Yoshikazu Ohara และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Tohoku ใช้เทคนิคที่ไม่ทำลายล้างเพื่อศึกษาโครงสร้าง และต้องการหาวิธีสร้างภาพ 3 มิติของข้อบกพร่องของโครงสร้าง พวกเขาพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่าระบบคลื่นเสียงความถี่สูงแบบเพียโซอิเล็กทริกและเลเซอร์ (PLUS) ซึ่งรวมเอาจุดแข็งของอุปกรณ์สองชนิดที่แตกต่างกันเพื่อสร้างภาพ 3 มิติที่มีความละเอียดสูงของข้อบกพร่องในโครงสร้างโลหะ

"เราเชื่อว่า PLUS จะปูทางสำหรับการประเมินความแข็งแรงของวัสดุ การระบุข้อบกพร่อง และการค้นหาว่าข้อบกพร่องเริ่มก่อตัวอย่างไร" Ohara กล่าว

"อาร์เรย์แบบแบ่งเฟสอัลตราโซนิก" ที่มีอยู่ในปัจจุบันเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการถ่ายภาพข้อบกพร่องภายในที่เป็นของแข็ง แต่ในสองมิติเท่านั้น อุปกรณ์เหล่านี้ทำจากทรานสดิวเซอร์อาเรย์แบบหนึ่งมิติแบบเพียโซอิเล็กทริกโดยมีจำนวนองค์ประกอบที่จำกัด – มากถึง 128 พัลส์ไฟฟ้าในองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกจะถูกแปลงเป็นการสั่นสะเทือนทางกลที่ปล่อยคลื่นอัลตราโซนิกไปยังวัสดุภายใต้การตรวจสอบ คลื่นอัลตราโซนิกสะท้อนกลับจากข้อบกพร่องภายในและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถแปลเป็นภาพ 2 มิติได้

ใน PLUS คลื่นที่สร้างขึ้นในวัสดุจากทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกที่มีองค์ประกอบเดียวจะได้รับโดยเลเซอร์ Doppler vibrometer ซึ่งเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ พื้นผิวของวัสดุเพื่อให้ได้การสแกน 2 มิติที่ดีของพื้นที่ อันเป็นผลมาจากกระบวนการนี้ มันรับคลื่นที่กระจัดกระจายและสะท้อนกลับที่ "จุด" จำนวนมากกว่าที่สามารถรับได้โดยทรานสดิวเซอร์อาเรย์แบบเพียโซอิเล็กทริก ข้อมูลที่ได้รับจากเลเซอร์ดอปเปลอร์ไวโบรมิเตอร์จะถูกส่งโดยออสซิลโลสโคปไปยังคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะถูกประมวลผลโดยอัลกอริธึมการถ่ายภาพและแปลงเป็นภาพ 3 มิติ

Ohara กล่าวว่า "อาร์เรย์แบบแบ่งเฟสอัลตราโซนิกซึ่งอยู่ในขั้นตอนที่ทันสมัยของการตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิกสามารถให้ภาพ 2D ได้เท่านั้นเนื่องจากมีองค์ประกอบที่ จำกัด " "PLUS ช่วยให้มีองค์ประกอบหลายพันรายการอันเป็นผลมาจากการรวมการสแกนแบบ 2 มิติของเลเซอร์ดอปเปลอร์ไวโบรมิเตอร์เข้าแทนที่ทรานสดิวเซอร์อาเรย์แบบเพียโซอิเล็กทริก"

แม้ว่าจะทดสอบเฉพาะข้อบกพร่องในวัสดุที่เป็นโลหะ แต่ Ohara กล่าวว่าเทคโนโลยีของพวกมันสามารถนำไปใช้กับวัสดุอื่นๆ รวมทั้งคอนกรีตและหิน เพียงแค่เปลี่ยนเครื่องส่งแบบ Phased Array เป็นแบบที่ปล่อยคลื่นความถี่อัลตราซาวนด์ที่ต่างกันออกไป

ข้อเสียเปรียบประการหนึ่งคือการได้มาซึ่งข้อมูลและเวลาในการประมวลผลที่ยาวนาน ซึ่งใช้เวลาหลายชั่วโมง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้สามารถย่อให้สั้นลงได้โดยใช้ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอลความเร็วสูงแทนออสซิลโลสโคป โดยใช้เลเซอร์ดอปเปลอร์ไวโบรมิเตอร์ที่มีความไวแสงมากขึ้น ใช้อัลกอริธึมการถ่ายภาพที่แตกต่างกัน และใช้หน่วยประมวลผลแบบกราฟิก