超声无损检测发展情况、技术水平及市场情况
思瀚产业研究院 中科创新    2026-09-09

（1）超声无损检测发展情况及技术水平

早期超声检测主要采用模拟式检测方式。该阶段依赖模拟电路对超声回波信号进行处理，并通过示波管显示检测波形。模拟式检测为超声技术进入工业无损检测领域奠定了基础，但其局限性也较为明显。由于检测信号未能实现数字化转换，检测过程中的波形信息难以存储、回放和复核，检测结果更多依赖现场瞬时观察。因此，模拟式检测虽然能够实现基本探伤功能，但在检测数据留存、质量追溯和结果复查方面存在不足。

随着电子技术的发展，超声检测逐步由模拟式向数字式转变。数字式检测通过电子器件对检测信号进行数字化转换，使检测结果能够实现存储、回放、复核、传输和长期保存。与模拟式检测相比，数字式检测不仅提高了检测数据的可追溯性，也为后续数据处理、缺陷分析和检测结果管理提供了基础支撑。数字化是超声无损检测由经验判断走向数据化管理的重要节点。

A 型超声检测是数字式检测中基础和典型的检测技术，通过将超声回波信号进行数字化转换后，在屏幕上以一系列垂直尖峰波形的方式加以显示，其中横坐标代表超声波回声返回时间，纵坐标代表回声信号强度，以坐标轴的方式将缺陷的距离、深浅、大小加以呈现，检测人员可据此判断缺陷的大致距离、深度和尺寸。

A 型超声检测原理成熟、应用广泛，在工业检测中具有较强的基础性作用。但由于其检测结果主要以波形形式呈现，缺陷判断依赖检测人员对波形的读取和分析，对操作经验要求较高。同时，A 型超声通常只能反映声束传播路径上的信息，信息维度相对单一，对于复杂结构或形态不规则缺陷的整体识别能力有限。

随着数字信号处理能力不断提升，超声相控阵技术逐渐发展并应用于工业检测。该技术借鉴相控阵雷达的工作原理，通过精确控制阵列中各个探头单元的发射时序，使超声波束能够在空间中实现偏转、聚焦和扫描。相较于传统 A 型超声检测，超声相控阵技术能够获取更丰富的检测信息，并将检测结果以图像形式呈现，使缺陷显示更加直观。其优势不仅体现在检测效率的提升，也体现在对复杂几何形状工件的适应能力增强。通过缺陷成像，原本依赖波形理解的检测结果能够转化为更易观察的图像信息，从而提高检测结果的直观性，让缺陷“看得见”，并在一定程度上降低对操作人员经验的依赖。

近年来，随着数字信号处理技术和计算能力的进一步提高，超声全聚焦技术在相控阵技术基础上得到发展。该技术通过全矩阵捕获方式获取检测数据，并对成像区域进行全面动态聚焦，使区域内各点均能够获得较好的分辨率。与常规相控阵技术相比，全聚焦技术在缺陷轮廓重建、微小裂纹识别、夹杂物判断以及不规则缺陷表征方面具有更强能力，由此大幅提高图像分辨率和检测判定准确性，带来由“看到见”向“看得清”的技术进步，使缺陷评价由一般识别逐步向精细表征发展。

如上图所示，A 型超声检测以波形的方式可呈现检测结果，但无法将缺陷直观呈现，缺陷的判定对人工判断依赖程度较高；超声相控阵检测可将检测结果以图像的形式呈现，缺陷的呈现方式更为直观；超声相控阵全聚焦检测则进一步提高了图像的清晰度，对缺陷的表征更为精细。

此外，随着我国制造业高质量发展，针对特定场景和特殊需求的超声技术亦逐步出现。通常情况下，超声检测采用接触式的检测方式，即探头与被检工件直接接触，并在探头和工件之间使用水、油等耦合剂来传递超声波。由于接触式的检测需与工件直接接触并使用耦合剂，因而在一些高温、忌水的特殊检测场景下无法使用，如热轧钢板、高温管道、吸水材料等。针对这些特定场景的特殊需求，空气耦合超声、电磁超声、激光超声等非接触式超声检测技术逐步出现并得到应用。

综上所述，超声无损检测技术的发展情况及各类技术的水平特点如下：

① 超声无损检测技术演进情况

拟式检测采用模拟电路技术的模拟式检测，利用超声波回波转换的电信号使示波管中的电子束发生偏转从而显示检测波形。检测数据无法储存和回放，检测结果“看过即消失”。

数字式检测：检测信号经电子器件数字化转换后可以被回放、复核、传输和长期保存。

A 型超声工业超声无损检测的基石，原理成熟、使用便捷，但在面对现代工业对检测效率、精度和可靠性的严苛要求，以及检测对象结构、材料日益复杂的情况下，其检测覆盖范围窄、难以定量和定位分析、对操作人员依赖程度高等局限性日益凸显。

超声相控阵通过精确控制阵列中各个单元的发射时序，实现了波束在空间中的灵活偏转与聚焦，检测速度与精度大幅提升，能够应对复杂几何形状的工件，实现无死角覆盖；同时，将采集数据实时重建为图像，让缺陷“看得见”，从而显著提升了检测效率与结果的可靠性。

超声相控阵全聚焦对成像区域全面动态聚焦，使区域内所有点均获得较好的分辨率，对微小裂纹、夹杂物和不规则缺陷的轮廓能够更精确地重建和测量，从而提高图像的分辨率和检测判定的准确性，缺陷由“看到见”到“看得清”，缺陷表征精度能力更强。

② 超声无损检测技术在特殊场景的拓展

空气耦合超声：利用空气作为耦合剂完成非接触式检测，避免耦合剂渗入工件内部造成工件污染或损坏，适用于多孔材料（如碳纤维复合材料）、吸湿性材料等，在航空航天、军工领域有较多应用。

电磁超声：利用电磁感应效应使被检工件自身产生超声波，无需耦合剂即可完成检测；具有较强的耐高温能力，适用于高温金属（如热轧钢板、高温管道）的检测。

激光超声： 通过高能激光照射被检工件使其自身产生超声波

总体来看，超声无损检测技术的演进呈现出较为清晰的发展脉络。早期技术解决了基本的检测问题，实现了超声检测在工业体系中的应用；数字式检测提升了检测数据保存、复核和追溯能力，为超声检测的技术发展和复杂场景的应用奠定了基础；A 型超声构成了工业检测中的基础应用方式；相控阵技术推动检测结果由波形判断向图像显示转变，让缺陷“看得见”，从而显著提升了检测结果的可靠性；相控阵全聚焦技术进一步提升了图像分辨率和检测判定的准确性，让缺陷由“看得见”到“看得清”，缺陷表征能力更强。空气耦合超声、电磁超声、激光超声等技术拓展了在特殊场景的应用边界。

（2）超声无损检测市场规模

超声无损检测的下游应用广泛，市场空间较大，根据 Frost&Sullivan 的统计数据，我国超声无损检测设备市场规模 2025 年度为 83 亿元，其中自动化无损检测系统市场规模为 28 亿元、无损检测仪市场规模为 55 亿元；至 2030 年，我国超声无损检测设备市场规模将增长至 152.70 亿元，其中自动化无损检测系统市场规模将增长至 71.40 亿元，2025 年至 2030 年复合增长率为 20.60%；无损检测仪市场规模将增长至 81.30 亿元，2025 年至 2030 年复合增长率为 8.10%。

超声无损检测仪适合抽检和现场复核，而自动化无损检测系统可以满足连续检测、结果一致性和质量闭环管理要求，因此，自动化无损检测系统是特钢、石油化工、有色金属、航天航空、核工业等高端制造和流程化生产场景中的重要检测装备，为前述领域产品的质量稳定性、可靠性、一致性提供重要保障，更具增长潜力。