该检测系统的工作原理基于超声波在材料中的传播特性：当超声波垂直入射至材料表面时，硬化层因组织结构致密、晶粒细化，对超声波的吸收和散射损耗小，呈现出近乎透明的传播特性；而未硬化区域因晶粒粗大、组织疏松，会对超声波产生强烈的背向散射。测试探头系统采用高频宽带超声换能器，可实时捕捉从材料内部返回的后向散射信号，信号经 IZFP 专用测试电子元件进行滤波、放大和模数转换等预处理后，输入至集成了深度学习算法的分析模块。

该模块通过建立材料声学特性与硬化层深度的映射模型，结合自适应阈值分割和多层神经网络优化算法，能够有效去除噪声干扰，精确识别硬化层与基体材料的界面回波。经大量实验验证，该方法在检测深度大于 1.5 mm 的工件时，检测精度可达 ±0.1 mm，且重复性误差控制在 3% 以内。在与传统金相法、硬度梯度法等破坏性检测方法的对比测试中，针对齿轮、轴类等典型感应淬火工件，其硬化层深度测量结果的吻合度超过 95%。

在表面硬化产品的高质量生产场景中，传统破坏性检测需对工件进行切片、研磨、腐蚀等复杂工序，不仅检测周期长（单件检测耗时约 2-4 小时），且检测后工件无法回用，导致生产成本显著增加。该无损检测技术通过非接触式在线检测，可将单件检测时间缩短至 30 秒以内，同时避免了材料浪费，显著提升了生产过程中的质量控制效率，为精密机械制造、汽车零部件等行业提供了兼具高精度与经济性的检测解决方案。