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超聲波是一種機械波，機械振動與波動是超聲波探傷的物理基礎。通過超聲波在金屬工件中傳播遇到介質會發生反射與折射原理來獲取傷形信號。如果材料中沒有缺陷的話，超聲波傳播的材料另一端會發生反射，被探頭捕捉后，根據波在材料中的聲速與實際檢測時發射波與接收回波之間所耗的時間來判斷出材料的厚度。如果有缺陷同樣也會有反射回波，探頭會捕捉到，說明有缺陷存在。
超聲波探傷儀在工作時時在探頭與金屬工件之間如存在空氣，由于空氣聲阻抗比較大，超聲波不能被導入工件，必須使用一種液體消除間隙，在探頭與件之間起透聲的作用，這就是耦合劑。所以超聲波探傷儀探傷要配合耦合劑進行。
超聲波探傷儀對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性，適合于厚度較大的零件檢驗。超聲波探傷儀能夠快速、便捷、精確地進行工件內部多種缺陷（裂紋、疏松、氣孔、夾雜等）的檢測、定位、評估和診斷。從而預防和避免安全事故的發生。其主要應用于鍋爐、壓力容器、航天、軍工、船舶制造、汽車、機械制造、冶金、金屬加工業、鋼結構、鐵路交通、核能典禮和高校的實驗室等行業。
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