(57)【要約】【課題】圧電体の経年劣化を抑制する圧電センサー装置を提供する。【解決手段】圧電センサー装置としての超音波センサー１は、圧電体を挟む二つの電極を有する受信素子１０と、受信素子１０の分極状態を確認する分極確認素子８０と、受信素子１０に分極用電圧を印加して分極処理を実施する分極処理回路３０と、分極処理回路３０の分極タイミングを制御する制御部７０と、を備え、制御部７０は、受信素子１０および分極確認素子８０の分極量に応じた特性値を取得する特性値取得部７３と、分極確認素子８０の特性値に基づいて、受信素子１０の分極特性が安定状態であるか、不安定状態であるかを判定する判定部７４と、判定部７４の判定結果に基づいて、受信素子１０の分極特性が不安定状態であると判定された場合に、分極処理回路３０により受信素子１０に分極用電圧を印加して圧電体を分極処理させる分極制御部７５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体、及び前記圧電体を挟む二つの電極を有する圧電素子と、
前記圧電素子の分極状態を確認する分極確認素子と、
前記圧電素子に分極用電圧を印加して分極処理を実施する分極処理部と、
前記分極処理部の分極タイミングを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記圧電素子および前記分極確認素子の分極量に応じた特性値を取得する特性値取得部と、
前記分極確認素子の前記特性値に基づいて、前記圧電素子の分極特性が安定状態であるか、不安定状態であるかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記圧電素子の分極特性が前記不安定状態であると判定された場合に、前記分極処理部により前記圧電素子に分極用電圧を印加して前記圧電体を分極処理させる分極制御部と、
を備えることを特徴とする圧電センサー装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電センサー装置において、
前記分極確認素子は、
前記圧電素子と同一の構成物により形成され、
接続切替部により、
測定モード時および分極処理モード時はグランドに接続され、
校正モード時は前記特性値取得部に接続される
ことを特徴とする圧電センサー装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電センサー装置において、
前記圧電素子の分極状態を検出する第１検出部と、
前記分極確認素子の分極状態を検出する第２検出部と、を有し、
前記特性値取得部は、前記第１検出部と前記第２検出部との検出信号の差分値を算出する差分検出部を備え、
前記判定部は、前記差分検出部の前記差分値が閾値以内である場合を前記安定状態と判定し、前記差分検出部の前記差分値が閾値を超える場合、前記不安定状態と判定する
ことを特徴とする圧電センサー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電センサー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電体を備えた圧電センサー装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の超音波探触子（圧電センサー装置）は、送信用圧電層、電極層、及び受信用圧電層が順に積層された構造を有している。このような超音波探触子は、送信用圧電層上に電極層を形成し、送信用圧電層を分極処理する。この後、電極層上に受信用圧電層を積層し、さらに受信用圧電層上に剥離可能な誘電体層を積層して、受信用圧電層を分極処理し、受信用圧電層の分極処理後に誘電体層を剥離させて、超音波探触子が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ第２００８／０１８２７８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の超音波探触子では、製造時にのみ圧電体（送信用圧電層および受信用圧電層）の分極処理を行い、その後、分極処理用の誘電体層を剥離している。
しかしながら、圧電体は、振動の蓄積等による残留応力、静電気等の影響を受けることで圧電特性が経年劣化してしまう。つまり、圧電体は、分極処理後、一定時間が経過すると、分極方向が時間経過とともにほぼ変化しない安定状態となる。しかしながら、この安定状態になった後、所定時間が経過すると、分極方向のバラつきが生じ不安定な状態となる。したがって、例えば、圧電センサー装置により超音波を受信する場合、分極特性が安定状態である場合には、良好な受信感度を維持できるが、分極特性が不安定状態では、受信感度が著しく悪化してしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる圧電センサー装置は、圧電体、及び前記圧電体を挟む二つの電極を有する圧電素子と、前記圧電素子の分極状態を確認する分極確認素子と、前記圧電素子に分極用電圧を印加して分極処理を実施する分極処理部と、前記分極処理部の分極タイミングを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧電素子および前記分極確認素子の分極量に応じた特性値を取得する特性値取得部と、前記分極確認素子の前記特性値に基づいて、前記圧電素子の分極特性が安定状態であるか、不安定状態であるかを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて、前記圧電素子の分極特性が前記不安定状態であると判定された場合に、前記分極処理部により前記圧電素子に分極用電圧を印加して前記圧電体を分極処理させる分極制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、制御部を構成する特性値取得部、判定部及び分極制御部によって、圧電素子が有する圧電体に分極処理を実施する分極タイミングが以下のように制御される。すなわち、判定部は、特性値取得部が取得した圧電体の分極量に応じた特性値に基づいて、圧電体の分極特性が安定状態であるか、不安定状態であるかを判定する。そして、分極制御部は、この判定部の判定結果に基づいて、圧電体の分極特性が不安定状態であると判定された場合に、分極処理部により圧電体を分極処理させる。このため、残留応力や静電気等の影響により圧電体の分極特性が経年劣化し、圧電体の分極特性が不安定状態となった場合でも、圧電体が分極処理されるため、圧電体の分極特性を劣化前の状態に戻すことができ、圧電センサー装置の性能低下を防止することができる。
また、例えば、圧電体の分極特性が安定状態であると判定された場合には、圧電体を分極処理しないようにすることで、圧電体の分極特性の安定状態を維持しつつ、不要な分極処理を減らして消費電力の低減を図ることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる圧電センサー装置は、前記分極確認素子は、前記圧電素子と同一の構成物により形成され、接続切替部により、測定モード時および分極処理モード時はグランドに接続され、校正モード時は前記特性値取得部に接続されることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、分極確認素子を電源投入時以外はグランド接続しておくことにより分極状態の基準が明確になる。つまり、測定に関わる圧電素子だけでは、使用中の劣化、静電気等の影響で基準の分極状態を定めることが困難であるが、分極確認素子は駆動時の影響を受けず、ほぼ分極状態が変化しないためである。よって、測定に関わる圧電素子の分極状態がどの状態なのかを絶対評価として把握することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる圧電センサー装置は、前記圧電素子の分極状態を検出する第１検出部と、前記分極確認素子の分極状態を検出する第２検出部と、を有し、前記特性値取得部は、前記第１検出部と前記第２検出部との検出信号の差分値を算出する差分検出部を備え、前記判定部は、前記差分検出部の前記差分値が閾値以内である場合を前記安定状態と判定し、前記差分検出部の前記差分値が閾値を超える場合、前記不安定状態と判定する、ことが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１検出部と第２検出部は、圧電素子および分極確認素子が出力する超音波に応じた検出信号を検出する。特性値取得部は、圧電素子と分極確認素子との検出信号の差分値を特性値として算出し、判定部は、この算出した差分値が所定の閾値以内である場合に安定状態と判定し、差分値が閾値を超える場合に不安定状態と判定する。
ここで、分極確認素子は、圧電素子が安定状態であるか不安定状態であるかを判定するために用いられる素子であり、通常の信号処理時には、駆動が停止され、分極状態が常に安定状態に保たれている。したがって、このような分極確認素子と圧電素子との受信信号の強度を比較することで、圧電素子の劣化状態を判断することができ、正確な判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る超音波センサーの構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態における受信素子の構成を示す図。
【図３】第１実施形態における超音波センサーの動作を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態における分極処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。また、圧電センサー装置として、超音波センサーを例に取り説明する。
［第１実施形態］
［超音波センサーの概略構成］
図１は超音波センサーの構成を示すブロック図である。
この超音波センサー１は、複数の受信素子１０（圧電素子）と、分極確認素子８０と、受信素子１０から出力された検出信号を検出する第１検出回路２０と、分極確認素子８０から出力された検出信号を検出する第２検出回路２１と、分極処理回路３０（分極処理部）と、接続切替回路４０（接続切替部）と、操作部６０と、制御部７０と、を備えている。
【００１４】
〔受信素子、分極確認素子の構成〕
図２は、受信素子１０または分極確認素子８０の概略構成を示す図である。具体的に、図２（Ａ）は、受信素子１０の断面図であり、図２（Ｂ）は、受信素子１０の平面図である。
受信素子１０は、超音波を受信して検出信号に変換する素子である。
この受信素子１０は、支持部１１の上に、互いに直交するＸ軸及びＹ軸のそれぞれの軸方向に沿って、等間隔で複数配置されており、これらの複数の受信素子１０によりアレイ構造の受信素子群１００が構成されている。
【００１５】
各受信素子１０は、図２に示すように、開口部１２が形成された支持部１１と、支持部１１上を覆い、開口部１２を閉塞する支持膜１３と、支持膜１３上に形成される積層体１４とを備えている。
支持部１１に形成される開口部１２は、例えば、図２（Ｂ）に示すように平面視で円形状に形成されている。これにより、開口部１２の内側の支持膜１３であるダイヤフラム１３１において、ダイヤフラム１３１の撓みに対する応力を均一にすることができる。
【００１６】
支持膜１３は、支持部１１上で、開口部１２を閉塞する状態に成膜されている。この支持膜１３は、例えばＳｉＯ2層とＺｒＯ2層との２層構造により構成される。ここで、ＳｉＯ2層は、支持部１１がＳｉ基板である場合、基板表面を熱酸化処理することで成膜することができる。また、ＺｒＯ2層は、ＳｉＯ2層上に例えばスパッタリングなどの手法により成膜される。ここで、ＺｒＯ2層は、後述する圧電膜１４２として例えばＰＺＴを用いる場合に、ＰＺＴを構成するＰｂがＳｉＯ2層に拡散することを防止するための層である。また、ＺｒＯ2層は、圧電膜１４２の歪みに対する撓み効率を向上させるなどの効果もある。
【００１７】
積層体１４は、支持膜１３の上層に積層される下部電極１４１と、下部電極１４１上に形成される圧電体としての圧電膜１４２と、圧電膜１４２上に形成される上部電極１４３とを備えている。つまり、積層体１４は、２つの電極（下部電極１４１及び上部電極１４３）によって圧電膜１４２が挟まれた構成を有している。
また、下部電極１４１には、図２に示すように、支持膜１３に沿って下部電極線１４４が引き出されている。また、上部電極１４３には、支持膜１３に沿って下部電極線１４４の引出方向とは反対側に向かって、上部電極線１４５が引き出されている。そして、下部電極線１４４は、隣に配置されている受信素子１０の上部電極線１４５と平面視で重なっている。このように、各受信素子１０の下部電極線１４４と上部電極線１４５とが重なって接続されることで、各受信素子１０は、図１に示すように直列に接続されている。
【００１８】
このような受信素子群１００では、複数の受信素子１０が直列に接続されていることで、各受信素子１０から出力される検出信号が足し合わされるため、信号値の大きい検出信号を第１検出回路２０に出力することができる。
また、詳しい図示は省略するが、本実施形態では、複数の受信素子１０のうち、Ｘ軸方向に配列された素子群のみが直列に接続されて受信素子群１００を構成し、このような受信素子群１００がＹ軸に沿って並設されて各受信素子群１００が個別に第１検出回路２０に接続されるセンサー構成を例示するが、これに限らない。例えば、Ｘ軸方向の端部に配列された受信素子１０が、Ｙ軸方向に隣り合う受信素子１０と直列接続されることで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に配列された受信素子１０が直列接続される構成などとしてもよい。
【００１９】
圧電膜１４２は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：lead zirconate titanate）を膜状に成膜することで形成される。なお、本実施形態では、圧電膜１４２としてＰＺＴを用いるが、電圧を印加することで、面内方向に収縮することが可能な素材であれば、いかなる素材を用いてもよく、例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ3）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ3）などを用いてもよい。
【００２０】
このような受信素子１０では、超音波をダイヤフラム１３１で受信することでダイヤフラム１３１が膜厚方向（図２（Ａ）におけるＺ軸方向）に振動する。これにより、圧電膜１４２の下部電極１４１側の面と上部電極１４３側の面とで電位差が発生し、上部電極１４３および下部電極１４１から圧電膜１４２の変位量に応じた検出信号（電流）が出力される。
なお、分極確認素子８０は、上述した受信素子１０と同一構成物により構成され、かつ同一の形状及び寸法に形成されている。
【００２１】
〔検出回路の構成〕
図１に示す第１検出回路２０および第２検出回路２１は、各受信素子１０と分極確認素子８０とから出力される検出信号を検出（取得）する検出処理を実施する回路である。そして、第１検出回路２０は接続切替回路４０を介して前述した受信素子群１００に接続されている。また、第２検出回路２１は接続切替回路４０を介して分極確認素子８０に接続されている。詳述すると、第１検出回路２０は、受信素子群１００の一端に配置された受信素子１０（受信素子１０Ａ）の下部電極線１４４と、受信素子群１００の他端に配置された受信素子１０（受信素子１０Ｂ）の上部電極線１４５に接続されている。また、第２検出回路２１は分極確認素子８０の下部電極線１４４と、上部電極線１４５に接続されている。そして、この第１検出回路２０、第２検出回路２１は、受信素子群１００と分極確認素子８０とから入力された検出信号の電圧値を増幅して、制御部７０に出力する。
【００２２】
〔分極処理回路の構成〕
分極処理回路３０は、前述した圧電膜１４２に対して分極処理を行うための分極用電圧を出力可能な電圧源を備え、接続切替回路４０を介して受信素子群１００に接続されている。この分極処理回路３０は、分極用電圧を受信素子群１００に印加することで、各受信素子１０の圧電膜１４２に対して分極用電圧の分圧が印加される。これにより、圧電膜１４２の分極子の方向が一方向に揃えられる分極処理が実施される。なお、印加する電圧および時間は、例えば、圧電膜１４２の特性等によって予め設定されていた値で実行される。
【００２３】
〔接続切替回路の構成〕
接続切替回路４０は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子で構成され、受信素子群１００および第１検出回路２０間に設けられる第１スイッチ部４０Ａと、受信素子群１００および分極処理回路３０間に設けられる第２スイッチ部４０Ｂと、分極確認素子８０および第２検出回路２１間に設けられる第３スイッチ部４０Ｃと、分極確認素子８０およびグランド９０間に設けられる第４スイッチ部４０Ｄと、を備えている。そして、第１スイッチ部４０Ａは、制御部７０の制御により、受信素子群１００と第１検出回路２０との接続状態を切り替える。また、第２スイッチ部４０Ｂは、制御部７０の制御により、受信素子群１００と分極処理回路３０との接続状態を切り替える。また、第３スイッチ部４０Ｃは、制御部７０の制御により、分極確認素子８０と第２検出回路２１との接続状態を切り替える。また、第４スイッチ部４０Ｄは、制御部７０の制御により、分極確認素子８０とグランド９０との接続状態を切り替える。
ここで、第１スイッチ部４０Ａにより、受信素子群１００及び第１検出回路２０が接続され、第２スイッチ部４０Ｂにより受信素子群１００及び分極処理回路３０が切断され、第３スイッチ部４０Ｃにより分極確認素子８０および第２検出回路２１が切断され、第４スイッチ部４０Ｄにより分極確認素子８０およびグランド９０が接続されている状態が測定モード（第１接続状態）となる。
また、第１スイッチ部４０Ａにより、受信素子群１００及び第１検出回路２０が切断され、第２スイッチ部４０Ｂにより受信素子群１００及び分極処理回路３０が接続され、第３スイッチ部４０Ｃにより分極確認素子８０および第２検出回路２１が切断され、第４スイッチ部４０Ｄにより分極確認素子８０およびグランド９０が接続されている状態が分極処理モード（第２接続状態）となる。
また、第１スイッチ部４０Ａにより、受信素子群１００及び第１検出回路２０が接続され、第２スイッチ部４０Ｂにより受信素子群１００及び分極処理回路３０が切断され、第３スイッチ部４０Ｃにより分極確認素子８０および第２検出回路２１が接続され、第４スイッチ部４０Ｄにより分極確認素子８０およびグランド９０が切断されている状態が校正モード（第３接続状態）とする。
【００２４】
〔操作部の構成〕
操作部６０は、超音波センサー１の図示しない外装部に設けられ、利用者により操作されることで、入力信号が入力される部分である。この操作部６０としては、例えば、図示を省略するが、電極供給部からの電力により超音波センサー１を起動させる電源スイッチや、超音波の受信処理（送受信処理）を実施させる処理開始ボタン等が含まれる。
【００２５】
〔制御部の構成〕
制御部７０は、前述の第１検出回路２０、第２検出回路２１、分極処理回路３０、接続切替回路４０、及び操作部６０に接続されており、分極処理回路３０による分極処理を実施するタイミング（分極タイミング）を制御する。
この制御部７０は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）等の集積回路等で構成され、超音波センサー１全体を制御する。具体的には、制御部７０は、図１に示すように、モード切替部７１、信号取得部７２、特性値取得部７３、判定部７４、分極制御部７５、および検出制御部７６等を備えて構成されている。
【００２６】
モード切替部７１は、超音波センサー１の動作モードを切り替えて設定する。具体的には、モード切替部７１は、信号取得部７２が電源オンの状態を認識し、受信素子群１００と分極確認素子８０からの検出信号を第１検出回路２０および第２検出回路２１により検出させ、特性値取得部７３の差分検出部７３１により特性値の差分を算出する校正モードと、第１検出回路２０により、受信素子群１００からの検出信号を検出し、分極確認素子８０はグランド接続されている測定モードと、分極処理回路３０により受信素子群１００の分極処理を実施する分極処理モードと、を切り替える。
モード切替部７１による超音波センサー１の動作モードの切り替えは、後述する判定部７４による圧電膜１４２の分極状態の判定に基づいて実施される。
【００２７】
信号取得部７２は、操作部６０から入力された入力信号を取得する。この入力信号としては、上述したように、電源スイッチがオン状態に切り替えられたことを示す入力信号や、受信素子群１００による超音波の検出処理を開始させる旨の入力信号等が含まれる。信号取得部７２が入力信号を受け取った場合に、モード切替部７１により接続切替回路４０に制御信号を出力して、第３接続状態に切り替える。そして、受信素子群１００から出力された検出信号を第１検出回路２０に、分極確認素子８０から出力された検出信号を第２検出回路２１に検出させる。
【００２８】
特性値取得部７３は、差分検出部７３１を備える。この差分検出部７３１は、第１検出回路２０により検出される検出信号から、第２検出回路２１により検出される検出信号を引いた信号差分値を特性値として算出する。
【００２９】
判定部７４は差分検出部７３１により算出された特性値が、所定の閾値以内であるか否かを判定し、閾値以内である場合には安定状態と判定し、閾値を超える場合には不安定状態と判定する。例えば、この閾値としては、基準検出信号に対する検出信号の誤差が±１０％となる値を設定することができ、この場合、判定部７４は、差分検出部７３１により算出された特性値が誤差範囲内に収まっている場合に、安定状態であると判定する。
【００３０】
分極制御部７５は、この判定部７４の判定結果に基づいて、受信素子群１００の分極特性が不安定状態であると判定され、モード切替部７１により、超音波センサー１の動作モードが校正モードに切り替えられた場合に、接続切替回路４０に制御信号を出力して、接続切替回路４０の接続状態を第２接続状態に切り替え、分極処理回路３０により圧電膜１４２を分極処理させる。
【００３１】
検出制御部７６は、判定部７４の判定結果に基づいて、受信素子群１００の分極特性が安定状態であると判定され、モード切替部７１により、超音波センサー１の動作モードが信号処理モードに切り替えられた場合に、接続切替回路４０に制御信号を出力して、第１接続状態に切り替える。そして、受信素子群１００から出力された検出信号を第１検出回路２０で検出させる。また、検出制御部７６は、更に、検出された検出信号に基づいて、超音波センサー１から被検出体までの距離等を算出してもよく、検出された検出信号を、例えば図示しない外部端子部から外部機器に出力してもよい。
【００３２】
［超音波センサーの動作］
図３は、超音波センサー１の動作を示すフローチャートである。
超音波センサー１の電源スイッチがオン状態にされると、信号取得部７２に入力信号が出力され、モード切替部７１により校正モードとなり、接続切替回路４０により第３接続状態となる。受信素子群１００および分極確認素子８０からの検出信号を第１検出回路２０および第２検出回路２１に検出させ、特性値取得部７３の差分検出部７３１により検出信号の差分を特性値として算出する（ステップＳ１）。
【００３３】
次に、制御部７０の判定部７４はステップＳ１で算出された特性値が、所定の閾値以内であるか否かを判定し、閾値以内である場合には安定状態と判定し、閾値を超える場合には不安定状態と判定する（ステップＳ２）。
【００３４】
このステップＳ２において、判定部７４により、不安定状態であると判定された場合、モード切替部７１は、超音波センサー１の校正モードを分極処理モードに切り替え（第２接続状態）、受信素子群１００の各受信素子１０の圧電膜１４２を分極する分極処理（ステップＳ３）を実施する。
【００３５】
図４は、分極処理のフローチャートである。
ステップＳ３の分極処理では、分極制御部７５は、接続切替回路４０の接続状態を第２接続状態に切り替える（ステップＳ１１）。そして、分極制御部７５は、分極処理回路３０から各受信素子１０の圧電膜１４２に分極用電圧を印加させ、各圧電膜１４２の分極処理を実施する（ステップＳ１２）。
次に、分極制御部７５は、圧電膜１４２の分極処理が終了したかを判定する（ステップＳ１３）。この判定は、例えば、タイマーで処理時間（経過時間）を計時することで行われる。そして、経過時間をリセットして（ステップＳ１４）、分極処理が終了する。
このステップＳ３による分極処理が終了すると、ステップＳ１の処理に戻される。ステップＳ２において判定部７４により再度不安定状態であると判定すると、再度ステップＳ３の処理を行うが、不安定状態がある一定期間経過すると、故障の警告を行う（ステップＳ６）。
【００３６】
判定部７４により、安定状態であると判定された場合、接続切替回路４０は第１接続状態に切り替える。
そして、この場合、モード切替部７１により、超音波センサー１の動作モードが測定モードに設定されており、検出制御部７６は、接続切替回路４０の接続状態を第１接続状態に切り替える（ステップＳ４）。すなわち、受信素子群１００により、超音波を受信可能な状態に設定する。
【００３７】
このステップＳ４では、図示しない超音波送信素子から超音波を発信させ、被検出体で反射された超音波が各受信素子１０で受信されると、受信素子群１００から検出信号が第１検出回路２０へ出力される。第１検出回路２０は、この検出信号を増幅して、制御部７０へ出力する。
そして、検出制御部７６は、第１検出回路２０から出力された検出信号に基づいて、例えば超音波センサー１から被検出体まで距離等を算出し、測定結果として出力装置（図示略）等に出力する。
そして、電源スイッチがオフされ検出処理が終了した場合には、動作を終了する（ステップＳ５）。
【００３８】
上述した実施形態による超音波センサーによれば、以下の効果を得ることができる。
超音波センサー１は、受信素子１０から出力された検出信号を検出する第１検出回路２０と、受信素子１０と同一構成物により構成され、かつ同一の形状及び寸法に形成され、超音波を受信することで、受信した超音波に応じた検出信号を出力する分極確認素子８０と、分極確認素子８０から出力された信号を検出する第２検出回路２１と、を備える。そして、制御部７０の特性値取得部７３は、これらの検出信号の差分値を特性値として算出し、判定部７４は、この算出した差分値が所定の閾値以内である場合に安定状態と判定し、差分値が閾値を超えた場合に不安定状態と判定する。
【００３９】
そして分極確認素子８０からの検出信号及び受信素子１０からの検出信号に基づいて、受信素子１０の受信感度の低下量を定量的に判断できる。さらに、分極確認素子８０は測定時（第１接続状態）にグランド接続されているため、使用中の劣化、静電気等の影響を受けづらく、受信素子１０の分極状態を定量的に比較することができる。
したがって、受信素子１０の分極状態をより正確に判断することができるため、より最適なタイミングで各受信素子１０の圧電膜１４２を分極処理することができる。
このため、残留応力や静電気等の影響により圧電膜１４２の分極特性が経年劣化し、圧電膜１４２の分極特性が不安定状態となった場合でも、圧電膜１４２が分極処理されるため、圧電膜１４２の分極特性を劣化前の状態に戻すことができ、超音波センサー１の性能低下を防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…超音波センサー（圧電センサー装置）、１０…受信素子（圧電素子）、２０…第１検出回路（第１検出部）、２１…第２検出回路（第２検出部）、３０…分極処理回路（分極処理部）、４０…接続切替回路（接続切替部）、７０…制御部、７１…モード切替部、７３…特性値取得部、７４…判定部、７５…分極制御部、１４２…圧電膜（圧電体）、８０…分極確認素子、７３１…差分検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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