該檢測系統(tǒng)的工作原理基于超聲波在材料中的傳播特性：當超聲波垂直入射至材料表面時，硬化層因組織結構致密、晶粒細化，對超聲波的吸收和散射損耗小，呈現出近乎透明的傳播特性；而未硬化區(qū)域因晶粒粗大、組織疏松，會對超聲波產生強烈的背向散射。測試探頭系統(tǒng)采用高頻寬帶超聲換能器，可實時捕捉從材料內部返回的后向散射信號，信號經 IZFP 專用測試電子元件進行濾波、放大和模數轉換等預處理后，輸入至集成了深度學習算法的分析模塊。
該模塊通過建立材料聲學特性與硬化層深度的映射模型，結合自適應閾值分割和多層神經網絡優(yōu)化算法，能夠有效去除噪聲干擾，精確識別硬化層與基體材料的界面回波。經大量實驗驗證，該方法在檢測深度大于 1.5 mm 的工件時，檢測精度可達 ±0.1 mm，且重復性誤差控制在 3% 以內。在與傳統(tǒng)金相法、硬度梯度法等破壞性檢測方法的對比測試中，針對齒輪、軸類等典型感應淬火工件，其硬化層深度測量結果的吻合度超過 95%。
在表面硬化產品的高質量生產場景中，傳統(tǒng)破壞性檢測需對工件進行切片、研磨、腐蝕等復雜工序，不僅檢測周期長（單件檢測耗時約 2-4 小時），且檢測后工件無法回用，導致生產成本顯著增加。該無損檢測技術通過非接觸式在線檢測，可將單件檢測時間縮短至 30 秒以內，同時避免了材料浪費，顯著提升了生產過程中的質量控制效率，為精密機械制造、汽車零部件等行業(yè)提供了兼具高精度與經濟性的檢測解決方案。
