(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-23
(54)【発明の名称】ガイド波検査用の超音波センサ
(51)【国際特許分類】
H04R 17/00 20060101AFI20220616BHJP
G01N 29/24 20060101ALI20220616BHJP
【ＦＩ】
H04R17/00 332Y
G01N29/24
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021559170
(86)(22)【出願日】2020-03-23
(85)【翻訳文提出日】2021-12-03
(86)【国際出願番号】 GB2020050771
(87)【国際公開番号】W WO2020201713
(87)【国際公開日】2020-10-08
(31)【優先権主張番号】1904880.0
(32)【優先日】2019-04-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519046650
【氏名又は名称】ガイディド・ウルトラソニックス・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ニック・ケンプ
(72)【発明者】
【氏名】キース・ヴァイン
【テーマコード（参考）】
2G047
5D019
【Ｆターム（参考）】
2G047AA07
2G047AB01
2G047CB03
2G047GB02
2G047GB11
5D019BB02
5D019BB20
5D019BB25
5D019CC04
(57)【要約】
ガイド波検査用の超音波センサを開示する。センサは、フレキシブル回路板（２）と、フレキシブル回路板上の複数の圧電素子（１０）からなるアレイと、複数の永久磁石（１６）からなるアレイとを備える。各圧電素子は各永久磁石とフレキシブル回路板との間に配置される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガイド波検査用の超音波センサであって、フレキシブル回路板と、
前記フレキシブル回路板上の複数の圧電素子からなるアレイと、
複数の永久磁石からなるアレイと、を備え、各圧電素子が各永久磁石と前記フレキシブル回路板との間に位置する、超音波センサ。
【請求項2】
前記複数の圧電素子が剪断分極圧電素子である、請求項１に記載の超音波センサ。
【請求項3】
前記複数の圧電素子が、前記フレキシブル回路板を横切って第一方向に沿って第一列と第二列で並べられている、請求項１又は２に記載の超音波センサ。
【請求項4】
前記第一列の圧電素子の分極と前記第二列の圧電素子の分極が同じである、請求項３に記載の超音波センサ。
【請求項5】
前記第一列の圧電素子の分極と前記第二列の圧電素子の分極が反平行である、請求項３に記載の超音波センサ。
【請求項6】
前記複数の圧電素子からなるアレイが１０個から５００個の間の圧電素子を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項7】
前記圧電素子がチタン酸ジルコン酸鉛のブロックを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項8】
各圧電素子が略矩形の直方体である、請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項9】
各圧電素子が向き特定用の特徴部を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項10】
前記向き特定用の特徴部が面取りされた角である、請求項９に記載の超音波センサ。
【請求項11】
前記フレキシブル回路板が、電気絶縁体を備える基板を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項12】
前記基板がポリイミドを備える、請求項１１に記載の超音波センサ。
【請求項13】
前記基板がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を備える、請求項１１に記載の超音波センサ。
【請求項14】
前記基板がポリエステルを備える、請求項１１に記載の超音波センサ。
【請求項15】
前記永久磁石が希土類金属又はフェライトを備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項16】
前記永久磁石が直方体である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項17】
各永久磁石が、前記永久磁石と前記フレキシブル回路板との間の隙間を減らすように各圧電素子を収容するためのノッチを有する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項18】
前記フレキシブル回路板上でシートに沿って永久磁石同士の間で永久磁石のラインにわたって延伸する少なくとも一つの導電ストリップを更に備える請求項１から１７のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項19】
前記少なくとも一つの導電ストリップが少なくとも一つの金属ストリップを含む、請求項１８に記載の超音波センサ。
【請求項20】
各圧電素子にそれぞれ接続されている複数のワイヤを更に備える請求項１から１９のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項21】
複数のワイヤを更に備え、各ワイヤが前記フレキシブル回路板の各導電トラックに接続され、該導電トラックが各圧電素子に又は二つ以上の圧電素子の各組に接続されている、請求項１から１９のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項22】
少なくとも前記フレキシブル回路板と前記複数の圧電素子と前記複数の永久磁石とを封止するオーバーモールドを更に備える請求項１から２１のいずれか一項に記載の超音波センサ。
【請求項23】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の超音波センサを複数備えるトランスデューサアレイリング。
【請求項24】
端と端を合わせて又は隣同士で配置されている第一超音波センサと第二超音波センサを覆うように並べられていて且つ前記第一超音波センサと第二超音波センサに固定されている第一接合用ストリップと第二接合用ストリップを更に備える請求項２３に記載のトランスデューサアレイリング。
【請求項25】
強磁性構造体と、請求項１から２２のいずれか一項に記載の超音波センサ又は請求項２３若しくは２４に記載のトランスデューサアレイリングとを備える装置。
【請求項26】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の超音波センサ又は請求項２３若しくは２４に記載のトランスデューサアレイリングを使用する方法であって、前記超音波センサ又は前記トランスデューサアレイリングを強磁性構造体に取り付けることを備える方法。
【請求項27】
前記超音波センサ又は前記トランスデューサアレイリングが、接着剤又は保持用バンドを用いずに前記強磁性構造体に取り付けられる、請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
前記超音波センサ又は前記トランスデューサアレイリングが、接着剤又は保持用バンドを用いて前記強磁性構造体に取り付けられる、請求項２６に記載の方法。
【請求項29】
前記強磁性構造体に取り付けられた前記超音波センサ又は前記トランスデューサアレイリングを前記強磁性構造体から取り外すことを更に備える請求項２６又は２７に記載の方法。
【請求項30】
水中又は水近傍において前記超音波センサ又は前記トランスデューサアレイリングを使用することを更に備える請求項２６から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記超音波センサ又は前記トランスデューサアレイリングを前記強磁性構造体の内壁に設置することを更に備える請求項２６から３０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パイプ等の構造体のガイド波検査用の超音波センサに関する。
【背景技術】
【0002】
ガイディド・ウルトラソニックス社（英国ロンドン）は、常設可能な監視システム（ｇＰＩＭＳ）センサを現在販売している。そのセンサは、フレキシブル回路板上に取り付けられた二列の圧電素子と、センサを適所に保持し且つ圧電素子の背面の電極に対する電気アース接続を与えるのに役立つ二つの周囲スチールバンド（鋼帯）を有する。スチールバンドはセンサを固定するのに役立つが、センサはエポキシ接着剤を用いてパイプに接着される。
【0003】
センサの配線の完了後に、組立体をポリウレタンエラストマーでオーバーモールドして、機械的保護及び環境的保護を与え、また、受信信号にノイズをもたらし得る望ましくない振動に対する減衰を与える。回路をパイプに設置するために、センサの内側面に接着剤を適用し、次いで、二つのスプリング付きボルトを用いてスチールバンドを張る。トランスデューサ素子に対する力は、バンドの張力に依存していて、閉鎖ボルトに印加されるトルクを注意深く監視することによって制御される。
【0004】
複数の圧電素子は、パイプの周囲でグループ又は「チャネル」に分割されて、典型的には列毎に６個から１２個の間のチャネルに分割される。パイプの周囲は、複数のフレキシブル回路板を使用することを要するようなものとなり得るので、これを許容するように回路毎のチャネルの数を調節する必要が生じ得る。例えば、１６チャネルのリングを生成するために四個のフレキシブル回路板をパイプの周囲に巡らせることが必要となる場合、各回路板は、二列の素子と、列毎に二つのチャネルを要する。従って、四つの回路板を組み合わせると、列毎に八つのチャネルを有する二つの列が生じる。
【0005】
パイプを検査するために、発振電圧をアレイの複数のチャネルに順次印加する。これによって、トランスデューサがパイプ内に剪断波を発生させる。信号を送信した後のトランスデューサは、パイプ中の反射振動を受信して、それを処理及び分析可能な電気信号に変換するのに用いられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第一態様によると、ガイド波検査用の超音波センサが提供される。センサは、フレキシブル回路板と、フレキシブル回路板上の複数の圧電素子からなる圧電素子アレイと、複数の永久磁石からなる永久磁石アレイとを備え、各圧電素子は各永久磁石とフレキシブル回路板との間に配置される。
【0007】
圧電素子は好ましくは剪断分極（ｓｈｅａｒ‐ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）圧電素子である。しかしながら、圧電素子は厚さ分極（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）のものともなり得て、例えばレールのガイド波検査用となる。圧電素子は好ましくはフレキシブル回路板上に直接配置又は支持される。
【0008】
圧電素子は、フレキシブル回路板を横切って第一方向に沿って第一列と第二列で並べられ得る。第一列の圧電素子の分極と第二列の圧電素子の分極は好ましくは同じである。例えば、第一列の圧電素子の分極と第二列の圧電素子の分極は反平行である。二列よりも多く、例えば、三列、四列、五列以上の圧電素子が存在し得る。
【0009】
複数の圧電素子からなるアレイは１０個から５００個の間の圧電素子を備え得る。
【0010】
圧電素子は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のブロックを備え得る。各圧電素子は略矩形の直方体であり得る。各圧電素子は、面取りされた角等の向き特定用の特徴部を有する。
【0011】
フレキシブル回路板は、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリエステル等のプラスチック材を備え得る。フレキシブル回路板は、導電トラック、例えば銅トラックを支持し得る。
【0012】
永久磁石は、フェライトや希土類金属、例えば、ネオジム鉄ホウ化物（ＮｄＦｅＢ）やサマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）等を備え得る。永久磁石は直方体であり得る。各永久磁石は、永久磁石とフレキシブル回路板との間の隙間を減らすために各圧電素子を収容するためのノッチを有し得る。
【0013】
超音波センサは、フレキシブルシート上でシートに沿って永久磁石同士の間で永久磁石のライン上にわたって延伸する少なくとも一つの導電ストリップを更に備え得る。少なくとも一つの導電ストリップは、例えば銅製の、少なくとも一つの金属ストリップを含み得る。
【0014】
超音波センサは一組の複数のワイヤを更に備え得て、各ワイヤは各圧電素子に接続され、又は、フレキシブル回路板の各導電トラックに接続され、導電トラックは、一つ以上の圧電素子にそれぞれ接続され、又は少なくとも二つの導電素子の組に接続される。
【0015】
超音波センサは、少なくともフレキシブル回路板と圧電素子と永久磁石を封止するオーバーモールドを更に備え得る。
【0016】
本発明の第二態様によると、第一態様の超音波センサを複数備えるトランスデューサアレイリングが提供される。
【0017】
トランスデューサアレイリングは、端と端を合わせて（ｅｎｄ‐ｔｏ‐ｅｎｄ）並べられた第一超音波センサと第二超音波センサを覆うように配置され且つ第一超音波センサと第二超音波センサに固定された第一接合用ストリップと第二接合用ストリップを更に備え得る。
【0018】
本発明の第三態様によると、第一態様の超音波センサ又は第二態様のトランスデューサアレイリングを使用する方法が提供され、本方法は、超音波センサ又はトランスデューサアレイを強磁性構造体（パイプ、風力タービン塔、街灯柱、建物支持体等）に取り付けることを備える。
【0019】
超音波センサ又はトランスデューサアレイリングは、接着剤や保持用バンドを用いずに強磁性構造体に固定され得る。超音波センサ又はトランスデューサアレイリングは、接着剤や保持用バンドを用いて強磁性構造体に固定されてもよい。
【0020】
本方法は、取り付けられた超音波センサ又はトランスデューサアレイを強磁性構造体から取り外すことを更に備え得る。
【0021】
本方法は、超音波センサ又はトランスデューサアレイを水中又は水近傍で使用することを更に備え得る。
【0022】
本方法は、超音波センサ又はトランスデューサアレイを強磁性構造体の内壁に設置することを更に備え得る。
【0023】
以下、本発明の特定の実施形態を添付図面を参照して例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】オーバーモールドを備える超音波センサストリップの斜視図である。
【図4】圧電トランスデューサのアレイを支持しているフレキシブル回路板を備える組立体の斜視図である。
【図6】圧電トランスデューサのアレイと永久磁石のアレイを支持するフレキシブル回路板を備える組立体の斜視図である。
【図8】圧電トランスデューサのアレイと永久磁石のアレイと導電ストリップを支持するフレキシブル回路板を備える組立体の斜視図である。
【図9】フレキシブル回路板と圧電トランスデューサと永久磁石のアレイと導電トラックの一部の斜視図である。
【図10】センサをチャネルにグループ化することを例示する平面図である。
【図11】パッチを用いて互いに接合された二つのセンサストリップの斜視図である。
【図12】パイプと整列構造体の周りの複数のセンサストリップの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１から図３を参照すると、パイプ等の構造体のガイド波検査用の超音波センサストリップ１が示されている。以下で詳細に説明するように、二つ以上の超音波センサストリップ１を互いに接合して、大口径パイプ等の大型構造体を検査するためのトランスデューサアレイリング３１（図１１）を形成し得る。センサストリップ１とトランスデューサリングは、接着剤や張力バンドを使用せずに鋼鉄等の強磁性体製の構造体に固定可能である。
【0026】
特に図３を参照すると、超音波センサストリップ１は、長手方向軸に沿って第一端３と第二端４との間で延伸し且つ対向する第一側縁５と第二側縁６を有するストリップ状のフレキシブル回路板２を含む。フレキシブル回路板２は、ポリイミドや他の適切なプラスチック材等の誘電体製の基板７を備え、その基板７は、導電トラック９（図９）を支持する表面８（本願において「上面」と称する）を有する。基板７は厚さｓを有し、その厚さｓは好ましくは２ｍｍ未満であり、より好ましくは１ｍｍ未満である。
【0027】
フレキシブル回路板２は、例えば２インチの公称口径や１インチの公称口径を有するパイプ等の構造体の周りに巻かれる又はコンフォーマルに一致するのに十分小さな曲率半径を有するように弾性屈曲することができるのに十分フレキシブルである。フレキシブル回路板２は、矩形ストリップの形状を取る必要はない。フレキシブル回路板２は、正方形、多角形、複雑な形状を有する多辺形、円形、楕円形、弓状となり得る。
【0028】
図４及び図５も参照すると、フレキシブル回路板２は複数の圧電素子１０からなるアレイを支持し、そのアレイの圧電素子は、二列１１１、１１２に並べられて、フレキシブル回路板２に沿って圧電素子１０の対１２１、１２２、１２３、…１２ｎを形成している。一列の圧電素子１０のみが板２上に配置される場合もあり得る。二列の圧電素子よりも多く、例えば、三列、四列、五列以上、例えば九列で板２上に配置される場合もあり得る。この場合、アレイは矩形アレイである。圧電素子１０は、好ましくはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のブロックを備える。圧電素子１０は細長であり、長手方向軸を有し、その軸に沿った分極１４を有する。各対１２１、１２２、１２３、…１２ｎの圧電素子１０は、長手方向がストリップ状の板２を横切るように向けられて、逆向きの分極で端が向かい合うように並べられる。圧電素子１０は、同じ方向に向いた分極を有し得る。各圧電素子１０は、組み立て中に向きを決めるのに役立つように面取りされた角１５を有する。圧電素子の数と分極は、構造体に励起されるモードに依存する。
【0029】
図６も参照すると、センサ１は、複数の永久磁石１６からなるアレイを含み、このアレイの永久磁石も二列１７１、１７２で並べられて対１８１、１８２、…１８ｎを形成している。永久磁石１６は、ニッケルメッキされたネオジム鉄ホウ化物（ＮｄＦｅＢ）希土類磁石の形態を取り得る。永久磁石はフェライトやサマリウムコバルト等の他の物質製ともなり得る。永久磁石１６は寸法１２ｍｍ×１２ｍｍ×１２ｍｍの立方体である。しかしながら、永久磁石１６は立方体である必要ななく、他の寸法を有することができる。各永久磁石１６は各圧電素子１０上に存在して、各圧電素子１０が各永久磁石１６とフレキシブル回路板との間に挟まれて配置されるようになる。
【0030】
図７も参照すると、永久磁石１６は溝１９を有し得て、溝１９は、永久磁石１６とパイプ壁（図示せず）との間の隙間を減らし、つまりは、パイプ上に圧電素子１０を引き寄せるための磁力を増やすのに役立つ。
【0031】
永久磁石１６はそれぞれフレキシブル回路板２に直交する向きの磁化２０を有する。一方の列１７１において、磁化２０を一方向に向け、例えばＮ極を上にして（Ｓ極をフレキシブル回路板２に向ける）、他方の列１７２では、磁化２０を逆方向に向け、Ｓ極を上にする（Ｎ極をストリップに向ける）。従って、各対１８１、１８２、…１８ｎにおいて磁化２０は反平行を向いている。
【0032】
永久磁石１６を用いて、鋼パイプ上にストリップ１を引き寄せることができる。磁石１６が発生させる磁場は、フレキシブル回路板２を通り抜けて、磁石１６をパイプの壁に引き寄せる。
【0033】
圧電素子は、１３ｍｍの（ストリップを横切る方向の）幅ｗと、３ｍｍの（ストリップに沿った方向の）長さｌと、１ｍｍの厚さｔを有する。圧電素子の寸法は異なるものと得て、つまり、より大きな又はより小さな素子が使用可能である。圧電素子１０のアスペクト比も異なり得る。永久磁石１６は３２ｍｍの横方向ピッチ（又は「列同士の間隔」）ｐ１と、２６．２５ｍｍの縦（長手）方向ピッチｐ２を有する。第一ピッチと第二ピッチは多様なものとなり得る。例えば、第一ピッチは２１ｍｍとなり得る（８４ｍｍの波長に対応している）。一般的に、パイプの直径（及びパイプの壁厚）が小さくなるほど、小さなピッチが用いられる。列を下っていく場合とは対照的に、磁化は列同士の間で交互になり、末端の永久磁石１６１、１６ｎ（つまり、列の最初と最後の磁石）が末端から二番目の磁石１６２、１６（ｎ－１）に引き寄せられることを防止するのに役立つ。
【0034】
圧電素子１０は、構造体（例えば、パイプ）の曲率に最も良くコンフォーマルに一致するように向けられる。つまり、圧電素子１０の（長辺ではなくて）短辺がストリップに沿って延伸し、つまりはパイプの円周に沿って延伸する。
【0035】
図８も参照すると、センサ１は第一導電ストリップ２１１と第二導電ストリップ２１２を含む。導電ストリップ２１１、２１２は接地アース用に用いられ、銅や他の適切な導体製となり得る。第一導電ストリップ２１１は、フレキシブル回路板２に沿って第一列１７１の永久磁石１６上に延伸し、第二導電ストリップ２１２は、フレキシブル回路板２に沿って第一導電ストリップと平行に第二列１７２の永久磁石１６上に延伸する。
【0036】
図９も参照すると、ワイヤ（図示せず）が、フレキシブル回路板２の導電トラック９を介して圧電素子１０に接続される。ワイヤ（図示せず）は、フレキシブル回路板２の表面に固定され、フレキシブル回路板２とワイヤ（図示せず）との間の曲率半径の差を最小にして、組立体が曲げられた際にワイヤに応力がかかることを防止するのに役立つ。更なる保護を与えるため、ワイヤ（図示せず）が蛇行路に沿うようにして、パイプの周りに平坦なセンサを巻くことに起因する応力の経路に沿った直線状に延伸することを避け得る。明確にするためワイヤは図面からは省略されている。
【0037】
フレキシブル回路板２と圧電素子１０とワイヤ（図示せず）と永久磁石１６と導電ストリップ２１１、２１２の組立体は、オーバーモールド２３内に封止される。オーバーモールド２３はポリウレタンを備え得る。シリコーンやフルオロシリコーン等の他の物質も使用可能である。オーバーモールド２３は、ワイヤ（図示せず）が現れるパイプ部２４を含む。
【0038】
永久磁石１６上のニッケルメッキと圧電素子１０上の電極（図示せず）との間にはオーム電気接続部が存在し、金メッキの形態を取り得る。これを用いて圧電素子１０用のアース接続部を与える。適切な治具（図示せず）を用い、非導電性メタクリレート接着剤や他の適切な接着剤（導電性、金属含有、単一成分、熱硬化性樹脂等）で永久磁石１６を圧電素子上に結合させる。磁石１６に対する電気的接続を与えるため、粘着性のニッケルメッキ銅の二つのストリップを列中の各磁石１６とフレキシブル回路上の適切なアース接続部に接着し次いではんだ付けする。
【0039】
【0040】
小口径パイプ、例えば、「６インチ」の公称口径又は６．６２５インチの公称外側直径（１６．８センチメートル）のものについては、単一の超音波センサストリップ１がトランスデューサアレイリングとして使用可能である。大口径パイプ、例えば、「２４インチ」（６１センチメートル）の公称口径のものについては、四つの超音波センサストリップ１を組み合わせて、トランスデューサアレイリングを形成することができる。
【0041】
特に図９を参照すると、チャネル２５が示されている。例えば、フレキシブル基板７上の導電トラック９は、例えば銅又は他の適切な物質製であり、圧電素子１０と共に信号を提供及び収集するのに使用され得る。単一のトラック９を用いて、素子１０同士をグループ化することができる。
【0042】
素子１０が発生させ受信する超音波エネルギーを、検査されているパイプの壁に結合させるため、剪断カプラント（接触媒質）（図示せず）が使用され得る。
【0043】
永久磁石１６が検査中のパイプの厚さと同様となり得る寸法を有しているので、永久磁石１６はパイプ壁の共振モードと同様の共振モードを有し得る。トランスデューサアレイからパイプ壁厚データを抽出するためには、磁石の共振を十分減衰させて、対象周波数近傍で受信される信号にノイズを生じさせないようにすることが望ましい。対象周波数における減衰は、オーバーモールドに使用されているポリウレタンの種類に応じて異なり得る。二成分ポリウレタン樹脂系が使用され得て、これは、硬質エラストマーと軟質エラストマーの両方のエマルションとして振る舞い、組立体の機械的保護及び環境的保護と共に有効な減衰を与える。
【0044】
図１１を参照すると、複数の低伸縮性接合用ストリップ２７を用いて二つ以上の超音波センサ１を取り付けて、より長い又は面積拡張センサを形成することができ、それら接合用ストリップ２７は、ウェビング（例えば、ハイパロン（登録商標）でコーティングされたポリエステル製）等であって、端と端と突き合わせて（ｅｎｄ‐ｔｏ‐ｅｎｄ）並べられた隣接の超音波センサ１のオーバーモールドの側部にわたって延伸する。
【0045】
超音波センサ１は、トランスデューサが略等しい信号強度の信号を提供することを補助することができる。永久磁石１６とパイプとの間にフレキシブル回路板２及び圧電センサ１０を保持することによって、永久磁石１６が、磁気吸引力でセンサストリップ１をパイプの壁に付勢する。各圧電素子１０に印加される力は、素子１０後方の各永久磁石１６からのみ発生するものであって、例えば、素子１０をパイプに付勢するのに用いられるスチールバンドの輪状の圧力によるものではない。永久磁石１６が全て同じサイズのものであり、パイプ壁から同じオフセットを有するので、磁気吸引力は全ての圧電素子１０にとって等しくなる。圧電素子１０に対する圧力を統一することによって、圧電素子１０が発生させる信号が等しく整合する。全てのトランスデューサ１０に対する力のレベルを等しくすることは、送受信される信号が全て均等に整合していて、バランスがとられていない信号と比較して信号対ノイズ比を改善することを意味する。
【0046】
フレキシブル回路板２と圧電素子１０と磁石１６とアース用ストリップ２１１、２１２とワイヤ（図示せず）が可動部を有さず、厚いエラストマー中に封止されているので、センサシート１は防水性を改善することができる。更に、センサ１が直立した突起部を有する平坦なシートを全般的に備えるものであるので、その平坦なシートの中立軸周りで曲げることによって組立体がパイプ表面にコンフォーマルに一致する。突起部は、組立体のどの部分に張力がかかり、圧縮されるのかを定めるのに関与しない。これは、パイプの周りで変形しているエラストマーの断面二次モーメントが非常に低くなることを意味し、８インチ（２０センチメートル）から４８インチ（１２２センチメートル）の間又はそれ以上の直径を有するパイプ上で、更には平坦板上で回路を使用することを簡単にする。
【0047】
複数のセンサ１を備えるトランスデューサアレイリング（又は単純に「トランスデューサリング」と称する）は多種多様な応用で使用可能である。
【0048】
【0049】
カプラントを乾燥状態で適用した後に、リング３１をダイバーに向けて降下させ、ダイバーがリングをパイプ３２に設置する。シェルフ状の整列補助部３３を用いて、リング３１をパイプ３２の軸と整列させることを補助することができる。ラチェットストラップ３４を用いて支持体３５を適所に保持することができる。検査後に、リング３１を取り外して水上に戻し、洗浄してカプラントを再適用する。
【0050】
リング３１は常設され得る。カプラントの代わりに、水上で混合及び適用され、次いで海中でパイプ上に固着する防水性エポキシ樹脂が使用可能である。
【0051】
海中用トランスデューサアレイリング３１は、遠隔操作の水中ビークルを用いて設定可能である。
【0052】
トランスデューサリングは、トランスデューサリングを素早く配備することが望まれる状況、トランスデューサリングが濡れ易い状況、トランスデューサリングが湿地や浅瀬で配備される状況、例えば、三角州や川の飛沫帯において使用可能である。トランスデューサリングは素早く設置して素早く取り外すことができるものである。
【0053】
トランスデューサリングは内側内部でも使用可能であり、例えば、風力タービン塔内部や、ドリルパイプ端検査部の内部で使用される。
【0054】
［変更］
前述の実施形態に多様な変更が為され得ることを理解されたい。そうした変更は、超音波センサ（特にガイド波検査作用の超音波センサ）やその部品の設計、製造、使用において既知の等価な特徴な他の特徴を含み得て、上述の特徴に代えて又は加えて使用可能である。一つの実施形態の特徴は他の実施形態の特徴で置換又は補完され得る。
前述の実施形態に多様な変更が為され得ることを理解されたい。そうした変更は、超音波センサ（特にガイド波検査作用の超音波センサ）やその部品の設計、製造、使用において既知の等価な特徴な他の特徴を含み得て、上述の特徴に代えて又は加えて使用可能である。一つの実施形態の特徴は他の実施形態の特徴で置換又は補完され得る。
【0055】
超音波センサは、閉じたリングを形成するように並べられる必要はない。例えば、センサは、パイプや板状の構造体にパッチとして適用可能である。
【0056】
構造体はパイプである必要ななく、他の形態のチューブ状の構造体、又はレールであってもよい。
【0057】
本願の請求項では特徴が特定の組み合わせで規定されているが、本発明の開示範囲は、現在特許請求されているのと同じ発明に関するものであろうとなかろうと、また、本発明と同じ技術的課題の一部又は全部を軽減するものであろうとなかろうと、明示的又は暗示的に本願で開示されているあらゆる新規な特徴や特徴の新規組み合わせ、その一般化も含むものであることを理解されたい。本願の審査経過において、又は本願から派生する追加の出願においてそのような特徴及び／又は特徴の組み合わせについての新たな請求項が規定され得ることに留意されたい。
【符号の説明】
【0058】
１ 超音波センサストリップ
２ フレキシブル回路板
７ フレキシブル基板
９ 導電トラック
１０ 圧電素子
１６ 永久磁石
２１ 導電ストリップ
２７ 接合用ストリップ
２ フレキシブル回路板
７ フレキシブル基板
９ 導電トラック
１０ 圧電素子
１６ 永久磁石
２１ 導電ストリップ
２７ 接合用ストリップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】