聲波是一種機(jī)械波，是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程，當(dāng)振動(dòng)頻率在十余赫到萬(wàn)余赫時(shí)可以引起聽(tīng)覺(jué)，也稱可聞聲波；更低頻率的機(jī)械波稱為次聲波；20kHz以上頻率的機(jī)械波稱為超聲波，這是人耳聽(tīng)不見(jiàn)的。超聲波的波長(zhǎng)較短，近似作直線傳播，在固體和液體介質(zhì)內(nèi)衰減比電磁波小，能量容易集中，可形成較大強(qiáng)度，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，并能引起很多特殊作用。超聲學(xué)是一門(mén)學(xué)科，已有幾十年歷史，其應(yīng)用范圍很廣泛。超聲波檢測(cè)技術(shù)則是利用較弱的超聲波來(lái)進(jìn)行各種檢驗(yàn)和測(cè)量，介質(zhì)的許多非聲學(xué)特性和介質(zhì)的某些狀態(tài)參量都可用超聲方法來(lái)加以測(cè)定。在超聲檢測(cè)技術(shù)中要涉及超聲波的產(chǎn)生和接收，即所謂的超聲波換能器技術(shù)，超聲波換能器的材料和結(jié)構(gòu)即是*的主要問(wèn)題。

超聲波換能器的作用是使其他形式的能量轉(zhuǎn)換成超聲波的能量（發(fā)射換能器）和使超聲波能量轉(zhuǎn)換成其他形式易于檢測(cè)的能量（接收換能器）。電能的應(yīng)用zui為方便，因此一般是應(yīng)用電能和超聲波能量相互轉(zhuǎn)換的電聲換能器。用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器上可使其作超聲振動(dòng)，并在周圍的介質(zhì)中產(chǎn)生超聲波。接收換能器是把接收到的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，采用的相應(yīng)的接收電路獲得適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)輸出。在超聲波檢測(cè)中往往用一個(gè)超聲波換能器既作發(fā)射換能器又作接收換能器。在超聲波檢測(cè)中zui常用的是壓電換能器。

1918年法國(guó)的朗之萬(wàn)發(fā)明了利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的電聲換能器，開(kāi)展了超聲波技術(shù)的應(yīng)用。到20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)了磁制伸縮材料。20世紀(jì)40年代后期應(yīng)用鈦酸鋇壓電陶瓷。20世紀(jì)50年代末期廣泛應(yīng)用性能更好的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷。PZT-4和PZT-5是應(yīng)用較多的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷。

壓電材料可以分為兩大類，*類是天然或人工制造的壓電單晶體，如石英；第二類是人工燒制的多晶壓電陶瓷，如上述鋯鈦酸鉛壓電陶瓷。

壓電片的振動(dòng)方式很多，多薄片的厚度振動(dòng)，縱片的長(zhǎng)度振動(dòng)、橫片的長(zhǎng)度振動(dòng)等。當(dāng)同一換能器既用來(lái)發(fā)射脈沖波又用來(lái)接收回波時(shí)，為了縮短無(wú)法辨別接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的區(qū)域，往往要求脈沖的持續(xù)時(shí)間越短越好，有的甚至是單個(gè)脈沖。為了改善效果，除在電路上采取措施外，也可在壓電片的背后加上吸聲塊，使得向背后發(fā)射的能量被吸聲塊所吸收，吸聲塊的底部可做成楔形以進(jìn)一步減小回波。