(57)【要約】【課題】  真空炉内ろう付のような特殊工程を用いることなく製造することができ、歩留まりを高め、品質を安定化し、製造時間を短縮し、製造コストを低減することができ、長期に繰り返し使用しても性能低下が少なく、取付位置が高温でも正確な計測ができる高温用超音波探触子を提供する。【解決手段】  非計測面１に接する検出外面１２ａと検出外面に平行な検出内面１２ｂとを有する導電性の台座１２と、検出内面に第１耐熱軟金属１４ａを介して密着する平板状の圧電素子１６と、圧電素子を第２耐熱軟金属１４ｂを介して検出内面に向けて加圧する導電性の加圧部材１８と、加圧部材を検出内面に向けて付勢する耐熱付勢部材２０と、絶縁材料からなり耐熱付勢部材に接触し付勢力の反力を受ける反力受部材２２とを備える。第１耐熱軟金属１４ａ及び第２耐熱軟金属１４ｂの変形により圧電素子１６と計測内面１２ｂ及び加圧部材１８とを密着させ、台座１２と加圧部材１８間に電圧を印加し又は電圧を計測する。【選択図】      図１
2005354281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非計測面に接する検出外面と該検出外面に任意の角度を持つ平面である検出内面とを有する導電性の台座と、前記検出内面に第１耐熱軟金属を介して密着する平板状の圧電素子と、該圧電素子を第２耐熱軟金属を介して検出内面に向けて加圧する導電性の加圧部材と、該加圧部材を検出内面に向けて付勢する耐熱付勢部材と、耐熱付勢部材に接触し前記付勢力の反力を受ける反力受部材とを備え、
前記台座と加圧部材は、互いに絶縁されており、
前記第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属の変形により圧電素子と計測内面及び加圧部材とを密着させ、台座と加圧部材間に電圧を印加し又は電圧を計測することを特徴とする高温用超音波探触子。
【請求項２】
前記台座に一端が連結され、内部に検出内面側から順に前記第１耐熱軟金属、圧電素子、第２耐熱軟金属、加圧部材、耐熱付勢部材及び反力受部材を収容する中空空洞を有し、他端部に反力受部材を検出内面に向けて移動可能な受部材移動手段を有する本体を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の高温用超音波探触子。
【請求項３】
前記反力受部材又は加圧部材は、加圧部材に接続された信号線を通す貫通穴を有するセラミックス製の中空部材である、ことを特徴とする請求項１に記載の高温用超音波探触子。
【請求項４】
前記反力受部材と加圧部材の間に、加圧部材から延びた縮径部分を通す貫通穴を有する断熱中空部材を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の高温用超音波探触子。
【請求項５】
前記耐熱付勢部材は、所定の温度範囲で高い弾性率を有する耐熱金属製の圧縮バネであり、
前記第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属は、所定の温度範囲で圧縮バネの付勢力で変形可能な耐熱金属製平板である、ことを特徴とする請求項１に記載の高温用超音波探触子。
【請求項６】
前記圧電素子は、ニオブ酸リチウム単結晶であり、
前記圧縮バネは、インコネル又はチタンからなる積層皿バネであり、前記第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属は、金、銀、銅、アルミニウム、又はこれらの合金からなる平板である、ことを特徴とする請求項１に記載の高温用超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探傷試験、超音波厚さ計測、アコースチックエミッション（ＡＥ）の計測、等に用いる高温用超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波は物体中において特定の方向に集中して出すことができ、また音響インピーダンンス、すなわち（密度）×（音速）の異なった境界面で反射する。従ってこの性質を利用して、超音波探傷試験、超音波厚さ計測、等に用いることができる。また、亀裂が進展するときなどに超音波が発生するので、超音波センサを取り付けておくことで亀裂進展の有無などを測定するアコースチックエミッション（ＡＥ）の計測に用いることができる。以下、これらの試験又は計測用のセンサを「超音波探触子」と総称する。
【０００３】
超音波探傷試験用の超音波探触子として、耐熱許容限界温度を５５０〜６００℃まで高めたものが［特許文献１］に開示されている。
また、在来の超音波センサを用いて高温配管の減肉量を配管の外側から計測する手段が［特許文献２］に開示されている。
【０００４】
特許文献１の「超音波探傷装置の探触子」は、図８に示すように、被探傷物５１に取り付けられる超音波伝達部材５４に、一対の電極５６ａ、５６ｂの間に挟まれた振動子５５を積層してなる超音波探傷装置の探触子５２において、振動子５５をニオブ酸リチウムで形成すると共に、この振動子５５と超音波伝達部材５４との間に、これらを直接アルミ系ろう材で接合してアルミ系の耐熱性電極層Ａを形成し、これを電極としたものである。なおこの図で、５３は接触媒体である。
【０００５】
特許文献２の「高温構造物への超音波センサの取付方法及び装置」は、図９に示すように、高温構造物６１の表面に、超音波センサ６２のセンサヘッド６２ａの先端面を、軟質緩衝金属板６９を介して当接配置した後、センサヘッド６２ａを高温構造物１の表面へ向けて押し付けることにより、軟質緩衝金属板６９を塑性変形させ密着させた状態として、超音波センサ６２を取り付けるものである。
【０００６】
【特許文献１】特公平０７−４６０９５号公報、「超音波探傷装置の探触子」
【特許文献２】特開平１１−３０４７７７号公報、「高温構造物への超音波センサの取付方法及び装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
接着剤を用いて圧電素子を取り付けた通常のセンサは、許容限界温度が低く（１５０〜２００℃）、そのため超音波センサを低温に保持する必要があった。
一方、特許文献１の超音波探触子は、以下の問題点があった。
（１）振動子５５と超音波伝達部材５４とを直接アルミ系ろう材で接合するため、製作時にろう付工程を必要とする。このろう付工程は、ろう材の酸化を防ぐ特殊工程（例えば真空炉内ろう付）を必要とするため、ろう付け不良による歩留まりが低く、安定した品質が得難く、かつ製造時間が長く、製造コストが高い。
（２）また、アルミ系ろう材は酸化しやすく酸化による劣化が激しいため、製造直後には耐熱許容限界温度は高い（５５０〜６００℃）が、長期に繰り返し使用すると性能低下が激しい。
（３）さらに、センサ取付位置が高温の場合、ろう付部分が軟化し、甚だしい場合には接合部が剥離し、正確な計測ができなくなる。
【０００８】
本発明は、かかる要望を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、真空炉内ろう付のような特殊工程を用いることなく製造することができ、歩留まりを高め、品質を安定化し、製造時間を短縮し、製造コストを低減することができ、長期に繰り返し使用しても性能低下が少なく、取付位置が高温でも正確な計測ができる高温用超音波探触子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、非計測面に接する検出外面と該検出外面に任意の角度を持つ平面である検出内面とを有する導電性の台座と、前記検出内面に第１耐熱軟金属を介して密着する平板状の圧電素子と、該圧電素子を第２耐熱軟金属を介して検出内面に向けて加圧する導電性の加圧部材と、該加圧部材を検出内面に向けて付勢する耐熱付勢部材と、耐熱付勢部材に接触し前記付勢力の反力を受ける反力受部材とを備え、前記台座と加圧部材は、互いに絶縁されており、前記第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属の変形により圧電素子と計測内面及び加圧部材とを密着させ、台座と加圧部材間に電圧を印加し又は電圧を計測することを特徴とする高温用超音波探触子が提供される。
【００１０】
本発明の構成によれば、加圧部材と検出内面との間に第１耐熱軟金属と第２耐熱軟金属を介して圧電素子を挟持し、かつ耐熱付勢部材の付勢力により第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属を変形させて圧電素子と検出内面及び加圧部材とを密着させるので、音響インピーダンンスの大きく異なる境界面を無くし、雑音となる反射を低減することができる。
また、前記台座と加圧部材は、互いに絶縁されているので、この状態で台座と加圧部材間に電圧を印加し又は電圧を計測することにより、加圧部材と台座間の電圧変化により、超音波探傷試験、超音波厚さ計測、アコースチックエミッション（ＡＥ）の計測、等を行うことができる。
また、耐熱付勢部材の付勢力により第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属を変形させて圧電素子と検出内面及び加圧部材とを密着させるので、ろう付なしに製造することができ、歩留まりを高め、品質を安定化し、製造時間を短縮し、製造コストを低減することができる。
さらに、第１の耐熱軟金属及び第２の耐熱軟金属として酸化や劣化の少ない金属を用いることができるので、長期に繰り返し使用しても性能低下を防止できる。
また、加圧部材で間隔を隔てた耐熱付勢部材は取付位置よりも低温にできるので、取付位置が高温でも正確な計測ができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記台座に一端が連結され、内部に検出内面側から順に前記第１耐熱軟金属、圧電素子、第２耐熱軟金属、加圧部材、耐熱付勢部材及び反力受部材を収容する中空空洞を有し、他端部に反力受部材を検出内面に向けて移動可能な受部材移動手段を有する本体を備える。
【００１２】
この構成により、本体の中空空洞内に構成部材（第１耐熱軟金属、圧電素子、第２耐熱軟金属、加圧部材、耐熱付勢部材及び反力受部材）を全て収容して全体を一体化できる。また、一体化することにより、構成部材を本体内に密封でき、信頼性を高めることができる。
さらに、受部材移動手段により反力受部材を移動することにより、耐熱付勢部材の付勢力を調整することができる。
【００１３】
前記反力受部材又は加圧部材は、加圧部材に接続された信号線を通す貫通穴を有するセラミックス製の中空部材である
この構成により、反力受部材の貫通穴を通して圧電素子の加圧部材側（第２耐熱軟金属又は加圧部材）から外部に信号線を接続することができる。
【００１４】
また、前記反力受部材と加圧部材の間に、加圧部材から延びた縮径部分を通す貫通穴を有する断熱中空部材を備える、ことが好ましい。
この構成により、断熱中空部材で間隔を隔てた耐熱付勢部材を一層低温に保持できるので、取付位置が高温でも正確な計測ができる。
【００１５】
前記耐熱付勢部材は、所定の温度範囲で高い弾性率を有する耐熱金属製の圧縮バネであり、前記第１耐熱軟金属及び第２耐熱軟金属は、所定の温度範囲で圧縮バネの付勢力で変形可能な耐熱金属製平板である。
【００１６】
また前記圧電素子は、ニオブ酸リチウム単結晶であり、前記圧縮バネは、インコネル又はチタンからなる積層皿バネであり、前記第１の耐熱軟金属及び第２の耐熱軟金属は、金、銀、銅、アルミニウム、又はこれらの合金からなる平板であるのがよい。
【発明の効果】
【００１７】
上述したように、本発明の高温用超音波探触子は、真空炉内ろう付のような特殊工程を用いることなく製造することができ、歩留まりを高め、品質を安定化し、製造時間を短縮し、製造コストを低減することができ、長期に繰り返し使用しても性能低下が少なく、取付位置が高温でも正確な計測ができる、等の優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明による高温用超音波探触子の第１実施形態を示す断面図である。この図に示すように、本発明の高温用超音波探触子は、台座１２、圧電素子１６、圧電素子の両面を挟持する第１耐熱軟金属１４ａ及び第２耐熱軟金属１４ｂ、加圧部材１８、耐熱付勢部材２０、反力受部材２２及び受部材移動手段２４を備える。
【００２０】
台座１２は、導電性部材であり、この例で、本体１０にネジ部１３ａで連結されている。本体１０は、この例ではネジ部１３ｂで互いに結合された２つの本体部材１０ａ，１０ｂからなる。２つの本体部材１０ａ，１０ｂはこの例では導電性部材からなる。
【００２１】
台座１２は、非計測面に接する検出外面１２ａと検出外面に任意の角度を持つ平面である検出内面１２ｂとを有する。なお、本実施例の場合、検出内面１２ｂは、検出外面１２ａに平行である。
また本体１２は、内部に中空空洞１１を有し、この中空空洞１１内に検出内面側から順に第１耐熱軟金属１４ａ、圧電素子１６、第２耐熱軟金属１４ｂ、加圧部材１８、耐熱付勢部材２０、反力受部材２２及び受部材移動手段２４を収容する。
検出外面１２ａと非計測面１との接触面は、図示しない手段（例えば、接触媒体、ネジ、バネ、溶接、ろう付け、接着）により音響インピーダンンスの大きく異なる境界面が発生しないように接続する。
【００２２】
第１耐熱軟金属１４ａ及び第２耐熱軟金属１４ｂは、所定の温度範囲（例えば１００〜６００℃）で耐熱付勢部材２０の付勢力で変形可能な耐熱金属製平板である。この耐熱金属製平板は、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、又はこれらの合金からなる平板であるのがよい。
またこの図で１５は、第１耐熱軟金属１４ａ及び第２耐熱軟金属１４ｂと本体１２の間に位置する中空円筒形の絶縁部材である。
【００２３】
圧電素子１６は、好ましくはキューリー点が１２００℃近傍にあるニュブ酸リチウム単結晶であり、検出内面１２ｂに第１耐熱軟金属１４ａを介して密着する。
加圧部材１８は、圧電素子１６を第２耐熱軟金属１４ｂを介して検出内面１２ｂに向けて加圧する。この加圧部材１８は、導電性部材からなり、この一部に信号線２が接続される。
【００２４】
耐熱付勢部材２０は、加圧部材１８を検出内面１２ｂに向けて付勢する。この耐熱付勢部材２０は、所定の温度範囲（例えば１００〜６００℃）で高い弾性率を有する耐熱金属製の圧縮バネであり、例えば、インコネル又はチタンからなる積層皿バネである。なお、所定の温度範囲で必要となる撓み量とバネ常数を得るために、皿バネは直列に積層し、かつ重ねて用いるのがよい。
【００２５】
反力受部材２２は、耐熱付勢部材２０に接触しその付勢力の反力を受ける。この例において、反力受部材２２は、加圧部材１８に接続された信号線２を通す貫通穴２２ａを有するセラミックス製の中空部材である。
【００２６】
受部材移動手段２４は、この例では本体１０の反検出外面１０ｃにネジ部１３ｃで螺合したボルト状の部材であり、その端面（図で下面）が反力受部材２２の上面に接し、反力受部材２２の受ける反力を本体１０に伝達するようになっている。従って、受部材移動手段２４を軸心を中心に回転することにより反力受部材２２の下面を検出内面１２ｂに向けて移動し、耐熱金属製の圧縮バネを圧縮してその付勢力を変化させることができる。
なおこの図で２３は、本体の反検出外面１０ｃと反力受部材２２の間に挟持された緩み止め用の圧縮バネである。
【００２７】
また、台座１２と加圧部材１８は、互いに絶縁されている。この絶縁は、加圧部材１８、耐熱付勢部材２０、反力受部材２２および本体１０の間に絶縁材を挿入してもよく、或いは、耐熱付勢部材２０又は反力受部材２２を絶縁材料としてもよい。
【００２８】
上述した本発明の構成によれば、加圧部材１８と検出内面１２ｂとの間に第１耐熱軟金属１２ａと第２耐熱軟金属１２ｂを介して圧電素子１６を挟持し、かつ耐熱付勢部材２０の付勢力により第１耐熱軟金属１２ａ及び第２耐熱軟金属１２ｂを変形させて圧電素子１６と検出内面１２ｂ及び加圧部材１８とを密着させるので、音響インピーダンンスの大きく異なる境界面を無くし、雑音となる反射を低減することができる。
また、台座１２と加圧部材１８が、互いに絶縁されているので、この状態で信号管３に接続する本体１０と信号線２に接続する加圧部材１８の間に電圧を印加し又は電圧を計測することにより、加圧部材１８と本体１０間の電圧変化により、超音波探傷試験、超音波厚さ計測、アコースチックエミッション（ＡＥ）の計測、等を行うことができる。
【００２９】
また、耐熱付勢部材２０（積層皿バネ）の付勢力により第１耐熱軟金属１２ａ及び第２耐熱軟金属１２ｂを変形させて圧電素子１６と検出内面１２ｂ及び加圧部材１８とを密着させるので、ろう付なしに製造することができ、歩留まりを高め、品質を安定化し、製造時間を短縮し、製造コストを低減することができる。
さらに、第１耐熱軟金属１２ａ及び第２耐熱軟金属１２ｂとして酸化や劣化の少ない金属を用いることができるので、長期に繰り返し使用しても性能低下を防止できる。
また、加圧部材１８で間隔を隔てた耐熱付勢部材２０は取付位置１よりも低温にできるので、取付位置が高温でも正確な計測ができる。
【００３０】
図２は、本発明による高温用超音波探触子の第２実施形態を示す断面図である。この例において、本発明の高温用超音波探触子１０は、反力受部材２２と加圧部材１８の間に断熱中空部材２６を備える。この断熱中空部材２６は、加圧部材１８から延びた縮径部分１８ａを通す貫通穴を有している。さらに本体１０は、この例ではネジ部１３ｂで互いに結合された２つの本体部材１０ａ，１０ｂからなる。また台座１２が連結される図で下方部材１０ａはこの例では非導電性の断熱部材であり、図で上方部材１０ｂは、導電性部材である。台座１２と上方部材１０ｂは、外面が絶縁された信号線４で内部で接続されている。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。この構成により、断熱部材１０ａと断熱中空部材２６で間隔を隔てた耐熱付勢部材２０を、例えばボイラ等の断熱材の外側付近に位置決めでき、一層低温に保持できるので、非計測面１が高温でも正確な計測ができる。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明の実施例を説明する。なお、以下の実施例において、本発明の高温用超音波探触子を単に、新型超音波センサと呼ぶ。
（新型超音波センサの概念）
従来の高温用超音波探触子、例えば高温用超音波センサは圧電素子のニォブ酸リチウム単結晶を取付けるのにアルミ系のろう付を用いていた。このろう付の特殊工程を含むために、ろう付不良による歩留まり低下や品質の不安定や工程確保の不安定さが課題として残されていた。また、耐熱性もアルミろうを用いているために、数年に及び耐熱性としては４５０℃付近に限界があり、更に高温のボイラなどの構造物への長時間適用に対しては更なる耐熱性の改善が望まれていた。
そこでろう付を用いないで、圧電素子の電極を密着させるタイプの新型超音波センサの開発を行った。圧電素子と電極を密着させる手段としては、柔らかい銅を電極として、背面からインコネル製の皿バネで高温時に加圧することで密着させる皿バネ方式を採用した。
【００３２】
（皿バネ方式新型超音波センサ）
上述した図１は、試作した新型超音波センサ（本発明の高温用超音波探触子）の概要図である。検出外面１２ａと検出内面１２ｂで挟まれる部分を台座１２として、本体１０にネジ１３ａで螺合する構造とした。また台座１２と圧電素子１６との間及び圧電素子１６と背面の加圧ジク（加圧部材１８）の間に銅板１４ａ，１４ｂを挟み、皿バネ２０を用いて加圧した。加圧は、本体１０の下側部分１０ａをクランプで固定し、背面の皿バネ締付けネジ（受部材移動手段２４）を回すことで行った。
台座と加圧材の表面を、Ｒａ１．５μｍ以下の粗さまで平滑に磨き、本実施例で用いた銅の軟質金属の強度が軟化し伸びが大きくなる３００℃以上に軟質金属部を加圧し、新型超音波センサの波形を観察しながら、新型超音波センサの前面からエコーが充分な高さになり、かつエコー高さが安定するまで締付けネジを回して加圧した。
皿バネ２０にはインコネル製（Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８）のもので、外径２５ｍｍ、内径１２ｍｍ、板厚１．５ｍｍ、撓み０．３ｍｍ、Ｒ０．２ｍｍのもの（日本発条株式会社製）を用いた。
【００３３】
（性能確認試験）
試作した皿バネ方式の新型超音波センサを炉中に入れて昇温し、昇温過程におけるセンサの感度変化を測定した。さらに、降温過程での感度の変化についても測定した。図３は、この試験で得られた温度と感度の関係図である。
インコネル製皿バネを用いた場合には、５００℃まではむしろ温度上昇ともに感度は良くなり、５００℃を超えて感度は徐々に低下し、７００℃においては時間と共に急激に感度が低下するのが観察された。一方、降温時において３００℃から５００℃においては昇温時の感度とほぼ同様の傾向を示したが３００℃以下においてやや感度の低下は見られたが、エコーは充分に観察でき、充分な性能を持っていることが確認できた。
【００３４】
図４Ａ，Ｂは、本発明の実施例における構成部材の高温強度と伸びの比較図であり、インコネルと銅との強度と伸びの比較結果を示している。
インコネルは５００℃近傍まで強度変化は少ない。一方、銅は温度と共に強度を低下し、４５０℃以上でほとんど耐力をなくす。また、２５０℃付近を越えると急激に伸びも大きくなることがわかる。この銅の強度が低下し伸びが増大し、インコネルの強度変化の少ない３００〜５００℃の領域で皿バネの加圧力を増大させることで銅は変形し、圧電素子と電極間を密着させ、超音波の伝達を可能にできる。
【００３５】
感度変化試験において、５００℃近傍まで徐々に感度が増大するのは、銅の強度低下に伴って密着性が改善されるためと考えられる。一方、５００℃を越えてからの感度低下はインコネルの強度低下によると考えられ、特に７００℃ではクリープ変形に伴って、皿バネの応力の高い領域に塑性変形が生じるためと考えられる。
降温過程において、５００〜３００℃の範囲ではインコネルの強度に比べて銅の強度は小さく伸びが大きいため、昇温時とほぼ同等の感度が得られている。一方、３００℃以下の降温時には、昇温時の感度に比べて低下しているが、７００℃の降温時にクリープ変形で皿バネの一部が組成変形して皿バネのバネ定数が変化したためと考えられる。但し、充分な感度であり、新型超音波センサの能力として優れた感度があることが確認できる。
一方、高温における長期間の使用に際しては皿バネのクリープ損傷を評価する必要がある。クリープ損傷を評価する上では皿バネに加わる応力を評価する必要があるが、むしろ一度高温にさらして所定の応力以上加わっている範囲の応力を緩和させることで、寿命の保証が可能になると考えられる。
【００３６】
（超音波特性）
図５は、本発明の高温用超音波探触子の性能試験の概要図である。この図に示すように、押さえジク６を用いて探触子の本体１０を板厚２５ｍｍの試験体７に接触させ、常温で波形観測を行った後に、ジクごと電気炉に設置して昇温して、５００℃及び６００℃に達したときの波形を観察し、常温での波形と比較した。
【００３７】
図６は、本発明の高温用超音波探触子の検出波形と周波数解析結果である。この図において、（Ａ）は常温、（Ｂ）は５００℃、（Ｃ）は６００℃における結果である。また各図において上側は計測された波形、下側はその周波数解析結果を示している。これらの結果を表１に示す
【００３８】
【表１】
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【００３９】
一方、図７は、従来の高温用超音波探触子の検出波形と周波数解析結果である。
今回試作した高温サンサの結果（表１）と比較して、従来のろう付式センサの場合、波数が４波近く発生しているのに対して、本発明の高温サンサでは２波と半分になっている。また周波数特性も、半価値で２．２ＭＨｚが３．８ＭＨｚとかなり広帯域になっているのがわかる。
波形が広帯域であることは、超音波探傷として高分解能であることを意味し、またＳＮ比の改善を意味している。また、ドップラー効果を利用して流速分布を測定するためのセンサとして、波数が少ない広帯域の探触子が望まれている。これらの観点からも今回試作した新型超音波センサは従来以上に高性能であると言える。
【００４０】
上述したようにインコネル製の皿バネを用いて、柔らかい銅を電極に用い、高温で加圧する方式の新型超音波センサを検討したところ、温度変化に対しての感度変化も少なく、また広帯域の優れた超音波特性を持つことがわかった。また、常温に一度戻しても充分な発信能力を持っており、実用化に極めて有望であることがわかった。
【００４１】
上述したように、本発明の新型超音波センサは、従来のろう付式の高温用超音波センサと比較しての長所として以下があげられる。
（１）  ろう付の特殊工程を含まずに機械加工のみで製作できることから、歩留まりを高め、品質を安定化できる。
（２）  ろう付後の長期間の熱処理を必要としないので製造時間を短縮し、製造コストを低減することができる。
（３）  従来のろう付式超音波センサの耐熱性は数年単位では４５０℃であるのに対して耐熱性の向上が期待でき、ボイラなど、従来のセンサでは適用が困難であった機種への適用が期待できる。特に皿バネ部を電極から離す構造として、皿バネ部の温度を低くすることができ、取付位置が高温でも正確な計測ができる。
さらに得られる超音波波形は波数の少ない広帯域であり、超音波特性を改善できる。
【００４２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による高温用超音波探触子の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明による高温用超音波探触子の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例における温度と感度の関係図である。
【図４】本発明の実施例における構成部材の高温強度と伸びの比較図である。
【図５】本発明の高温用超音波探触子の性能試験の概要図である。
【図６】本発明の高温用超音波探触子の検出波形と周波数解析結果である。
【図７】従来の高温用超音波探触子の検出波形と周波数解析結果である。
【図８】特許文献１の「超音波探傷装置の探触子」の模式図である。
【図９】特許文献２の「高温構造物への超音波センサの取付方法及び装置」の模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  非計測面、２，４  信号線、３  信号管、５  断熱材、６  押さえジク、
７  試験体、１０  本体、１０ａ，１０ｂ  本体部材、１０ｃ  、１２  台座、
１２ａ  検出外面、１２ｂ  検出内面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  ネジ部、
１４ａ  第１耐熱軟金属、１４ｂ  第２耐熱軟金属、１５  絶縁部材、
１６  圧電素子、１８  加圧部材、２０  耐熱付勢部材（皿バネ）、
２２  反力受部材、２３  圧縮バネ、２４  受部材移動手段、２６  断熱中空部材
【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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