(57)【要約】【課題】薄膜状の超音波振動子の経時変化に対し、被検体の計測値の校正を、簡易かつ低コストな手段で被検体に設置したまま可能にする。【解決手段】超音波振動子１２Ａは、上部電極１８と下部電極２０との間に圧電体１６を挟持してなり、ミクロン単位の膜厚を有する圧電素子１４と、下部電極２０に固着された校正板２２とで構成され、接触媒質２４を介して配管Ｔの表面に固定されている。超音波振動子１２Ａから発信された超音波パルスが配管Ｔ及び校正板２２で反射した反射波の波形は表示部１２に表示される。校正板２２は既知の板厚及び材質を有し、校正板２２から反射した反射波の波形及び時間軸を用い、超音波振動子１２Ａを含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と上部電極との間に圧電体を挟持してなり、被検体の表面に固定されて前記被検体に向けて超音波を発信し、前記被検体で反射した反射波を受信して高周波電圧に変換する薄膜状の超音波振動子と、前記高周波電圧の波形を表示する表示部とを有する超音波計測装置において、
既知の板厚及び材質を有して前記超音波振動子に固定され、前記超音波振動子から発信された超音波が伝搬する板状の校正部材とを備え、
前記校正部材で反射した超音波の反射波であって、前記表示部で表示された該反射波の高周波電圧の波形及び時間軸に係る情報から、前記超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正することを特徴とする超音波計測装置。
【請求項２】
前記被検体及び前記校正部材の温度を検出する温度センサと、
前記被検体と前記校正部材との材質及び温度の違いにより生じる前記被検体と前記校正部材との超音波伝搬速度の差を相殺する補正手段とをさらに備え、
前記補正手段で補正された前記被検体及び前記校正部材の超音波伝搬速度に基づいて、前記超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正することを特徴とする請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項３】
前記校正部材の板厚及び材質を、前記被検体の反射波と前記校正部材の反射波とが前記表示部の時間軸上で重ならない板厚及び材質とすることを特徴とする請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項４】
前記校正部材の板厚及び材質を、前記校正部材の反射波が前記被検体の反射波の波形及び時間軸の把握を妨げないほど前記校正部材の反射波の振幅が小さくなる板厚及び材質とすることを特徴とする請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項５】
前記校正部材が、前記下部電極と前記被検体との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項６】
前記校正部材が、前記上部電極の表面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項７】
前記下部電極が既知の板厚及び材質を有する板状の校正部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項８】
前記下部電極は、該下部電極の反射波と前記被検体の反射波とが前記表示部の時間軸上で重ならない厚さ及び材質を有していることを特徴とする請求項６に記載の超音波計測装置。
【請求項９】
下部電極と上部電極との間に圧電体を挟持してなり、被検体の表面に固定されて前記被検体に向けて超音波を発信し、前記被検体で反射した反射波を受信して高周波電圧に変換する薄膜状の超音波振動子と、前記高周波電圧の波形を表示する表示部とを有する超音波計測装置の校正方法において、
前記被検体及び前記既知の板厚及び材質を有して前記超音波振動子に固定された板状の校正部材に超音波を伝搬させる第１工程と、
前記被検体及び前記校正部材で夫々反射した超音波の反射波を前記超音波振動子で受信し、高周波電圧に変換する第２工程と、
前記被検体及び前記校正部材の高周波電圧の波形を前記表示部に表示させ、前記校正部材の高周波電圧の波形及び時間軸に係る情報から、前記超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正する第３工程とを含むことを特徴とする超音波計測装置の校正方法。
【請求項１０】
前記被検体及び校正部材の温度を検出する温度検出工程と、
前記被検体と前記校正部材との材質及び温度の違いにより生じる前記被検体と前記校正部材との超音波伝搬速度の差を補正する補正工程とをさらに含み、
前記第３工程では、前記補正工程で補正された前記被検体及び前記校正部材の超音波伝搬速度に基づいて、前記超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正することを特徴とする請求項９に記載の超音波計測装置の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜状の圧電素子からなる超音波振動子を有し、簡単な手段で該超音波振動子の校正を可能にした超音波計測装置及びその校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントなどの配管の傷や減肉状況を検査する方法として、超音波を用いた検査方法がある。この方法は、超音波を被検体に照射してその反射波を受信し、その波形から傷や減肉状況を把握するものである。超音波を発生させる手段として、圧電効果を有する圧電体が用いられている。即ち、下部電極と上部電極との間に圧電体を挟持した圧電素子からなる超音波振動子を用い、超音波振動子に電圧を付加することで、被検体に超音波を発信するようにしている。
【０００３】
被検体に発信された超音波は被検体の傷や境界で反射する。その反射波を受信機で受信し、高周波電圧に変換し、該高周波電圧の波形をブラウン管で表示することで、欠陥や減肉の有無，存在位置及び大きさを知ることができる。
超音波振動子は信号レベルの低下や、信号を発信する時間軸のズレ等の経年変化が起るため、感度や時間軸の校正を行う必要がある。肉厚計測を行う超音波振動子の場合、一般的に、計測前後に既知の板厚を有する校正片を計測することで校正している。また，これらの校正は規格などにより，一定期間ごとに実施することが義務付けられている。
【０００４】
特許文献１には、超音波を用いた流量計の校正を行う方法が開示されている。流路を流れる被測定流体の流量は、流路を伝搬する超音波の伝搬時間に基づいて算出される。従来は、伝搬時間の計測起点を超音波振動子に入力される駆動信号の入力タイミングとしていた。この場合、駆動信号の入力タイミングから超音波の被測定流体への放出タイミングに至る遅延時間が一定である間は補正可能であるが、この遅延時間に経年変化が出てくれば補正が不可となる。そこで、特許文献１では、遅延時間を定期的に計測し、駆動信号の入力タイミングから超音波が受信部に到達するまでの計測時間ｔｘから遅延時間ｔｏを減算することで、経年変化が起っても伝搬時間を正確に計測できるようにしている。
【０００５】
近年、高温耐熱性を有する薄膜状の超音波振動子が開発されている。この超音波振動子は下部電極、上部電極及び圧電体がミクロン単位の薄膜状に形成され、配管などの被検体の表面に貼り付けられる。これによって、１年以上の長期間常時モニタリングすることが可能になる。特許文献２には、かかる薄膜状の超音波振動子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６４４６５号公報
【特許文献２】特開２０１３−０９８５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された校正手段は、複雑な計測回路及び補正回路を必要とし高コストとなるという問題がある。
また、長期間の高精度な連続モニタリングを実現するためには，校正のために被検体からセンサを外したり再度設置したりする作業により生じる誤差を抑える必要があり，センサは被検体から外さず，常時設置した方がよい。そのため，前述のような、既知の板厚及び材質を有する校正片を用いる校正方法を採用できない。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、薄膜状の超音波振動子の校正を、簡易かつ低コストな手段で被検体に設置したまま可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の超音波検査装置は、下部電極と上部電極との間に圧電体を挟持してなり、被検体の表面に固定されて被検体に向けて超音波を発信し、被検体で反射した反射波を受信して高周波電圧に変換する薄膜状の超音波振動子と、該高周波電圧の波形を表示する表示部とを有する超音波計測装置に適用される。
【００１０】
そして、前記目的を達成するため、既知の板厚及び材質を有して超音波振動子に固定され、超音波振動子から発信される超音波が伝搬する板状の校正部材を備え、該校正部材で反射した超音波の反射波であって、表示部で表示された該反射波の高周波電圧の波形及び時間軸（時間軸上の位置）に係る情報とから超音波振動子を含む計測装置の時間軸と信号レベルを校正するものである。
【００１１】
校正部材を伝搬する超音波の伝搬速度は校正部材の材質によって異なる。本発明では、被検体から反射する反射波の波形及び時間軸と共に、既知の板厚及び材質を有する校正部材から反射する反射波の波形及び時間軸を表示部に表示させる。既知の板厚及び材質を有する校正部材から反射する反射波の波形及び時間軸は既知である。この反射波の波形及び時間軸を用い、既知の波形及び時間軸と被検体の反射波の波形及び時間軸とを比較することで、被検体の板厚検出と同時に、超音波振動子を含む計測装置の校正を行うことができる。
【００１２】
このように、超音波振動子に既知の板厚及び材質を有する校正部材を組み込むだけの簡易かつ低コストな手段で、薄膜状の超音波振動子を配管などの被検体に被着したままで、超音波振動子を含む計測装置の校正が可能となる。また、被検体に対する超音波計測時に、同時に校正を行うことができる。
なお、校正部材は、例えば被検体が高温となる場合や、高温雰囲気に配置される場合、耐熱性材料で構成するとよい。
【００１３】
また、物質内を伝搬する超音波の速度はその物質の温度によっても異なってくる。そこで、本発明の一実施態様として、被検体及び校正部材の温度を検出する温度センサと、被検体と校正部材との材質及び温度の違いにより生じる被検体と校正部材との超音波伝搬速度の差を相殺する補正手段とをさらに備え、この補正手段で補正された被検体及び校正部材の超音波伝搬速度に基づいて、超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正するようにすることができる。
これによって、被検体と校正部材の材質や温度環境が異なる場合でも、精度良い校正データを採取できる。
【００１４】
本発明の一実施態様として、校正部材の板厚及び材質を、被検体の反射波と校正部材の反射波とが表示部の時間軸上で重ならない板厚及び材質とすることができる。これによって、被検体に対する超音波計測時に、被検体の反射波及び校正部材の反射波の波形や時間軸を両方とも明瞭に表示できるので、被検体の計測に悪影響を与えない。
【００１５】
本発明装置の一実施態様として、校正部材の板厚及び材質を、校正部材の反射波が被検体の反射波の波形及び時間軸の把握を妨げないほど校正部材の反射波の振幅が小さくなる板厚及び材質とすることができる。これによって、被検体に対する超音波計測時に、被検体の反射波及び校正部材の反射波の波形や時間軸を両方とも明瞭に表示できるので、被検体の計測に悪影響を与えない。
校正部材の材質は、例えば、金属又は樹脂を用いることができる。高温雰囲気で樹脂を用いるときは耐熱樹脂を用いる。
【００１６】
また、校正部材の材質を被検体の材質と同一とすれば、被検体を伝搬する超音波の伝搬速度と校正部材を伝搬する超音波の伝搬速度とは同一となる。これによって、表示部に表示部される校正部材の反射波の時間軸上の位置を推定しやすくなる。
例えば、被検体が発電プラントに用いられる配管であり、該配管の材質が低合金鋼、高Ｃｒ鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ基合金等のとき、これらと同一の材料を用いる。
【００１７】
本発明装置の一実施態様として、校正部材を下部電極と被検体との間に配置することができる。これによって、校正部材が上部電極などの配置のじゃまにならず、かつ校正部材と被検体の温度条件をほぼ同一にできる。物質を伝搬する超音波の伝搬速度は、物質の材質だけでなく、温度によっても影響を受ける。本実施態様では、校正部材の温度と被検体の温度をほぼ同一とすることで、表示部に表示される被検体の反射波と校正部材の反射波の時間軸上の位置は、両者の板厚で一義的に決まる。そのため、両者の反射波の重なりをなくすように表示させることが容易になる。
【００１８】
本発明装置の一実施態様として、校正部材を上部電極の表面に固定することができる。これによって、圧電素子と被検体との間に校正部材がなくなるので、超音波が被検体に達するまでの超音波の減衰を低減できる。そのため、被検体で反射される反射波を高感度で計測できる。
【００１９】
本発明装置の一実施態様として、下部電極を既知の板厚及び材質を有する板状の校正部材で構成することができる。このように、下部電極を校正部材として兼用させることで、別途校正部材を設ける必要がなくなり、超音波振動子の構成を簡素化かつ低コスト化できる。
この場合、下部電極は校正部材の反射波と被検体の反射波とが表示部の時間軸上で重ならない厚さ及び材質を有しているとよい。これによって、被検体の超音波計測時に、被検体の反射波及び校正部材の反射波の波形や時間軸を両方とも明瞭に把握できる。これによって、被検体の計測に悪影響を与えることなく、被検体の傷や板厚を正確に計測できる。
【００２０】
本発明の超音波計測装置の校正方法は、下部電極と上部電極との間に圧電体を挟持してなり、被検体の表面に固定されて被検体に向けて超音波を発信し、被検体で反射した反射波を受信して高周波電圧に変換する超音波振動子と、高周波電圧の波形を表示する表示部とを有する超音波計測装置に適用されるものである。
【００２１】
本発明方法は、前記目的を達成するため、被検体及び既知の板厚及び材質を有して超音波振動子に固定された板状の校正部材に超音波を伝搬させる第１工程と、被検体及び校正部材で夫々反射した超音波の反射波を超音波振動子で受信し、高周波電圧に変換する第２工程と、被検体及び校正部材の高周波電圧の波形を表示部に表示させ、校正部材の高周波電圧の波形及び時間軸に係る情報から、超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正する第３工程とを含むものである。
【００２２】
本発明方法では、超音波振動子から被検体に超音波を照射した時、表示部に表示される被検体からの反射波の波形及び時間軸と、既知の板厚及び材質を有する校正部材からの反射波の波形及び時間軸を比較することで、被検体の板厚の計測と同時に、超音波振動子を含む計測装置の校正を行うことができる。
従って、超音波振動子に既知の板厚及び材質を有する校正部材を組み込むだけの簡易かつ低コストな手段で、超音波振動子を配管などの被検体に被着したままで、被検体から反射する反射波の校正が可能となる。
【００２３】
本発明方法の一実施態様として、被検体及び校正部材の温度を検出する温度検出工程と、被検体と校正部材との材質及び温度の違いにより生じる被検体と校正部材との超音波伝搬速度の差を補正する補正工程とをさらに含み、前記第３工程では、補正工程で補正された被検体及び校正部材の超音波伝搬速度に基づいて、超音波振動子を含む計測装置の時間軸及び信号レベルを校正することができる。
これによって、被検体と校正部材の材質や温度環境が異なる場合でも、精度良い校正データを採取できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、薄膜状の超音波振動子に校正部材を組み込むことで、超音波振動子を含む計測装置を、簡易かつ低コストで被検体に設置したまま可能となる。また、被検体の計測と同時に校正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波計測装置の構成図である。
【図２】前記超音波計測装置の超音波振動子の断面図である。
【図３】配管に固定された前記超音波振動子の斜視図である。
【図４】前記超音波計測装置による処理フローを示すフロー図である。
【図５】（Ａ）は従来の超音波振動子で計測した反射波の波形を示し、（Ｂ）及び（Ｃ）は第１実施形態の超音波振動子で計測した反射波の波形を示す線図である。
【図６】前記超音波振動子の校正時期を示すフロー図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る超音波振動子の断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は第２実施形態の超音波振動子で計測した反射波の波形を示す線図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る超音波振動子の断面図である。
【図１０】第３実施形態の超音波振動子で計測した反射波の波形を示す線図である。
【図１１】温度と超音波伝搬速度との関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２７】
（実施形態１）
次に、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態は、発電プラントに用いられた配管の傷や減肉状況を検査する例である。図１は、本実施形態に係る超音波計測装置１０の構成を示す。図１において、被検体である配管Ｔの表面に超音波振動子１２Ａが固定されている。超音波振動子１２Ａは、圧電素子１４と圧電素子１４に固定された校正板２２とで構成されている。圧電素子１４は、四角形を有した膜状の圧電体１６と、圧電体１６の上面に被着された銀製の膜状の上部電極１８と、圧電体１６より大きな面積を有し、圧電体１６の下面に被着された四角形の膜状の下部電極２０とで構成されている。
【００２８】
圧電体１６はセラミックス製で下部電極２０の表面に焼付けにより固着されている。下部電極２０はステンレス鋼で構成されている。圧電体１６、上部電極１８及び下部電極２０は、夫々ミクロン単位の膜厚を有している。下部電極２０の下面には校正板２２が固着されている。校正板２２は、下部電極２０と同一形及び同一面積を有し、配管Ｔと同一の材質で構成されているとよい。例えば、配管Ｔが低合金鋼、高Ｃｒ鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ基合金等で構成されているとき、校正板２２もこれらの材質で構成される。
【００２９】
図２に示すように、超音波振動子１２Ａは、校正板２２が耐熱性の接触媒質２４に接触した状態で、接触媒質２４を介して配管Ｔの表面に固定されている。超音波振動子１２Ａを配管Ｔの表面に固定する固定方法は、例えば、超音波振動子１２Ａを粘着性のフィルムで覆うことで配管Ｔの表面に固定する。あるいは接着性を有する接触媒質２４を用いて配管Ｔに接着するようにする。
図３に示すように、超音波振動子１２Ａは、傷の有無や減肉状況の検査を必要とする配管Ｔの領域に、複数箇所に亘って固定される。
【００３０】
上部電極１８及び下部電極２０は、夫々導線２６及び２８で探傷器本体３０に接続されている。導線２６及び２８はコード２９に束ねられている。超音波振動子１２Ａから超音波パルスが配管Ｔ及び校正板２２に発信される。超音波は音響特性の異なる媒体間で反射するという特性がある。そのため、超音波振動子１２Ａから発信された超音波パルスは、下部電極２０、校正板２２及び配管Ｔの表面及び裏面で反射する。各反射波は超音波振動子１２Ａで受信され高周波電圧に変換される。探傷器本体３０は表示部３２を有している。前記高周波電圧は導線２６及び２８を介して表示部３２に送られ、表示部３２に横軸を時間軸とした該高周波電圧の波形が表示される。
【００３１】
超音波振動子１２Ａが固定された領域に隣接した配管Ｔの表面には熱電対３４が貼設されている。熱電対３４で検出した温度は、ケーブル３６を介して探傷器本体３０に送信される。校正板２２を伝搬する超音波パルスの伝搬速度は、校正板２２の板厚及び材質のみならず、校正板２２の温度で決められる。図１１は、ある材質の金属を伝搬する超音波の温度と伝搬速度との関係を示す線図の一例である。
【００３２】
本実施形態では、校正板２２と配管Ｔとは隣接配置されているので、校正板２２の温度は熱電対３４で検出した配管Ｔの温度と同等とみなすことができる。
図１に示すように、熱電対３４で検出した検出信号はケーブル３６を介して探傷器本体３０に内蔵された伝搬速度算出部３８に入力される。伝搬速算出部３８では、検出した検出信号と、配管Ｔ及び校正板２２の材質から配管Ｔ及び校正板２２を伝搬する超音波の伝搬速度を算出する。補正部４０では、配管Ｔと校正板２２との材質及び温度の違いにより生じる配管Ｔと校正板２２との超音波伝搬速度の差を相殺する補正処理を行う。
【００３３】
本実施形態では、配管Ｔ及び校正板２２の温度条件を同一とみなしているので、温度の違いを考慮する必要はない。さらに、配管Ｔ及び校正板２２の材質が同じであるならば、補正部４０による補正処理を行う必要はない。従って、補正部４０は不要となる。
補正部４０による補正処理を行った後、出力部４２に配管Ｔの減肉状況の計測結果が出力される。表示部３２に表示された波形及び時間軸に関するデータ、及び出力部４２に出力されたデータは記憶部４４に記憶される。
【００３４】
この処理フローを図４に示す。図４において、熱電対３４で校正板２２に隣接した配管Ｔの表面温度を検出する（Ｓ１０）。この検出温度は校正板２２の温度とみなすことができる。次に、必要な場合、補正部４０による補正処理を行い（Ｓ１４）、その後、配管Ｔの減肉状況の計測と校正とが同時に行われる（Ｓ１６）。
【００３５】
図５は、表示部３２に表示された各反射波の高周波電圧の波形を示している。図中、横軸が時間軸である。図５（Ａ）は、比較例として超音波振動子１２Ａに校正板２２を組み込まない場合の前記高周波電圧の波形を示している。図中、波形Ｓは配管Ｔの表面で反射した反射波の波形であり、Ｂ１及びＢ２は配管Ｔの裏面で１回以上反射した多重反射波の波形である。ｈ１は配管Ｔの肉厚を示している。
図５（Ｂ）は、本実施形態の超音波振動子１２Ａで受信した反射波を高周波電圧に変換した波形を示している。図中、Ｓ１は校正板２２の表面で反射した反射波の波形であり、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４は、校正板２２の裏面で１回以上反射した多重反射波の波形である。ｈ２は校正板２２の板厚を示している。
【００３６】
なお、図５（Ｃ）も、本実施形態の超音波振動子１２Ａで受信した反射波を高周波電圧に変換した波形であるが、図５（Ｂ）は、板厚が厚く、かつ超音波の伝搬速度が遅い材質の校正板を用いた場合であり、これに対し、図５（Ｃ）は、板厚が薄く、かつ超音波の伝搬速度が速い校正板を用いた場合である。
本実施形態では、配管Ｔで反射した反射波Ｓ、Ｂ１、Ｂ２と校正板２２で反射した反射波Ｓ１〜Ｓ４とを比較し、両者の波形及び時間軸の差異に基づき、前記処理工程を経て、配管Ｔの減肉状況の計測を行う。校正は計測と同時になされる。
【００３７】
図６は、配管Ｔに固定された超音波振動子１２Ａの校正作業を行う時期を示している。まず、校正板２２が組み込まれた超音波振動子１２Ａを配管Ｔに固定する（Ｓ２０）。次に、超音波振動子１２Ａの経時変化の校正を行った後（Ｓ２２）、配管Ｔの傷及び減肉状況の検査を定期的に行う（Ｓ２４及びＳ２６）。次に、前回の校正（Ｓ２２）から一定期間Ｐが過ぎたら、超音波振動子１２Ａの経時変化の校正を行う（Ｓ２８）。期間Ｐは例えば６か月〜１年とする。こうして発電プラントの運転を継続しながら配管Ｔの傷や減肉状況を検査し、配管Ｔの寿命が来たら配管Ｔを廃却する。
【００３８】
本実施形態によれば、超音波振動子１２Ａに既知の板厚及び材質を有する校正部材２２を組み込むだけの簡易かつ低コストな手段で、超音波振動子１２Ａを配管Ｔに被着したままの状態で、薄膜状の超音波振動子１２Ａの校正が可能となる。また、配管Ｔの超音波検査と同時に、配管Ｔの反射波の校正を行うことができる。
【００３９】
また、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、本実施形態では、校正板２２の温度条件を考慮しつつ、校正板２２の板厚及び材質を、配管Ｔの反射波の波形と校正板２２の反射波の波形とが重ならないか、あるいは配管Ｔの反射波の波形及び時間軸の把握を妨げないように選定している。これによって、配管Ｔの傷や減肉状況の検査に悪影響を与えることなく、これらを正確に把握できると共に、超音波振動子１２Ａの経時変化を正確に把握できる。
【００４０】
また、校正板２２及び配管Ｔの温度及び材質を同一とすれば、校正板２２を伝搬する超音波パルスの伝搬速度と配管Ｔを伝搬する超音波パルスの伝搬速度とが同一となる。そのため、表示部３２に表示される校正板２２の反射波の時間軸上の位置が推定しやすくなり、配管Ｔの反射波と重ならない位置に表示するのが容易になる。
また、校正板２２を下部電極２０と配管Ｔとの間に配置しているので、校正板２２が上部電極１８の配置にじゃまにならない。さらに、校正板２２と配管Ｔとの温度条件を同一としているので、表示部３２に表示される配管Ｔの反射波と校正部材２２の反射波の時間軸上の位置は、両者の板厚で一義的に決まり、両者の反射波の重なりをなくすことがさらに容易になる。
【００４１】
以下、校正板２２の具体的構成の例を示す。
（１）反射波Ｓ２が反射波Ｂ１より後に現れるケース（図５（Ｂ）のケース）
配管Ｔが低合金鋼（伝搬速度５，９００ｍ／秒）で板厚が１０ｍｍの場合、
・校正板２２が低合金鋼のとき、校正板２２の板厚を１０ｍｍより厚くする。
・校正板２２が耐熱樹脂（伝搬速度２，３６０ｍｍ／秒）のとき、校正板２２の板厚を４ｍｍより厚くする。
（２）反射波Ｓ２が反射波Ｂ１より前に現れるケース（図５（Ｃ）のケース）
配管Ｔが低合金鋼（伝搬速度５，９００ｍ／秒）で板厚が１０ｍｍの場合、
・校正板２２が低合金鋼のとき、校正板２２の板厚を５ｍｍより薄くする。
・校正板２２が耐熱樹脂（伝搬速度２，３６０ｍｍ／秒）のとき、校正板２２の板厚を２ｍｍより薄くする。
【００４２】
（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。図７において、本実施形態は、超音波振動子１２Ｂに組み込まれる校正板２２が、上部電極１８の上面に固定されている例である。その他の構成は前記第１実施形態と同一である。
図８（Ａ）は、板厚が厚く、かつ超音波の伝搬速度が遅い材質の校正板を用いた場合であり、図８（Ｂ）は、板厚が薄く、かつ超音波の伝搬速度が速い校正板を用いた場合である。図８（Ａ）及び（Ｂ）において、ＢＳ１は圧電素子１４に最も近い校正板２２の底面で反射した反射波の波形であり、ＢＳ２、ＢＳ３及びＢＳ４は校正板２２の表面で１回以上反射した多重反射波である。
【００４３】
本実施形態においても、校正板２２の板厚及び材質は、校正板２２の温度を考慮しながら、配管Ｔの反射波の波形と重ならないか、あるいは重なっても配管Ｔの反射波を識別できるように波形が十分小さくなる板厚及び材質に選定されている。
【００４４】
本実施形態によれば、圧電素子１４と配管Ｔとの間に校正板２２がないため、超音波振動子１２Ｂから照射された超音波パルスが校正板２２で減衰されず、かつ校正板２２の境界面で反射されることなく、配管Ｔに伝搬するので、配管Ｔの傷や減肉状況の計測感度を高く維持できる。
【００４５】
（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態を図９及び図１０に基づいて説明する。図９において、本実施形態の超音波振動子１２Ｃでは、下部電極２０は校正板を兼用している。そのため、下部電極２０はミクロン単位以上の板厚（例えば３ｍｍ以上）を有する板状体をなし、配管Ｔと同一材質で構成されている。
また、下部電極２０の板厚は、配管Ｔの想定される減肉の計測範囲に多重反射波が重ならないように、配管Ｔの肉厚と比べて小さくされている。その他の構成は、第１実施形態と同一である。
【００４６】
本実施形態によれば、下部電極２０を校正板２２として兼用させることで、超音波振動子１２Ｃの構成を簡素化かつ低コスト化できる。
なお、下部電極２０の板厚が厚くなることで、配管Ｔの表面への倣い性が低下する懸念がある。そのため、超音波振動子１２Ｃの製造時、予め下部電極２０の形状を配管Ｔの形状に倣う形状としておくとよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、薄膜状の超音波振動子の経時変化に対し、被検体の計測値の校正が、簡易かつ低コストな手段で、被検体に設置したまま、被検体の計測と同時に可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１０                                  超音波計測装置
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ                超音波振動子
１４                                  圧電素子
１６                                  圧電体
１８                                  上部電極
２０                                  下部電極
２２                                  校正板
２４                                  接触媒質
２６，２８                            導線
２９                                  コード
３０、５０                            探傷器本体
３２                                  表示部
３４                                  熱電対
３６                                  ケーブル
３８                                  伝搬速算出部
４０                                  補正部
４２                                  出力部
４４                                  記憶部
Ｂ１、Ｂ２、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４    反射波
Ｔ                                    配管（被検体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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