超声波探伤仪、超声波探头、试块及耦合剂等组成超声波检测系统，它们是超声波探伤的重要设备。超声波探伤仪是超声波探伤的主要设备，它能够快速识别出工件内部多种缺陷（裂纹、气孔、夹杂等），并且不会对工件造成任何损伤，广泛适用于实验室与工程现场。
一、 按照超声波的连续性分类
1. 脉冲波超声探伤仪
这种仪器主要是通过周期性的发射不连续的脉冲波来激励换能器产生超声波，根据超声波的传播速度或者回波的幅值等特性判断工件中是否有缺陷，这是目前最常用的探伤仪模式。
2. 连续波超声探伤仪
这种仪器探头向工件发射连续且频率不变的超声波，主要是通过观察透过工件的超声波强度的变化来判断工件中是否有缺陷。这种仪器通常情况下灵敏度低，而且难以确定缺陷位置，大多被脉冲探伤仪器取代，不过仍旧应用在超声波显像及超声波共振测厚等方面。
3. 调频波超声探伤仪
这种仪器发射的超声波是周期性连续且频率周期性变化的超声波，主要是观察发射波与回波的变化，判断工件中有无缺陷。但其局限性是适用于检测与探测面平行的缺陷，所以这种仪器也大多被脉冲探伤仪器取代。
二、按缺陷显示方式分类
1. A型显示
A型显示探伤仪反馈的是波形，它显示的是超声波回波的位置与幅度，回波的位置反映的是超声波的传播时间，幅度则是体现出了缺陷的特性。
2. B型显示
B型显示探伤仪反馈的是图像，探伤仪沿荧光屏横坐标方向机械扫描形成探头的扫查轨迹，沿纵坐标方向反馈处回波的时间（或距离），这样就可以直观地表示出处于某一纵面上的缺陷。
3. C型显示
C型显示探伤仪反馈的也是图像，探伤仪在横坐标和纵坐标方向都是机械扫描来代表探头在工作表面的位置。光点辉度表示探头接收信号幅度，所以当探头在工件表面移动反馈在荧光屏上便显示出工件内部缺陷的平面图像，但不能显示缺陷深度。
A型、B型、C型三种显示分别如图3.17所示。
三、按超声波的通道分类
1. 单通道探伤仪
这种仪器在目前的超声波检测中应用比较广泛，一般是使用一个探头或一对探头。
2. 多通道探伤仪
在某些场合中，单一的探头接收的回波信息较少，所以采用多个或多对探头同时工作，通常应用于自动化检测。
四、按工作制式分类
1. 模拟式超声探伤仪
a. A型脉冲反射式超声波探伤仪
A型脉冲反射式超声波探伤设备主要包含同步电路、发射电路、接收放大电路、扫描电路、显示电路和电源电路等主要电路，其次有延时电路、报警电路、深度补偿电路、标记电路、跟踪及记录等附加装置组成。电路框图如图3.18所示。
工作原理：电路接通后，同步电路产生周期性同步脉冲信号，一方面同步脉冲触发扫描发生器产生线性的锯齿波，经扫描放大加到示波管水平（x轴）偏转板上，产生一个从左到右的水平扫描线，即时基线。另一方面触发发射电路产生高频脉冲并作用于探头，通过探头的逆压电效应将信号转换为声信号，发射超声波。超声波在传播过程中遇到异质界面（缺陷或底面）产生反射，反射的回波由探头接收。通过探头的正压电效应将声信号转换为电信号送至放大电路被放大、检波，信号电压加到示波管的垂直（y轴）偏转板上，使电子束发生垂直偏转，在水平扫描的相应位置上产生缺陷的回波和底面波。
b. B型显示超声波探伤仪
工作原理：同步电路产生脉冲信号触发探头发射超声波信号，同时也触发y扫描电路，并将锯齿波电压施加在示波管y轴偏转板上。施加在x轴偏转板上的是随探头位置变化而变化的直流电压，当探头在工件上沿直线移动时，在显示器上显示出沿探头扫描线所处的截面上的前后表面，内部反射界面的位置、取向及深度。电路框图如图3.19所示。
c. C型显示超声探伤仪
C型显示超声波探伤仪一般由同步、发射、放大、与门、闸门、平面显示器与机械同步组成，如图3.20所示。
工作原理：同步电路产生同步脉冲信号激励换能器产生超声波信号，传递到工件中，并同时触发闸门电路以获得闸门信号。示波管的横纵坐标分别表示工件探测面上的相应的横坐标和纵坐标。电位器x和y的直流电压分别作用于控制示波管的水平和垂直偏转板。机械同步将探头与两个电位器实现联动。探头移动时，把移动的X分量与Y分量分别施加在水平和垂直偏转板，偏转板电压发生相应变化，使屏幕上的坐标与工件探测面上的坐标相对应。
d. 模拟式超声波探伤仪的构成及其功能
模拟式超声波探伤仪的电路框图如图3.21所示。
（1)组成部分及其作用
①. 超声波探伤仪的协调中心是同步电路，它决定着激励信号的重复频率。
②. 发射电路主要作用是产生高压脉冲作用于超声波换能器产生超声波。
③. 扫描电路使显示屏上出现条明亮的时基线，也就是时间轴和水平扫描线。它控制着扫描速度，决定着仪器的检测范围。
④. 接收放大电路将探头产生的微弱回波信号电压放大到显示屏的纵坐标方向，以显示工作电压。它控制着仪器的增益和衰减。
（2)各主要开关和旋钮的作用及其调整方法。
在模拟式超声波探伤仪面板上，合理选用开关和按钮可以实现不同的功能。各主要开关和旋钮的作用及其调整方法如下：
①. 工作方式选择旋钮
发射探头和接收探头分别连接到发射插座和接收插座，工作方式选择旋钮的作用是选择检测方式，即“双探”或“单探”方式。当选择“双探”时，两个探头的工作模式为一发一收。当选择“单探”时，发射插座和接收插座内部连通，单个探头自发自收。
②. 发射强度旋钮
此按钮主要改变激励脉冲的强度，增加或者减小发射功率，增大发射强度，有助于提高仪器灵敏度。但脉冲变宽，分辨力差。因此，应根据实际情况选择合适的发射强度。
③. 增益旋钮
接收信号幅值可能会非常低，这样不利于信号分析，通过调节增益旋钮，可以改变接收放大器的放大倍数。使用时，将回波高度精确地调节到某一指定高度，将仪器灵敏度确定以后，在检测过程中一般不再调整增益旋钮。
④. 衰减器
衰减器可以调节检测灵敏度和测量回波振幅。用来调节灵敏度时，衰减读数大，回波幅度低；反之，灵敏度高。用来调节回波振幅时，衰减读数大，回波幅度高；反之，回波幅度低。
⑤. 深度范围旋钮
此按钮主要是调节显示在屏幕上的检测范围。可以将显示在屏幕上的回波信号间距压缩或者扩展。
⑥. 深度细调旋钮
深度细调旋钮的作用是精确调整检测范围。调节深度细调旋钮，可连续改变扫描线的扫描速度，从而使显示屏上的回波间距在一定范围内连续变化。调整检测范围时，应先将深度粗调旋钮置于合适的档级，然后调节深度细调旋钮，使反射波的间距与反射体的距离成一定比例。
⑦. 延迟旋钮
此按钮可以使显示在屏幕上的回波信号大幅度地左右移动而不改变回波之间的距离。调节检测范围时，先用深度粗调旋钮和深度细调旋钮调节好回波间距，再用延迟旋钮将反射波调至正确位置，通过延迟旋钮进行零位校正，使声程原点与水平刻度的零点重合。
⑧. 聚焦旋钮
聚焦旋钮可以调节电子束的粗细程度，可以根据实际情况调节，使显示屏波形清晰。
⑨. 水平旋钮
水平旋钮也称为零位调节旋钮。通过调节水平旋钮使扫描线连同回波一起左右移动一段距离，回波之间的距离不发生改变。
⑩. 重复频率旋钮
此按钮调节的是激励脉冲的重复频率，即激励脉冲的发射间隔。当屏幕上显示的图案比较暗淡时，可以提高重复频率，就会使图案变得更加清晰。
⑪. 垂直旋钮
通过调节垂直旋钮使扫描线连同回波一起上下移动一段距离，回波之间的距离不发生改变。
⑫. 深度补偿开关
此旋钮的作用是调节回波增益，减小相同形状但不同深度的缺陷的回波高度差。
2. 数字式超声探伤仪
数字式超声探伤仪整机由微处理器系统同步和控制，由发射、接收、数控放大器单元，数据调整实时采集、存储和分析、处理单元以及回波显示和打印输出等组成。
a. 数字式超声探伤仪与模拟式超声探伤仪的异同点对比
①. 基本组成
如图3.22所示为数字式超声探伤仪的电路框图，其发射电路与模拟式超声探伤仪相同，接收放大电路的衰减器与高频放大器等也与模拟式超声探伤仪相同，信号放大后由A/D转换器转换成数字信号，输送到微处理器进行处理，显示器进行处理，模拟式超声探伤仪上的检波、滤波、抑制等功能可以通过对数字信号的处理来完成。数字式仪器的显示是由微处理器控制实现逐步逐点扫描，在显示器上显示二维点阵图。发射电路与模数转换由微处理器协调各部分的工作，不再需要同步电路。
②. 仪器功能
数字式超声探伤仪的基本功能与模拟式超声探伤仪相同，各部分功能的控制方式不同。模拟式超声探伤仪直接通过开关对仪器的电路进行调整；数字式超声探伤仪采用人机对话，将控制数据输人微处理器，由微处理器控制各电路的工作，有利于自动检查。
③. 仪器性能
两类仪器的发射电路、接收电路相同，因此仪器的灵敏度、分辨率基本相同。差别主要是信号的模数转换、处理及显示部分，这部分功能直接影响对缺陷的判断。
b. 数字式超声探伤仪的优缺点
①. 优点
接收信号数字化，使超声信号的存储、记录、再现、处理、分析都很方便，可以使超声信号永久记录，使检测过程中重现更方便，同时也能从超声信号中得到更多的量化信息；显示器不需要传统的示波器，使得仪器更便于小型化；软件功能可以扩展，有利于满足不同使用场合的要求；为自动检测系统的实现提供条件。
②. 缺点
模数转换器的采样频率、数据长度、显示器的分辨率等直接影响信号的质量，如果信号失真，会造成漏检误检等，因此在使用过程中应引起重视。
