.
  • the flexible substrate 22 may be stacked on an upper surface of the lower contact layer 10.
  • the piezoelectric element 21 may form a protective coating film 211 on its surface to prevent peeling or cracking due to repeated deformation.
  • the piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe since it is made of a component of a flexible material capable of elastic deformation, it can be placed in close contact with the non-planar portion including the curved surface so as to irrespective of the shape conditions of the inspection object Has the effect of performing accurately and stably.
  • FIG. 1 is a view for showing the basic configuration of a piezoelectric element-type ultrasonic test probe according to the present invention
  • FIG. 2 is a view for showing the internal configuration of the piezoelectric element-type ultrasonic test probe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view for showing the internal configuration of the piezoelectric element-type ultrasonic test probe according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a view for showing the internal configuration of the piezoelectric element-type ultrasonic test probe according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a piezoelectric element and a protective coating film according to an embodiment of the present invention.
  • the piezoelectric element-type ultrasonic test probe 100 is configured to include a lower contact layer 10, a main substrate layer 20, and a base layer 30 as shown in FIGS. 1 and 2. Is done.
  • the piezoelectric element-type ultrasonic test probe 100 according to an embodiment of the present invention is a non-planar part that is vulnerable to stress or fatigue among piping pipes 1a or structures installed in nuclear power plants, chemical plants, etc. Ultrasonic examination of curved areas can be effectively applied to transducers that can diagnose internal defects in real time and alert on demand.
  • the piezoelectric element-type ultrasonic test probe 100 according to the present invention is not limited thereto and may be applied to various fields.
  • the lower contact layer 10 is in 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 may be in close contact with the surface of the non-planar portion of the inspected object 1, thereby increasing the ultrasonic inspection efficiency.
  • the polymer contact medium 10a may be made of a composition of PBMA (Poly ButylMetacrylate), EVA, and plasticizer, and may control the viscosity with Tg.
  • PBMA Poly ButylMetacrylate
  • EVA Poly ButylMetacrylate
  • plasticizer plasticizer
  • the polymer contact medium 10a according to the embodiment of the present invention has a low viscosity property, so that the movement of the transducer 100 on the surface of the inspected object 1 can be smoothly and stably performed.
  • the main substrate layer 20 is disposed above the lower contact layer 10, and the plurality of piezoelectric elements 21 are two-dimensionally arranged in a set pattern.
  • the main substrate layer 20 is such that a plurality of piezoelectric elements 21 are 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 made of a silicone rubber film 22a, but the material of the flexible substrate 22 is not limited thereto.
  • the flexible substrate 22 is stacked on the upper surface of the lower contact layer 10. Accordingly, the plurality of piezoelectric elements 21 may be subjected to internal friction or abrasion generated during deformation of the transducer 100 by the flexible substrate 22. It can be protected from.
  • the edge portion of the flexible substrate 22 includes ribs 221 extending downward, and the edge portion of the polymer contact medium 10a forming the lower contact layer 10 is the rib 221 of the flexible substrate 22. ) To prevent loss of the low viscosity polymer contact medium (10a).
  • the main substrate layer 20 may allow the plurality of piezoelectric elements 21 to be continuously two-dimensionally arranged as shown in FIG. 2, and the plurality of piezoelectric elements 21 are spaced at predetermined intervals as shown in FIGS. 3 and 4. It can also be a two-dimensional array.
  • the piezoelectric element 21 forms a protective coating film 211 on the surface to prevent the peeling phenomenon or cracking phenomenon due to repeated deformation.
  • each of the plurality of piezoelectric elements 21 is individually coated by the protective coating film 211 to increase the protection efficiency.
  • the protective coating film 211 is formed as a coating protective case 211a having a cap shape having an open top as shown in FIG. 5, and the piezoelectric element 21 exposed to the open top of the protective coating film 211.
  • the positive and negative electrodes are formed on the surface.
  • the base layer 30 is disposed above the main substrate layer 20 and is made of a flexible material.
  • the substrate layer 30 may be made of a flexible polymer substrate (30a).
  • the piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe 100 is two-dimensionally arranged on the lower contact layer 10 and the flexible substrate 22 made of a flexible polymer contact medium 10a.
  • the main substrate layer 20 having the piezoelectric element 21 and the flexible backing material layer 30 can be arranged in close contact with the non-planar portion including the curved surface to correlate to the shape conditions of the inspected object. Ultrasound can be performed accurately and stably without
  • the piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe 100 has a structure in which the piezoelectric elements 21 individually coated with a protective coating are arranged on the flexible substrate 22 in two dimensions. Even if repeated deformation, peeling or cracking of the piezoelectric element 21 may be prevented.
  • the piezoelectric element-type ultrasonic inspection probe according to the present invention has a main substrate layer having a lower contact layer 10 made of a flexible polymer contact medium 10a and a piezoelectric element 21 two-dimensionally arranged on the flexible substrate 22. 20, the flexible backing material layer 30, but the main substrate layer 20 may be such that each of the plurality of piezoelectric elements 21 is individually coated by a protective coating film 211. .
  • the protective coating film 211 may be formed in a cap shape having an open top, and a positive electrode and a negative electrode may be formed on a surface of the piezoelectric element 21 exposed to the open top of the protective coating film 211.
  • the polymer contact medium 10a constituting the lower contact layer 10 may be made of a composition of PBMA (Poly ButylMetacrylate), EVA, and a plasticizer, and may control viscosity by Tg.
  • PBMA Poly ButylMetacrylate
  • EVA Poly ButylMetacrylate
  • a plasticizer Polymer contact medium 10a constituting the lower contact layer 10
  • the edge portion of the flexible substrate 22 is formed of ribs 221 extending downward, and the edge portion of the polymer contact medium 10a is surrounded by the ribs 221 and has a low viscosity polymer contact medium ( 10a) loss can be prevented.
  • the present invention has a structure in which a plurality of piezoelectric elements arranged two-dimensionally on the flexible substrate is individually protected and coated, so that peeling or cracking of the piezoelectric elements is prevented even after repeated deformation due to non-planar ultrasonic inspection, so that the durability of the ultrasonic probe Can be provided.

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Abstract

본 발명은 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자는 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 기술적 특징을 갖는다. 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자는 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; 하부 접촉층(10) 상측에 배치되고, 복수개의 압전소자(21)가 설정패턴으로 2차원 배열된 메인기판층(20)과; 메인기판층(20) 상측에 배치되고, 유연성이 있는 소재로 이루어진 기재층(30)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자
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.
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.
초음파 검사의 원리는 탐촉자(Probe)가 검사대상물에 음파의 에너지를 주사(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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 포함하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자를 제공한다.
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.
이와 같은 본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자에서 상기 압전소자(21)는 표면에 보호 코팅막(211)을 형성하여 반복 변형에 의한 박리 현상이나 균열 현상이 방지되도록 할 수 있다.
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.
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.
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), Tg 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.
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.
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.
여기서 폴리머 접촉매질(10a)은 PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer)의 조성물로 이루어질 수 있고, Tg로 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명에 따른 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자는 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 이루어지되, 메인기판층(20)은 복수개의 압전소자(21) 각각이 개별적으로 보호 코팅막(211)에 의해 코팅되도록 할 수 있다.
여기서 보호 코팅막(211)은 상부가 개방된 캡(∪) 형상으로 형성되고, 보호 코팅막(211)의 개방된 상부로 노출되는 압전소자(21) 표면에 양전극과 음전극이 형성되도록 할 수 있다. 한편 하부 접촉층(10)을 이루는 폴리머 접촉매질(10a)은 PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer)의 조성물로 이루어지고, Tg로 점도를 조절하게 되는 것일 수 있다. 그리고 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.
본 발명은 유연기판에 2차원 배열되는 복수개의 압전소자가 개별적으로 보호 코팅되는 구조를 가져 비평면 부위 초음파 검사에 따른 반복적인 변형에도 압전소자의 박리나 균열이 방지되므로, 내구성이 강한 초음파검사 탐촉자를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 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 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
  2. 제 1항에 있어서,
    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 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압전소자(21)는 표면에 보호 코팅막(211)을 형성하여 반복 변형에 의한 박리 현상이나 균열 현상이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 메인기판층(20)은 복수개의 압전소자(21) 각각이 개별적으로 보호 코팅막(211)에 의해 코팅되도록 하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
  5. 제 4항에 있어서,
    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 하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 접촉층(10)을 이루는 폴리머 접촉매질(10a)은 PBMA(Poly ButylMetacrylate), EVA, 가소제(plasticizer)의 조성물로 이루어지고, Tg로 점도를 조절하게 되는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
  7. 제 2항에 있어서,
    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 하는 것을 특징으로 하는 압전소자 구비형 초음파검사 탐촉자.
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