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高温環境下に存在する物体の状態を測定するための超音波センサ

国内特許コード P09A014729
整理番号 13143
掲載日 2009年10月30日
出願番号 特願2008-053251
公開番号 特開2009-212776
登録番号 特許第4911630号
出願日 平成20年3月4日(2008.3.4)
公開日 平成21年9月17日(2009.9.17)
登録日 平成24年1月27日(2012.1.27)
発明者
  • 田川 明広
  • 山下 卓哉
  • 上田 雅司
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 高温環境下に存在する物体の状態を測定するための超音波センサ
発明の概要

【課題】
測定対象物が高速増殖炉の高温ナトリウム中に存在する場合のように、高温環境下であっても使用でき、かつ高解像度の測定画像を得ることのできる超音波センサを提供すること。
【解決手段】
マトリクス状に配列された複数個のセンサ要素から構成され、各センサ要素は、一方の電極を構成するセンサフレームと、センサフレーム上にマトリクス状に形成された複数個のセンサ素子から構成されている。センサ素子のそれぞれは、一方の面がセンサフレームに接続された、超音波を発信/受信する圧電素子と、圧電素子の他方の面に垂直に配置された超音波減衰用のダンピング材と、ダンピング材と圧電素子の間に配置された他方の電極とから構成されている。各センサ要素はそれぞれ金属製のフレームに固定されており、ダンピング材は、熱衝撃に対して大きな抵抗を示す材料で構成されている。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


超音波を利用した各種センシング技術は、圧電素子を利用することによって、超音波の発信から受信までの到達時間差を把握することで、被対象物の有無、形状、欠陥等を測定するために、幅広い産業分野において利用されている。
解像度を向上させ、測定対称物の解析精度を向上させるため、圧電素子を平面状に均等配列(マトリックス配列)させた超音波センサや、超音波の送信と受信を別々の圧電素子に分担させる構造を持つ超音波センサなどが、既に多くの産業分野において使用されている。



例えば、特許文献1に開示された「超音波装置」では、水中あるいは大気中において、圧電素子をマトリックス状に複数併設し、超音波による解析精度を上げ、かつ、各圧電素子間のクロストークを減少させるためのインピーダンスの整合性を取る等の工夫がなされている。



また、特許文献2に開示された「リアルタイム3次元超音波映像装置および探触子」では、水中あるいは大気中において、マトリックス状に複数併設した圧電素子を、送信用と受信用とに使いわけ、それらを交互に配列し、超音波による解析精度向上と、解析時間短縮が図られている。



さらに、特許文献3に開示された「液体金属用超音波トランジューサ」では、特許文献1あるいは特許文献2とは異なり、超音波トランジューサの液体重金属との接液界面における音圧透過効率の悪さを改善するため、圧電素子の振動伝達部に液体重金属との濡れ性を持たせる工夫がなされている。

【特許文献1】特開2001-197593号公報

【特許文献2】特開2003-000599号公報

【特許文献3】特開2006-322749号公報

産業上の利用分野


本発明は、高温環境下にある測定対象物の変形、破壊等の状態を目視測定するための超音波センサに関するものである。さらに詳細には、本発明は、高速増殖炉の冷却材のような高温ナトリウム(Na)中においても使用可能な超音波センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 [手続補正20110418]  それぞれが金属製のフレームに固定収納されている、マトリクス状に配列された複数個のセンサ要素から構成され、各センサ要素が、 一方の電極を構成する平面状のセンサフレームと、該センサフレームの同一面上にマトリクス状に形成された複数個のセンサ素子から構成され、 前記センサ素子のそれぞれが、一方の面が前記センサフレームに接続された、超音波を発信/受信する圧電素子と、該圧電素子の他方の面に垂直に配置された、アルタマイトから構成された超音波減衰用のダンピング材と、該ダンピング材と前記圧電素子の間に配置された他方の電極とから構成される超音波センサ。
産業区分
  • 電子応用機器
  • 原子力
  • その他通信
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008053251thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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