(57)【要約】  超音波検出アセンブリは、被検物中の特性を検出する。超音波検出アセンブリは、被検物の周面に近接して配置されるフェーズドアレイプローブを含む。フェーズドアレイプローブは、複数のトランスデューサ素子を含む。フェーズドアレイプローブのトランスデューサ素子は、被検物の中に音響ビームを送信する。音響ビームは、特性を検出するために、被検物内でフェーズドアレイプローブによって移動可能である。超音波検出アセンブリを用いて被検物中の特性を検出する方法も提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物（１２）中の特性（１８）を検出するための超音波検出アセンブリ（１０、１１０）であって、
前記被検物（１２）の周面（１４）に近接して配置されるフェーズドアレイプローブ（２０）であって、前記被検物（１２）に音響ビーム（５０、１５０）を送信するように構成されるフェーズドアレイプローブ（２０）、を含み、前記音響ビーム（５０、１５０）は、前記特性（１８）を検出するために、前記被検物（１２）内で前記フェーズドアレイプローブ（２０）によって移動可能である、超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項２】
前記フェーズドアレイプローブ（２０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）が移動する際に、前記被検物（１２）の前記周面（１４）に近接して非可動に配置される、請求項１に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項３】
前記フェーズドアレイプローブ（２０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を送信するように構成される複数のトランスデューサ素子（２４）を含む、請求項２に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項４】
前記複数のトランスデューサ素子（２４）は、直線的にセグメント化される、請求項３に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項５】
前記直線的にセグメント化されたトランスデューサ素子（２４）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を生成し送信するように構成され、前記音響ビーム（５０、１５０）は、前記被検物（１２）内で２次元方向（２７）に沿って移動可能である、請求項４に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項６】
前記複数のトランスデューサ素子（２４）は、マトリクス状に配置される、請求項３に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項７】
前記マトリクスは、８×８のマトリクスを含む、請求項６に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項８】
前記複数のトランスデューサ素子（２４）で形成される前記マトリクス内で、前記トランスデューサ素子（２４）から形成される略円形のグループ（１３０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を送信するように構成される、請求項６に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項９】
前記トランスデューサ素子（２４）から形成される前記略円形のグループ（１３０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を生成し送信するように構成され、前記音響ビーム（５０、１５０）は、前記被検物（１２）内で３次元方向（１２７）に沿って移動可能である、請求項８に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１０】
前記フェーズドアレイプローブ（２０）と前記被検物（１２）との間に配置される調整構造（１１２）をさらに含む、請求項１に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１１】
前記調整構造（１１２）は、前記フェーズドアレイプローブ（２０）の検査面（２２）の形状と実質的に一致する第１の表面（１１３）、および前記被検物（１２）の前記周面（１４）の形状と実質的に一致する対向する第２の表面（１１４）を含む、請求項１０に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１２】
被検物（１２）中の特性（１８）を検出するための超音波検出アセンブリ（１０、１１０）であって、
前記被検物（１２）の周面（１４）に近接して配置されるフェーズドアレイプローブ（２０）であって、前記被検物（１２）の中に前記音響ビーム（５０、１５０）を送信するように構成される複数のトランスデューサ素子（２４）を含むフェーズドアレイプローブ（２０）を含み、前記音響ビーム（５０、１５０）は、前記特性（１８）を検出するために前記被検物（１２）内で２次元方向（２７）に沿って移動可能である、超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１３】
前記フェーズドアレイプローブ（２０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）が移動する際に、前記被検物（１２）の前記周面（１４）に近接して非可動に配置される、請求項１２に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１４】
前記複数のトランスデューサ素子（２４）は、直線的にセグメント化される、請求項１２に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１５】
前記直線的にセグメント化されたトランスデューサ素子（２４）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を生成し送信するように構成され、前記音響ビーム（５０、１５０）は、前記被検物（１２）内で２次元方向（２７）に沿って移動可能である、請求項１４に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１６】
前記複数のトランスデューサ素子（２４）は、マトリクス状に配置される、請求項１２に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１７】
前記複数のトランスデューサ素子（２４）で形成される前記マトリクス内で、前記トランスデューサ素子（２４）から形成される略円形のグループ（１３０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を送信するように構成される、請求項１６に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１８】
前記トランスデューサ素子（２４）から形成される前記略円形のグループ（１３０）は、前記音響ビーム（５０、１５０）を生成し送信するように構成され、前記音響ビーム（５０、１５０）は、前記被検物（１２）内で３次元方向（１２７）に沿って移動可能である、請求項１７に記載の超音波検出アセンブリ（１０、１１０）。
【請求項１９】
超音波検出アセンブリ（１０、１１０）を用いて被検物（１２）中の特性（１８）を検出する方法であって、
フェーズドアレイプローブ（２０）を前記被検物（１２）の周面（１４）に近接して配置するステップと、
前記被検物（１２）の中に前記フェーズドアレイプローブ（２０）から音響ビーム（５０、１５０）を送信するステップと、
前記特性（１８）を検出するために前記被検物（１２）内で前記音響ビーム（５０、１５０）を移動させるステップと、を含む、方法。
【請求項２０】
前記音響ビーム（５０、１５０）を移動させる前記ステップは、前記被検物（１２）内で３次元方向（１２７）に沿って前記音響ビーム（５０、１５０）を移動させることを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には超音波検出アセンブリに関し、特にフェーズドアレイプローブを含む超音波検出アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波検出アセンブリが知られており、多くの異なる用途に使用されている。超音波検出アセンブリは、例えば、被検物を検査するために、および腐食、空孔、包含物、長さ、厚さ等の被検物の特性を検出／識別するために使用される。被検物内のこれらの特性の位置を正確に検出するために、直線ビームプローブが以前に使用されていた。直線ビームプローブは、被検物の中に略直線状の音響ビームを放射した。直線ビームプローブから被検物の中に傾斜した音響ビームを提供するために、ウェッジが使用された。全ての特性が直線ビームプローブによって検出できるわけではないので、複数の異なる角度（例えば、３．５°、７°、１０．５°、１４°、１７．５°、２１°、２４°等）で検査する必要があった。
【０００３】
これらの検査に続いて、様々な角度について音響ビームの振幅を比較することに基づいて、被検物中の特性のサイズを決定するために、ＤＧＳ（距離、ゲイン、サイズ）方法が使用された。ＤＧＳ方法は、一般的には、被検物中に回転対称な音場を生成する直線ビームプローブを使用する。複数の検査を行うのは、時間がかかり、生産性が低下してしまう。さらに、指定された角度ごとに異なるサイズのウェッジを用いる（または同時に複数のプローブを用いる）のは困難であり、高価であって、かつ時間がかかる。
【０００４】
したがって、被検物内の特性を検出するために、複数の異なる角度の音響ビーム伝送を可能にする超音波検出アセンブリを提供することは有益であろう。さらに、特定の角度（例えば、例えば３．５°、７°、１０．５°、１４°等）のウェッジを必要とせずに、より正確に音響ビームを移動させることができると有益であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１３０８１９号パンフレット
【発明の概要】
【０００６】
本発明のいくつかの例示的態様の基本的な理解を提供するために、以下に本発明の簡単な概要を提示する。この概要は本発明の広範な概観ではない。さらに、本概要は、本発明の重要な要素を特定するものではなく、また本発明の範囲を限定するものではない。本概要の唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡単な形で提示することである。
【０００７】
一態様によれば、被検物中の特性を検出するための超音波検出アセンブリが提供される。超音波検出アセンブリは、被検物の周面に近接して配置されるフェーズドアレイプローブを含む。フェーズドアレイプローブは、被検物の中に音響ビームを送信する。音響ビームは、特性を検出するために、被検物内でフェーズドアレイプローブによって移動可能である。
【０００８】
別の態様によれば、被検物中の特性を検出するための超音波検出アセンブリが提供される。超音波検出アセンブリは、被検物の周面に近接して配置されるフェーズドアレイプローブを含む。フェーズドアレイプローブは、被検物の中に音響ビームを送信するように構成される複数のトランスデューサ素子を含む。音響ビームは、特性を検出するために、被検物内で少なくとも２次元方向に沿って移動可能である。
【０００９】
別の態様によれば、超音波検出アセンブリを用いて被検物中の特性を検出する方法が提供される。本方法は、フェーズドアレイプローブを被検物の周面に近接して配置するステップを含む。また本方法は、被検物の中にフェーズドアレイプローブから音響ビームを送信するステップを含む。本方法は、特性を検出するために被検物内で音響ビームを移動させるステップをさらに含む。
【００１０】
本発明の上記およびその他の態様は、添付の図面を参照して以下の説明を読むことにより、本発明に関する技術分野の当業者には明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一態様による、被検物の特性を検出するフェーズドアレイプローブを含む例示的な超音波検出アセンブリの概略斜視図である。
【図２】被検物の内側部分を示すために部分的に開裂した、例示的な超音波センサアセンブリの側面立面図である。
【図３】フェーズドアレイプローブの検査面の端面図である。
【図４】フェーズドアレイプローブの第２の例示的な検査面の端面図である。
【図５】フェーズドアレイプローブが被検物の中に回転対称な音響ビームを送信する際の、図２と同様の例示的な超音波センサアセンブリの側面立面図である。
【図６】被検物に近接してフェーズドアレイプローブを配置するための調整構造を含む、図２の線６−６に沿った第２の例示的な超音波センサアセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の１つまたは複数の態様を組み込む例示的な実施形態について説明し、図面において例示する。これらの例示する実施例は、本発明を限定するものではない。例えば、本発明の１つまたは複数の態様は、他の実施形態およびさらに他のタイプのデバイスでも利用することができる。さらに、特定の用語は、便宜上のためにのみ本明細書で使用され、本発明を限定するものではない。さらに、図面においては、同じ要素には同じ符号を用いる。
【００１３】
図１は、本発明の一態様による例示的な超音波検出アセンブリ１０の斜視図を示す。超音波検出アセンブリ１０は、特性１８（例えば、空孔、包含物、厚さ、亀裂、腐食等）を有する例示的な被検物１２を検査するためのものである。超音波検出アセンブリ１０は、被検物１２の周面１４に近接して配置されるフェーズドアレイプローブ２０を含む。フェーズドアレイプローブ２０は、１つまたは複数の回転対称（例えば、略円形）音響ビームを被検物１２の中に導くことによって、特性１８を検出することができる。被検物１２内の検出を改善するために、フェーズドアレイプローブ２０は、被検物１２内の様々な方向に沿って回転対称音響ビームを移動させる（例えば、操舵）することができる。
【００１４】
例示的な被検物１２は、図１では、略円筒形状を有する管状シャフトを含む。被検物１２は、対向する端部の間に延在し、中実体（図示するように）または非中実体（例えば、中空体、パイプ等）を含むことができる。被検物１２は、説明を容易にするために、図１ではいくらか一般的／模式的に示していることを理解されたい。実際、被検物１２は、様々な寸法であってもよく、例えば、図示するものより長くまたは短くてもよいし、あるいはより大きいまたはより小さい直径を有してもよい。さらに、被検物１２は、直線軸に沿って延在するパイプ状の構造に限定されず、屈曲、起伏、カーブ等を含んでもよい。
【００１５】
被検物１２の周面１４は、略円筒形状を提供する。他の例では、被検物１２は他の非円筒形状およびサイズを含む。例えば、被検物１２は、正方形または長方形の断面などの非円形断面形状を有してもよい。さらに、被検物１２は、管形状、円錐形状等を含んでもよい。被検物１２は、シャフト、パイプ等に限定されず、その代わりに、壁、平面、または非平面状表面等を含んでもよい。被検物１２は、部品（例えば、発電機シャフト等）の検査、パイプライン腐食モニター等を含む多くの用途に用いることができる。このように、図１に示す被検物１２は、被検物の可能な一例だけを含んでいる。
【００１６】
超音波検出アセンブリ１０はさらに、コントローラ１５を含む。コントローラ１５は、いくらか一般的／模式的に示している。一般的に、コントローラ１５は、任意の数の異なる構成を含むことができる。一例では、コントローラ１５は、ワイヤによってフェーズドアレイプローブ２０に動作可能に取り付けられる。しかし、さらなる例では、コントローラ１５は、フェーズドアレイプローブ２０と無線通信を行ってもよい。コントローラ１５は、ワイヤを通して（または無線で）フェーズドアレイプローブ２０からの情報（例えば、データ、制御命令等）を送受信することができる。この情報は、被検物１２の特性（例えば、腐食、壁厚、空孔、包含物等）、あるいはフェーズドアレイプローブ２０により送信および／または受信した音響ビームの特性等に関連づけることができる。コントローラ１５は、回路、プロセッサ、動作するプログラム、メモリ、コンピュータ、電源、超音波内容等を含むことができる。さらなる例では、コントローラ１５は、超音波検出アセンブリ１０を制御するためのユーザインターフェース、ディスプレイ、および／または他のデバイスを含んでいる。
【００１７】
ここで図２を参照して、被検物１２の部分的に開裂した側面立面図を示す。被検物１２は、内側部分１６を含む。内側部分１６は、実質的に中実であるが、さらなる例では、内側部分１６は少なくとも部分的に中空で、および／または開口部を内側部分に含んでもよい。被検物１２の内側部分１６は、金属（例えば、鋼鉄、チタン等）、金属合金、および／または非金属（例えば、コンクリート等）などの多数の異なる材料で形成されてもよい。被検物１２の内側部分１６の一部（すなわち、開裂部分）のみを示しているが、被検物１２の残りの内側部分は、図２に示す内側部分１６と同様のまたは同一の構造とすることができることを理解されたい。
【００１８】
被検物１２は、特性１８をさらに含むことができる。特性１８は、いくらか一般的／模式的に示しているが、特性１８は、多くの可能な構造、サイズ、形状等を含むことが理解されよう。例えば、特性１８は、腐食、空孔、包含物、欠陥、亀裂、厚さ等を含む、さらに、特性１８を一般的に四角形として描いているが、特性１８は、同様に、細長い亀裂／欠陥または非四角形形状等を含んでもよい。さらに理解されるように、図２は、例示の目的のために１つの特性を示しているが、さらなる例では、特性１８は、同様に複数の特性を含んでもよい。特性１８は、内側部分１６内の任意の位置にあってもよく、例えばフェーズドアレイプローブ２０の近くまたは遠くにあってもよいし、被検物１２の一方の端部の近くにあってもよい。
【００１９】
超音波検出アセンブリ１０のフェーズドアレイプローブ２０を参照すると、フェーズドアレイプローブ２０は、対向する端部の間に延在する細長い円筒形状のプローブである。さらなる例では、フェーズドアレイプローブ２０は、図２に示した特定の構成に限定されず、任意の数の異なるサイズおよび形状を含んでもよい。フェーズドアレイプローブ２０は、被検物１２の周面１４に近接して配置される。一例では、フェーズドアレイプローブ２０が被検物１２に対して静的に保持されたり、取り付けられたりするように、フェーズドアレイプローブ２０は、被検物１２に近接して非可動に配置される。
【００２０】
フェーズドアレイプローブ２０は、フェーズドアレイプローブ２０の端部に配置された検査面２２を含む。検査面２２は、実質的に平面（図示するように）であってもよいし、あるいは他の例では、周面１４の形状に合わせて屈曲、カーブ等を含んでもよい。一例では、被検物１２が検査面２２全体の長さより相対的に大きい直径を有する場合には、検査面２２が周面１４と接触するように、検査面２２は実質的に平面とすることができる。周面１４に近接して配置することで、検査面２２は周面１４に接触して配置される。別の例では、検査面２２は、周面１４に近接して配置することができるが、周面１４に接触しなくてもよい。このような例では、検査面２２は、周面１４から離れていてもよく、および／または一方の側の検査面２２と反対側の周面１４との間に（および接触して）配置された他の構造を含んでもよい。
【００２１】
ここで図３を参照して、フェーズドアレイプローブ２０の検査面２２の例を示す。検査面２２は、複数のトランスデューサ素子２４と関係する略円形形状を有する。一般に知られているように、トランスデューサ素子２４の各々は、圧電結晶を含む。トランスデューサ素子２４への電流の印加に応答して、トランスデューサ素子２４の各々は、検査面２２から外側に向かう方向に音響ビームを送信（例えば、送り、搬送等）することができる。同様に、トランスデューサ素子２４の各々は、音響ビームを受信することができ、これに応答して電流を生成することができる。
【００２２】
検査面２２に関係するトランスデューサ素子２４は、例えば直線的にセグメント化されることによって、横方向に間隔が空けられる。具体的には、トランスデューサ素子２４は、検査面２２を横切ってほぼ直線的に延びるセグメント２６によって分離することができる。セグメント２６は、互いに平行に延びて、トランスデューサ素子２４は、リニアアレイを形成するように配置される。セグメント２６は、トランスデューサ素子２４間のセグメント化／分離の任意のタイプを表すことができる。例えば、セグメント２６は、カット、スコア、または検査面２２に製作された同様の分離を表すことができる。別の例では、セグメント２６は、分離して設けられたトランスデューサ素子２４間の空間を表している。セグメント２６は互いに接近または離間してもよく、そのようにしてトランスデューサ素子２４をより狭くまたはより広くすることができる。
【００２３】
トランスデューサ素子２４を直線的にセグメント化して設けることで、検査面２２から送信された音響ビームを導き／移動させることができる。例えば、トランスデューサ素子２４の各々は、別々の音響ビームを放出する。隣接するトランスデューサ素子からの音響ビームの送信を遅延させることができ（例えば、時間シフト）、そのようにして強めあう干渉のパターンが形成されて、ある角度で送信される単一の音響ビームになる。遅延および時間シフトに基づいて、トランスデューサ素子２４からの音響ビームは、検査面２２から被検物１２の中に効果的に移動させ／導くことができる。図示する例では、音響ビームを２次元方向２７（矢印で一般的に表す）に沿って移動させることができる。
【００２４】
ここで図４を参照して、フェーズドアレイプローブ２０の検査面１２２の第２の例を示す。本例では、第２の検査面１２２は、略正方形の形状を含むが、他の形状も想定される。第２の検査面１２２は、複数の第２のトランスデューサ素子１２４と関係している。一般に知られているように、第２のトランスデューサ素子１２４の各々は、圧電結晶を含む。以上説明したように、第２のトランスデューサ素子１２４の各々は、第２の検査面１２２から外側に向かう方向に音響ビームを送信（例えば、送り、搬送、生成等）することができる。同様に、第２のトランスデューサ素子１２４の各々は、音響ビームを受信することができ、これに応答して電流を生成することができる。
【００２５】
第２の検査面１２２に関係する第２のトランスデューサ素子１２４は、マトリクス状に配置される。具体的には、第２の検査面１２２は、行および列に配置された第２のトランスデューサ素子１２４の矩形状のアレイを含む。図示する例では、マトリクスは、８行の第２のトランスデューサ素子１２４および８列の第２のトランスデューサ素子１２４を有する、８×８マトリクスを含む。当然のことながら、さらなる例では、第２の検査面１２２は、８×８のマトリクスを含むことに限定されず、ほぼ任意のサイズ（すなわち、図示するものより大きい、またはより小さい）のマトリクスを含んでもよい。同様に、第２の検査面１２２は、矩形状のアレイを含むことに限定されず、他の四角形状のアレイ、または非四角形状のアレイを含んでもよい。
【００２６】
第２のトランスデューサ素子１２４は、セグメント１２６によって分離されている。セグメント１２６は、第２の検査面１２２の一方の側から反対側の第２の側に略直線状に延びることができる。さらに、セグメント１２６は、隣接するセグメント間にほぼ一貫した間隔を有することができ、そのようにして第２のトランスデューサ素子１２４は、実質的に同一のサイズおよび形状（例えば、正方形）を有する。当然のことながら、さらなる例では、セグメント１２６は、任意の数の方法で配向することができる。例えば、セグメント１２６は、第２の検査面１２２を横切って斜めに傾斜してもよく、そのようにして第２のトランスデューサ素子１２４は非正方形形状を含んでもよい。
【００２７】
マトリクス状に第２のトランスデューサ素子１２４を設けることにより、第２の検査面１２２から送信された音響ビームを回転対称にすることができる。例えば、第２のトランスデューサ素子１２４（すなわち、全てより少ない）の一部が別々の音響ビームを放出するように活性化することができる。図示する例では、アクティブ素子１２４ａは音響ビームを放出するが、非アクティブ素子１２４ｂは音響ビームを放出することができない。アクティブ素子１２４ａは、略円形の形状を形成することができ、略円形のグループ１３０として示されている。アクティブ素子１２４ａの円形のグループ１３０は、第２の検査面１２２の中心に向かって配置することができる。非アクティブ素子１２４ｂは、概して第２の検査面１２２の隅角部に向かって配置されている。図示する例では、アクティブ素子１２４ａは、第２の検査面１２２の各辺の中央に４つのトランスデューサ素子を含むことができる。しかし、さらなる例では、円形のグループ１３０をより小さくすることができ、そのようにして、より少ないアクティブ素子１２４ａで音響ビームを放出する。
【００２８】
円形のグループ１３０を形成するアクティブ素子１２４ａは、別々の音響ビームを放出する。図３に示した例と同様に、アクティブ素子１２４ａからの音響ビームの送信を遅延させることができ（例えば、時間シフト）、そのようにして強めあう干渉のパターンが形成されて、ある角度で送信される単一の音響ビームになる。遅延および時間シフトに基づいて、アクティブ素子１２４ａからの音響ビームを、第２の検査面１２２から被検物１２の中に効果的に移動させ／導くことができる。本例では、アクティブ素子１２４ａにより生成され送信された回転対称な音響ビームを３次元方向１２７（矢印で一般的に表す）に沿って移動させる。このように、回転対称な音響ビームを、被検物１２内で３次元的に移動させることができる。
【００２９】
３次元方向１２７を表す矢印は、２つの垂直な線（例えば、第１の線は上／下の方向を示し、第２の線は左右の方向を示す）のみを含むことを理解されたい。しかし、音響ビームの移動は、これらの方向（例えば、上、下、左、右）に沿って移動することに限定されるものではない。むしろ、音響ビームの３次元運動は、例えば垂直線に対して傾斜した方向に移動させることなどの、矢印で示す以外の方向を含む。実際、３次元方向１２７を表す矢印は、第２の検査面１２２から放射される音響ビームが図３の２次元方向２７に限定されないことを示しているに過ぎない。
【００３０】
ここで図５を参照して、超音波検出アセンブリ１０を用いて被検物１２の特性を検出する動作について説明する。図示するように、フェーズドアレイプローブ２０は、被検物１２に近接して配置される。具体的には、フェーズドアレイプローブ２０の検査面２２（または第２の検査面１２２）は、被検物１２の周面１４に接触している。被検物１２は、内側部分１６内に位置する特性１８を含む。
【００３１】
最初に、フェーズドアレイプローブ２０は、音響ビーム５０を生成し、被検物１２の中に送信する。音響ビーム５０は、図３または図４に関して上述した回転対称な音響ビームを含むことができる。具体的には、図５のフェーズドアレイプローブ２０は、検査面２２（図３）または第２の検査面（図４）のいずれかを含むことができる。
【００３２】
音響ビーム５０は、最初に第１の音響ビーム位置５０ａにすることができる。第１の音響ビーム位置５０ａは、内側部分１６の中に検査面２２に対してある角度で延びることができる。第１の音響ビーム位置５０ａは、図５に示す位置に特に限定されるものではなく、内側部分１６内の任意の位置にあってもよいことを理解されたい。次に、フェーズドアレイプローブ２０は、音響ビーム５０を移動させることができる。例えば、トランスデューサ素子２４からの音響ビーム５０の送信を遅延（例えば、時間シフト）させて、強めあう干渉のパターンを形成することができる。遅延および時間シフトに基づいて、検査面２２からの音響ビーム５０を、内側部分１６内に移動させ／導くことができる。具体的には、音響ビーム５０を方向５２に沿って移動させることができ、そのようにして、音響ビーム５０を、第１の音響ビーム位置５０ａから第２の音響ビーム位置５０ｂに移動させる。
【００３３】
音響ビーム５０が被検物１２内を移動すると、音響ビーム５０は、内側部分１６内の特性１８を検出することができる。具体的には、音響ビーム５０のエコーが特性１８で反射され、そのエコーはトランスデューサ素子２４によって受信することができる。このエコーに関する情報（例えば、振幅、飛行時間等）は、既知の円板反射器のエコー信号と比較することができる。ＤＧＳ図を用いて、ＤＧＳ図に記録されている円板反射器の曲線のアレイとエコー振幅とを比較することによって、特性１８に関する情報を決定することができる。具体的には、検査面２２または第２の検査面１２２のいずれかからの音響ビーム５０が回転対称であるため、ＤＧＳ方法は、回転対称な音場に依存するのでＤＧＳ方法は依然として使用することができる。
【００３４】
第１の音響ビーム位置５０ａおよび第２の音響ビーム位置５０ｂは、いくらか一般的／模式的に表していることを理解されたい。実際、さらなる例では、音響ビーム５０が移動する範囲は、図５に示す範囲に限定されない。１つの特定の例では、音響ビーム５０は、検査面２２の中心を通る垂直な軸に対して＋２４°〜−２４°である、約４８°の範囲を有することができる。当然のことながら、他の例では、音響ビーム５０はそれより大きいまたは小さい範囲を有してもよい。音響ビーム５０の範囲は、トランスデューサ素子のサイズに依存することがあり得て、より小さいサイズのトランスデューサ素子はより広い範囲を可能にする。
【００３５】
図５の音響ビーム５０は、被検物１２の軸方向と略平行な方向５２に沿って移動するように示している。しかし、さらなる例では、フェーズドアレイプローブ２０の回転によって、音響ビーム５０を、被検物１２の軸方向と平行ではない他の方向に移動させる。例えば、フェーズドアレイプローブ２０を９０度回転させることができ、そのようにして音響ビーム５０の方向５２を被検物１２の軸方向に対して実質的に垂直にする。他の例では、フェーズドアレイプローブ２０は、第２の検査面１２２を含む。このように、音響ビーム５０は３次元方向に移動可能である。
【００３６】
ここで図６を参照して、超音波検出アセンブリ１１０の第２の例を示す。図６は、図２の線６−６に沿った断面図である。しかし、本例では、第２の超音波検出アセンブリ１１０は、調整構造１１２を含む。被検物１２は、一般に、図１〜図５に関して上述した被検物１２と同一である。同様に、フェーズドアレイプローブ２０は、一般に、図１〜図５に関して上述したフェーズドアレイプローブ２０と同一である。したがって、被検物１２およびフェーズドアレイプローブ２０については、図６に関する説明を省略する。
【００３７】
図６に示す第２の超音波検出アセンブリ１１０は、図２の断面図である。しかし、第２の超音波検出アセンブリ１１０は、調整構造１１２を含んでいるが、図２は調整構造１１２を示していない。図６は、図２と同様であるが、調整構造１１２を含んでいることを理解されたい。具体的には、図示を容易にし、本発明の部分をより明確に示すために、第２の超音波検出アセンブリ１１０の断面図は、調整構造１１２を含むように示している。動作においては、第２の超音波検出アセンブリ１１０は、斜視図で示す場合に調整構造１１２を含む。
【００３８】
第２の超音波検出アセンブリ１１０は、調整構造１１２を含む。調整構造１１２は、フェーズドアレイプローブ２０と被検物１２との間の接触を向上させるように機能する。例えば、調整構造１１２は、第１の表面１１３および第２の表面１１４を含む。第１の表面１１３は、検査面２２のサイズおよび形状と実質的に一致するサイズおよび形状を含む。例えば、第１の表面１１３は、検査面２２の平面形状と一致する略平面形状を有している。さらなる例では、第１の表面１１３は、検査面の非平面形状と一致する他の非平面形状を含んでもよい。実際、検査面は、図３に示す検査面２２または図４に示す第２の検査面１２２のいずれかを含むことができ、第１の表面１１３は検査面２２または第２の検査面１２２のいずれかと係合し接触する。
【００３９】
調整構造１１２は、第２の表面１１４をさらに含む。第２の表面１１４は、被検物１２の周面１４のサイズおよび形状と実質的に一致するサイズおよび形状を有する。例えば、第２の表面１１４は、被検物１２の周面１４を受け止めて接触する、湾曲した略凹形表面を含む。当然のことながら、第２の表面１１４は、図６に示す形状に限定されない。代わりに、さらなる例では、被検物１２は、図示するものより大きい、またはより小さい直径を有してもよい。より大きいまたはより小さい直径に適応させるために、第２の表面１１４は、大なり小なり凹部を有することができ、そのようにして第２の表面１１４は被検物１２を受け止める。
【００４０】
調整構造１１２は、任意の数の材料を含むことができる。一例では、調整構造１１２は、ポリメチルメタクリレート（例えば、プレキシグラス（登録商標））などのアクリル系材料を含む。調整構造１１２は、透明または不透明であってもよく、音響ビーム１５０が調整構造１１２を通過することができる。
【００４１】
フェーズドアレイプローブ２０は、検査面２２から被検物１２の中に音響ビーム１５０を送信する。音響ビーム１５０は、第１の表面１１３を通って入り、第２の表面１１４を通って出ることによって、調整構造１１２を通過することができる。調整構造１１２は、屈折によって音響ビーム１５０に対してある影響を有することができる。具体的には、図６に示すように、音響ビーム１５０は、調整構造１１２を通過することによって、方向を変えることができる。調整構造１１２が音響ビーム１５０に与える影響は図示するものより大きくても小さくてもよく、そのようにして音響ビーム１５０の屈折を、さらなる例では、より厳しく、またはより緩やかにすることができる。したがって、音響ビーム１５０のこの屈折は、寸法（厚さ、凹面等）、材料のタイプ等を含む、調整構造１１２の特性を知ることによって補償することができる。このように、調整構造１１２による屈折を補償しながら、図５に関して上述した同様の方法で音響ビーム１５０を移動させることができる。
【００４２】
調整構造１１２を設けることにより、フェーズドアレイプローブ２０と被検物１２との強化された結合が可能になる。被検物１２が検査面２２のサイズに比べて相対的に小さい直径を有する例では、検査面２２と被検物１２との間の隙間、空間等を低減するために調整構造１１２が設けられる。調整構造１１２がなければ、これらの隙間、空間等が検査面２２の縁部に存在する可能性がある。音響ビームが検査面２２から隙間、空間等を通って被検物１２の中に進むことにより、歪んだり効果が少なくなったりするおそれがある。調整構造１１２を設けることによって、音響ビーム１５０がこのような隙間を通って進む必要がもはやなくなる可能性があり、その代わりに、検査面２２と周面１４とが接触していない（または互いに隣接していない）位置で調整構造１１２を通過することができる。
【００４３】
本発明について、上述した例示的実施形態を参照して説明した。修正および変更は、本明細書を読んで理解すれば可能であろう。本発明の１つまたは複数の態様を含む例示的実施形態は、添付の特許請求の範囲に含まれる限りにおいて全ての修正および変更を含むものとする。
【符号の説明】
【００４４】
１０  超音波検出アセンブリ
１２  被検物
１４  周面
１５  コントローラ
１６  内側部分
１８  特性
２０  フェーズドアレイプローブ
２２  検査面
２４  トランスデューサ素子
２６  セグメント
２７  ２次元方向
５０  音響ビーム
５０ａ  第１の音響ビーム位置
５０ｂ  第２の音響ビーム位置
５２  方向
１１０  第２の超音波検出アセンブリ
１１２  調整構造
１１３  第１の表面
１１４  第２の表面
１２２  第２の検査面
１２４  第２のトランスデューサ素子
１２４ａ  アクティブ素子
１２４ｂ  非アクティブ素子
１２６  セグメント
１２７  ３次元方向
１３０  略円形のグループ
１５０  音響ビーム
【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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【国際調査報告】
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