Công nghệ cốt lõi của máy dò khuyết tật siêu âm, chủ yếu dựa trên các đặc tính lan truyền của siêu âm trong vật liệu và sự tương tác của nó với các khuyết tật. Nguyên tắc hoạt động của nó bắt đầu bằng hiệu ứng áp điện, kích thích các tinh thể áp điện thông qua các tín hiệu điện tần số cao, tạo ra sóng cơ học ở tần số trên 20 kHz. Khi sóng âm đi qua vật liệu, gặp phải các khuyết tật bên trong (như vết nứt, lỗ khí, v.v.) tạo ra phản xạ, khúc xạ hoặc tán xạ do sự khác biệt trở kháng âm thanh. Bằng cách thu thập các tín hiệu tiếng vang này bằng đầu dò nhận và phân tích chênh lệch thời gian và biên độ thay đổi của chúng, vị trí khiếm khuyết có thể được xác định chính xác và kích thước được đánh giá.

Phương pháp phản xạ xung là con đường kỹ thuật thường được sử dụng hiện nay. Thiết kế tích hợp giữa truyền và nhận được đạt được thông qua một đầu dò duy nhất, sử dụng chênh lệch múi giờ giữa tiếng vang khiếm khuyết và tiếng vang bề mặt dưới để hoàn thành việc xác định vị trí khiếm khuyết. Phương pháp chênh lệch múi giờ nhiễu xạ (TOFD) cho phép phân tích định lượng cấp milimet thông qua chênh lệch thời gian của sóng nhiễu xạ ở đầu bị lỗi, đặc biệt thích hợp để phát hiện mối hàn. Công nghệ mảng pha đạt được độ lệch và tập trung chùm âm thanh bằng cách điều khiển điện tử kích thích trễ thời gian của đầu dò phần tử đa mảng, kết hợp với chụp ma trận đầy đủ (FMC) với phương pháp lấy nét đầy đủ (TFM), có thể tạo ra hình ảnh quét C thời gian thực, tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn được nâng lên trên 60dB để phát hiện vết nứt ở cấp micron.

Ở cấp độ kỹ thuật hình ảnh, máy dò khuyết tật siêu âm đạt được hình ảnh khiếm khuyết bằng cách quét A, quét B, quét C và các phương pháp hình ảnh đa chiều khác. Màn hình loại A lấy thời gian truyền là tọa độ ngang, biên độ phản xạ là tọa độ dọc, trình bày trực quan các đặc điểm dạng sóng khiếm khuyết; Hiển thị loại B tạo ra hình ảnh đứt gãy hai chiều, tương tự như siêu âm y tế B; Màn hình loại C cho phép lập bản đồ tương ứng của vị trí đầu dò với phân bố khiếm khuyết bằng cách quét cơ học. Công nghệ siêu âm phi tuyến tiếp tục phá vỡ giới hạn nhiễu xạ, kết hợp với công nghệ sinh đôi kỹ thuật số để xây dựng cơ sở dữ liệu về các đặc tính âm thanh của vật liệu, có thể dự đoán xu hướng tiến hóa khiếm khuyết.

Sự phát triển công nghệ hiện tại tập trung vào các hệ thống phát hiện thông minh và khả năng thích ứng với môi trường. Các thuật toán deep learning như mạng U-Net cho phép phân loại lỗi tự động với độ chính xác 98%; Đầu dò siêu âm nhiệt độ cao (chịu nhiệt độ 800 ℃) và robot phát hiện ngâm lỏng mở rộng ranh giới ứng dụng của nhà máy lọc dầu, lò phản ứng hạt nhân và các kịch bản đặc biệt khác. Trong tương lai, siêu âm cảm biến lượng tử và cảm biến năng lượng tự cung cấp và các công nghệ tiên tiến khác dự kiến sẽ tăng độ nhạy lên 3 bậc độ lớn, thúc đẩy kiểm tra không phá hủy vào kỷ nguyên độ phân giải dưới bước sóng.