超音波プローブ

超音波プローブ超音波を発射して受信することができる。プローブはその構造の違いにより、直プローブ（縦波）、斜プローブ（横波）、表面波プローブ（表面波）、ラム波プローブ（ラム波）、可変角プローブ（縦波、横波、表面波、ラム波）、二重プローブ（一方のプローブが発射し、他方のプローブが受信する）、集束プローブ（音波を細い束に集める）、水浸プローブ（液体に浸漬することができる）、及び他のプローブ（例えば、高圧磁器ボトルを探査するS型又は偏平プローブ又は人体を探査するための医療用プローブ）などに分けることができる。

ちょくせんたんしょくし平面プローブとも呼ばれ、縦波を放射し、受け入れることができる。直探触子は主に圧電ウエハ、ダンパーブロック（吸収ブロック）及び保護膜からなる。（1）圧電ウエハの圧電ウエハの厚さは超音波周波数に反比例する。例えば、ジルコニウムチタン酸鉛（PZT−5）の周波数厚さ定数は1890キロヘルツ／ミリメートル、ウェハ厚さ1ミリメートルの場合、自然周波数は1.89メガヘルツ、厚さ0.7ミリメートルの場合、自然周波数は約2.5メガヘルツである。電圧ウエハの直径は拡散角に反比例する。電圧ウェハの両面には銀層が敷かれており、導電性の極板として、ウェハの底面に接地線があり、ウェハの上面に導線が回路に導かれている。（2）保護フィルム直探触子は、ウェハとワークとの直接接触を回避するためにウェハを摩耗させ、ウェハの下に保護フィルムを接着し、軟性保護と硬性保護の2種類がある。軟性の使用可能なプラスチックフィルム（厚さ約0.3 mm）は、表面が粗いワークとの接触が良い。硬性はステンレス鋼片またはセラミックス片を用いることができる。保護膜の厚さは1/2波長の整数倍であり、音波透過率zuiが大きい。厚さが1/4波長の奇数倍の場合、透過率zuiは小さい。ウエハと保護フィルムが接着されると、プローブの共振周波数が低下する。保護フィルムとウエハを接着する場合、接着層はできるだけ薄くし、空気に浸入してはならない。接着剤の配合は618エポキシ樹脂：ジエチレントリアミン：ジブチルフタレート＝100：8：10接着後に一定の圧力を加え、24時間放置し、さらに60℃〜80℃の温度で4時間乾燥した。（3）減衰ブロック減衰ブロックは別名吸収ブロックと呼ばれ、その作用はウェハの機械的品質係数を低下させ、音響エネルギーを吸収する。減衰ブロックがなければ、電気発振パルスが停止したとき、圧電ウエハは慣性作用のため、振動を続け、超音波のパルス幅を長くし、盲点領域を増大させ、分解能力が悪い。吸収ブロックの音響インピーダンスがウェハの音響インピーダンスに等しい場合、効果*、常用の吸収高速処方は以下のタングステン粉末：エポキシ樹脂：ジエチレントリアミン（硬化剤）：ジブチルフタレート（可塑剤）＝35 g：10 g：0.5 g：1 gウェハと減衰ブロックの接着を良好にするため、灌流前にアセトンでウェハとウェハシート表面を洗浄し、60℃〜80℃に加熱してから灌流を行う。エポキシ樹脂とタングステン粉末は十分に均一に混合しなければならない。灌流後にプローブを傾斜させ、減衰ブロックの上面を20°程度傾斜させることで、吸収ブロックへの音波の放出を解消し、蛍光スクリーン上のスプリアスを減少させることができる。

ななめプローブ超音波探傷器斜めプローブは、横波を送信および受信することができる。傾斜プローブは主に圧電ウェハ、減衰ブロック、斜楔ブロックから構成されている。ウェハは縦波を発生し、斜めくさびを介して被測定ワークに斜め入射し、横波に変換する。斜楔は有機ガラスであり、被測定ワークは鋼であり、斜プローブの角度（すなわち入射角）が28°〜61°の間では、鋼中に横波を発生することができる。斜楔の形状は、異波が発生しないように、斜楔の中を音波が伝播する際にウェハに戻らないようにしなければならない。直接プローブは、液体中にワークを斜めに入射させると、横波を発生させることもできる。

ひょうめんプローブは表面波を送信して受信することができます。表面波プローブは斜方プローブの特例である。入射角をある角度に増大させ、ワーク中の横波の屈折角を90°とすると、ワーク中に表面波を発生することができ、直接プローブが液体中でワークを斜めに入射する場合にも表面波を発生することができる

フォーカスプローブ超音波を細い束（線状または点状）に集めることができ、焦点で音響エネルギーが集中し、探傷感度と分解能を高めることができる。集束プローブは液浸法による自動探傷に多く用いられる。プローブは縦波を放射するが、液体中でワークに斜め入射する場合、入射角の違いにより、ワーク中に横波、表面波またはラム波を発生することができ、必要に応じて決定する。超音波集束には2つの方法がある：1つは圧電ウエハを凹面にして、発射する音波は直接集束して、もう1つは音響レンズの方法で音波を集束する。前者は焼結成形が困難で曲率半径が保証しにくいため、現在は後者を多用している。

かへんかくプローブ可変角プローブは、縦波、横波、表面波、ラム波を生成するために入射角を連続的に変化させることができる。圧電ウェハは半円楔ブロックに固定され、半円楔は速くて大きな楔ブロックの円洞内に配置され、空隙に油が注がれ、音響結合剤として作用する。半円くさびブロックが回転すると、入射角が変化します。

ラム波プローブラム波を発射して受信することができるのも、斜めプローブの特例である。入射角が一定の角度に達すると、ワークにラム波が発生し、直接プローブが液体中でワークに斜めに入射すると、ラム波も発生する。

ダブルプローブ超音波探傷器の二重探触子は組み合わせ探触子とも呼ばれ、2枚の圧電ウェハは1つの探触子棚内に収容され、1つのウェハは発射され、もう1つは受信される。二重プローブは縦波を発射し、受信し、ウェハ下の遅延ブロックは音波を一定時間遅延させた後にワークに入射させ、これにより表面近傍の欠陥を検出し、分解能を高めることができる。2枚のウェハには傾斜角（一般的には約3°〜18°）があり、2枚のウェハ音場が重なる部分（陰影部分）は、探傷感度の高い部位である。

すいしんプローブ水中で探傷することができ、その構造は直探触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触触

超音波プローブ作用：1つは戻ってきた音波を電気パルスに変換すること、2つ目は超音波の伝播方向とエネルギー集中の程度を制御、プローブの入射角を変えたり超音波の拡散角を変えたりすると、音波の主なエネルギーを異なる角度で媒体内部に入射させたり、音波の指向性を変えたりすることができ、解像度を高めることができる、3つ目は波形変換を実現する4つ目は制御動作周波数であり、異なる動作条件に適用する.ユーザーは実際の状況に応じて異なる超音波探傷器プローブを選択し、超音波探傷器プローブをより良い超音波探傷の品質制御にサービスさせるべきである。

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