JPH02183158A - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波を用いて被検材の検査を行なう超音波
検査装置において、超音波を放射するとともにその反射
波を受信する超音波探触子に関する。

〔従来の技術〕

超音波検査装置は、検査対象たる被検材に超音波を照射
し、その反射波を分析することにより被検材内部の欠陥
の有無等の種々の検査を行なう装置である。このような
超音波検査装置において、超音波の放射およびその反射
波の受信は超音波探触子により行なわれる。以下、超音
波探触子を図により説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）は超音波探触子の側面図および底
面図である。各図で、１はホルダ、２はホルダｌに固定
された音響レンズ、３はコネクタ、４はホルダ１に固定
されたストッパを示す。ホルダ１内には、電圧が印加さ
れると励振して超音波を放射するとともに、超音波が入
射するとこれをその大きさに応じた電気信号に変換する
圧電変換素子が収納されている。コネクタ３は上記圧電
・変換素子への電圧の印加および上記電気信号出力のた
めの接続端子である。音響レンズ２はホルダ１から突出
しており、圧電変換素子から放射された超音波を焦点に
集束させるとともに、その反射波を平行にして圧電変換
素子に伝達する機能を有する。ストッパ４はゴムや軟質
プラスチック等の弾性体より成り、音響レンズ２を囲ん
で設けられ、その先端は音響レンズ２の先端より僅かに
（数μｍ〜数ｌＯμｍ程度）突出している。

被検材の検査時、被検材を水中に載置し、超音波探触子
を被検材と対向せしめ、両者間に水を介して超音波の送
受が行なわれる。この場合、超音波の焦点を被検材の任
意の個所に合せるため、超音波探触子を上下させて調整
が行なわれる。多くの場合、超音波探触子はその音響レ
ンズ２の先端が被検材表面に接触する程度に調整される
。ストッパ４は、このような調整において高価な音響レ
ンズ２が被検材に接触して破損するのを防止するために
設けられている。即ち、ストッパ４の先端は音響レンズ
２の先端より僅かに突出しているので、超音波探触子を
被検材に接近させる調整が行なわれたとき、音響レンズ
２が被検材に接触する前にストッパ４が被検材に接触し
、これにより音響レンズ２の破損が防止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記超音波探触子の焦点調整時、超音波探触
子を被検材に過度に接近させ、このため、ストッパ４が
被検材を押圧してこれを破損させてしまうという事故が
しばしば発生していた。さらにこの際、ストッパ４に強
い押圧力が加わり、ストッパ４に変形が生じて音響レン
ズ２の先端がストッパ４の先端より突出し、これにより
音響レンズ２が被検材に接触して破損してしまう事故も
生じていた。これらの事故は、焦点調整時のみならず、
何等かの原因により超音波探触子が偶発的に下方に移動
した場合にも生じ得る事故である。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
被検材や音響レンズの破損を確実に防止することができ
る超音波探触子を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、超音波を放射す
るとともにその反射波を電気信号に変換する素子と、こ
の素子を収納するホルダと、このホルダに先端を突出し
て固定された音響レンズと、前記ホルダに取付けられ前
記音響レンズ先端より僅かに突出する先端を有するスト
ッパとを備えた超音波探触子において、前記ストッパに
作用する力を検出する力検出器を設けたことを特徴とす
る。

（作　用〕 超音波探触子の焦点調整時、又は偶発事故により、スト
ッパの先端が被検材に接触し、両者間に押圧力が発生す
ると、この押圧力は力検出器により検出される。検出さ
れた押圧力が予め定められた値に達したとき、超音波探
触子を停止又は後退させることにより、被検材や音響レ
ンズの破損を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る超音波探触子の側面図で
ある。図で、第３図（ａ）、　　（ｂ）に示す部分と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。５はホル
ダｌとストッパ４との間に介在せしめられた圧電体であ
る。圧電体５以外の構成は第３図（ａ）、　　（ｂ）に
示すものと同じである。

次に、本実施例の動作を第２図に示す圧電体の出力電圧
特性を参照しながら説明する。第２図で、横軸には圧電
体５に作用する力Ｆが、又、縦軸には圧電体５の出力電
圧Ｖがとっである。ここで、圧電体５に作用する力Ｆが
被検材およびストッパ４に何等の障害をも及ぼさない許
容し得る限界の力をＦ、とし、このときの圧電体５の出
力電圧をｖ３とする。一方、超音波検査装置の図示しな
い制御装置に、圧電体５の出力電圧を常時入力してこれ
を上記電圧Ｖ、と比較する機能を具備せしめておく。

ここで、焦点調整のため超音波探触子が被検材に接近せ
しめられ、ストッパ４の先端が被検材に接触したとする
。この接触の瞬間、ストッパ４と被検材との間に作用す
る押圧力、即ち圧電体５に作用する力Ｆはほぼ０である
。この状態から、何等かの理由で超音波探触子が被検材
の方向にさらに移動せしめられると、圧電体に作用する
力Ｆは増大する。そして、上記移動が継続されると力Ｆ
はこれに伴って増大し、やがて力Ｆ、に達する。

このとき圧電体５の出力電圧は値Ｖ、となり、制御装置
は前述の比較の結果、出力電圧が値Ｖ、になったことを
確認して信号を出力する。この信号を用いて、超音波探
触子の駆動装置を自動的に停止せしめ、又は当該駆動装
置により超音波探触子を自動的に後退せしめる。これに
より、被検材や音響レンズの破損は確実に防止される。

このような動作は、さきに述べたように、偶発事故によ
り超音波探触子が移動し、ストッパ４が被検材又は他の
物体に押圧された場合も同様に遂行され、被検材、音響
レンズ４、他の物体等の破損を未然に防止するものであ
る。

なお、上記実施例の説明では、圧電体により力を検出す
る例について説明したが、これに限ることはなく、例え
ばたわみ梁を用いた通常のロードセルを力検出器として
用いることもできる。又、圧電体等の力検出器はストッ
パの先端に設けることもできる。さらに、出力電圧の設
定値Ｖ、は被検材や音響レンズ等の材質により任意の値
に設定できるのは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、力検出器でストッパに
作用する力を検出するようにしたので、被検材や音響レ
ンズの破損を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超音波探触子の側面図、
第２図は第１図に示す圧電体の出力電圧特性図、第３図
（ａ）、　　（ｂ）はそれぞれ従来の超音波探触子の側
面図および底面図である。 １・・・・・・ホルダ、２・・・・・・音響レンズ、３
・・・・・・コネクタ、４・・・・・・ストッパ、５・
・・・・・圧電体。 （ａ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を放射するとともにその反射波を電気信号
   に変換する素子と、この素子を収納するホルダと、この
   ホルダに先端を突出して固定された音響レンズと、前記
   ホルダに取付けられ前記音響レンズ先端より僅かに突出
   する先端を有するストッパとを備えた超音波探触子にお
   いて、前記ストッパに作用する力を検出する力検出器を
   設けたことを特徴とする超音波探触子
2. （２）請求項（１）において、前記力検出器は、圧電素
   子であることを特徴とする超音波探触子
3. （３）請求項（１）において、前記力検出器は、たわみ
   梁を有するロードセルであることを特徴とする超音波探
   触子
4. （４）請求項（１）において、前記力検出器は、前記ス
   トッパと前記ホルダの間に設けられていることを特徴と
   する超音波探触子
5. （５）請求項（１）において、前記力検出器は、前記ス
   トッパ先端に設けられていることを特徴とする超音波探
   触子