空气耦合超声C扫描检测技术应用讲解
二、空耦超声主要技术难点（续）
（3）电子系统强电、弱电量级相差10万倍到100万倍，干扰 非 常严重，屏蔽和放大难度大。
（4）对发射电源要求高。传统压电超声是单向脉冲激发。 正负方波>正负正弦波>单向方波>单向正弦波>单向脉冲
（5）分立的系统模块难匹配，一体化系统集成设计制造难 度大。
目录
1、空耦超声检测技术优势 2、空耦超声主要技术难点
脱粘处
实物图
C扫描图
铝合金板（厚3mm）
孔深 1mm
孔深 1.5mm
孔深 2mm
实物图
C扫描图
覆铜皮ABS板（厚6mm，其中铜皮厚0.08mm）
盲孔
打孔后
覆铜皮后
C扫描图
红木板（厚10mm）
实物图
C扫描图
展位号 B24
X轴扫描速度：0~500mm/s; Y轴步进：0.1~2mm。
空耦超声穿透式检测系统结构图
（2）斜入射法
发射探头和接收探头呈一定角度置于试件同侧，通过调 整入射角度，可在试件内产生纵波、横波、表面波和导波。 该方式主要用于密闭容器、大型试件的原位在线检测。
纵波或者横波
表面波
导波
（2）斜入射法（续）
空气耦合超声C扫描检测技术应用
孙中明 朱绪祥 沈宇平
苏州博昇科技有限公司
2015.5.30 珠海
目录
1、空耦超声检测技术优势
2、空耦超声主要技术难点 3、博昇科技商业化空耦超声检测系统 4、空耦超声主要检测方式及实现 5、空耦超声检测技术应用
一、空耦超声检测技术优势
3、博昇科技商业化空偶超声检测系统
4、空耦超声主要检测方式及实现 5、空耦超声检测技术应用
空气耦合超声检测系统构造
高灵敏度探头
高增益前放
高功率发射器和接收器 （主机）
扫查装置 软件
博昇科技空气耦合超声检测系统系列
PR-ACUT-100 空耦超声检测系统
PR-ACUT-110 空耦超声检测系统
PR-ACUT-HS200 手持式空耦超声检测系统
探头频率：350K 倾斜角度：13° 扫描工件：CFRP 工件厚度：3mm
（3）反射法
发射探头与接收探头共用一个探头，由于试件内部缺陷 和底面回波信号往往被表面反射信号所淹没，所以很难用于 试件内部缺陷检测。该方式主要用于表面特性分析。
反射法
（3）反射法（续）
整个系统由工控机、集高功率发射电源和信号处理模块 一体的主机、安装有收/发一体单探头的自动扫描架、多路 复用开关和工件放置架组成。
平板探头与点聚焦探头扫描图对比
400K平板探头
400K点聚焦探头
200K与400K点聚焦探头扫描图对比
200K点聚焦
400K点聚焦
锂电池（厚4mm）
实物图
良好品
不良品
相对于其他处，电 解液分布少一些
钛合金与CFRP复合板（厚6mm）
实物图
剥离分层缺陷
C扫描图
蜂窝复合材料板（厚25mm）
脱粘缺陷
空气耦合超声检测技术是一种以空气作为耦合剂的非接 触新型无损检测技术，与常规超声检测技术相比，除了将空 气作为耦合剂外，在声学传播特性等方面并无本质区别。
与常规超声和水耦超声相比，具有以下几大优势： （1）能实现真正意义上的非接触； （2）不需要水或者其它粘稠耦合剂，使得一些不适用耦合 剂的材料（如锂电池、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、
PR-ACUT-110系统参数
发射电压
0~1200V
前放增益
0~60dB
发射电压波形
正负方波
总放大增益
140dB
脉冲周期数
0~1000
扫查速度
0~500mm/s
主机频率
50KHz~3MHz 最小扫查步长
0.1mm
换能器频率 50KHz~3MHz 换能器类型 平面、点聚焦、线聚焦
目录
1、耦超声检测技术优势 2、空耦超声主要技术特点 3、博昇科技商业化空耦超声检测系统
空耦超声反射式检测系统结构图
硬币720KC扫描图
目录
1、空耦超声检测技术优势 2、空耦超声主要技术特点 3、博昇科技商业化空耦超声检测系统 4、空耦超声检测方式及实现
5、空耦超声检测技术应用
五、空耦超声检测技术主要应用领域
（1）航天复合材料（CFRP、GFRP等）内部分层检测； （2）锂电池内部电解液分布及气孔检测； （3）蜂窝板内部脱粘检测； （4）火箭固体燃料内部气孔检测； （5）高铁刹车垫的胶结状态检测； （6）陶瓷材料内部缺陷检测； （7）高级木材、橡胶、泡沫等内部缺陷检测； （8）薄板（常规超声检测范围外的厚度）的探伤； （9）高温、低温条件下的材料检测； 。。。。。。
实物图
蜂窝结构
C扫描图
CFRP板（厚3mm）
剥离分层 缺陷
实物图
C扫描图
GFRP板（厚3mm）
剥离分层 缺陷
实物图
C扫描图
钢铁复合板（共厚14mm，其中钢厚3mm）
脱粘缺陷
实物图
C扫描图
装甲防弹复合板（厚10mm）
剥离分层 缺陷
炮弹以
1225m/s 速度射入
实物图
C扫描图
硅片复合板（厚10mm，其中硅片厚0.2mm）
4、空耦超声主要检测方式及实现
5、空耦超声检测技术应用
（1）穿透法
发射探头和接收探头分别至于被检工件两侧，两探头的 中心轴线要重合，且与工件两表面垂直。该方式是空耦超声 检测中应用最普遍的一种。
（1）穿透法（续）
整个系统由工控机、集高功率发射电源和信号处理模块 一体的主机、安装有发射和接收探头的自动扫描架、前置放 大器和工件放置架组成。
蜂窝板等）能实现超声检测； （3）可检测非常薄的工件（常规超声检测范围外的厚度）； （4）可实现高温、低温检测；
目录
1、空耦超声检测技术优势
2、空耦超声主要技术难点
3、博昇科技商业化空耦超声检测系统 4、空耦超声主要检测方式及实现 5、空耦超声检测技术应用
二、空耦超声主要技术难点
（1）气/固界面反射衰减严重 （2） 空气中传播衰减严重
空气耦合超声检测技术
空气耦合超声检测技术你能想象有一种技术，就像空气里的超级侦探一样吗？这就是空气耦合超声检测技术啦。
这技术就像是给空气装上了一双透视眼。
普通的检测技术就像盲人摸象，只能看到局部，而空气耦合超声检测技术呢，它就像孙悟空的火眼金睛，透过空气这个“魔法幕布”，能把物体内部的情况看得一清二楚。
不管是微小的裂缝还是隐藏的缺陷，在它面前就像没穿衣服的小怪兽，无处遁形。
它的工作原理说起来可有趣了。
就好像是空气在当快递员，把超声这个“特殊包裹”准确无误地送到被检测物体那里。
然后这个“包裹”再把物体内部的信息带回来，简直比最敬业的快递员还靠谱。
这项技术在很多领域都是大明星呢。
在航空航天领域，那些飞机零件就像是娇贵的小公主，容不得一点瑕疵。
空气耦合超声检测技术就像守护公主的骑士，随时检查零件有没有“生病”。
要是没有它，飞机在天上飞就像踩着随时会爆的气球，多可怕呀。
在建筑行业，那些高楼大厦就像巨人，而空气耦合超声检测技术就是给巨人做体检的医生。
它能检查出建筑结构里有没有像蛀牙一样的小裂缝，要是没有它，高楼大厦可能就会像被白蚁蛀空的大树，说不定什么时候就倒了，那可就是超级大灾难啦。
而且这个技术还特别环保。
它不像有些检测技术，搞得像个大污染源一样。
它就像一个优雅的环保使者，轻轻地来，轻轻地走，只带走缺陷的消息，不留下任何污染的痕迹。
它的操作也不是那种特别复杂的，像是在玩一个高级但不难懂的游戏。
操作人员就像游戏玩家，只要掌握了基本的规则，就能轻松驾驭这个“空气侦探”，让它去完成各种检测任务。
不过呢，这个技术也有它调皮的一面。
有时候它可能会像个调皮的小孩，稍微有点干扰就会有点小脾气，检测结果可能会有一点点偏差。
但是只要好好哄一哄，把周围的环境整理得干干净净，它又能准确地工作啦。
空气耦合超声检测技术就像一个宝藏，不断地在各个领域挖掘出隐藏的秘密，帮助我们打造更安全、更可靠的世界。
有了它，就像在黑暗中有了一盏明灯，让我们能看清那些原本看不见的危险和隐患。
复合材料超声检测技术概述及应用
复合材料超声检测技术概述及应用摘要：随着我国航空航天技术的快速发展，各种复合材料应用越来越广泛。
迄今为止，战斗机使用的复合材料占所用材料总量的30%左右，新一代战斗机将达到40%；直升机和小型飞机复合材料用量将达到70%～80%左右，甚至出现全复合材料飞机。
复合材料及其构件开发与应用的迅速发展，对无损检测技术提出了严峻的挑战。
经过不断的研究、开发和完善，目前超声检测已成为最主要和成熟的复合材料无损检测方法之一。
关键词：复合材料；超声检测技术；应用前言由于复合材料结构多种多样，要求也不尽相同，仅仅利用超声检测方法还难以胜任其质量的检测与评定，实际检测工作中往往需要针对不同检测对象和要求，采用不同的检测技术和方法。
1复合材料制品超声检测方法1.1超声C扫描检测技术超声探头接收到的脉冲回波具有不同的图像显示方式，常见的有A型显示、B型显示和C型显示。
A型显示是基础，其他两种显示方式均由A型显示的数据重建得到。
其中，C型显示是一种在一定深度探测的显示方式，图像上的纵、横坐标分别表示探头在被检体表面上的纵、横坐标，所以C型显示的结果是与扫描平面平行的一幅截面图像，并作为最常用的显示结果提供给最终用户。
超声C扫描是具有C型显示功能的探伤方法，在宏观缺陷检测中，常用频率为0.5～25MHz的探头，采用脉冲反射法进行检测。
1.2超声导波检测技术导波是指由于介质边界的存在而产生的波，在介质尺寸跟声波波长可比的情况下，介质中的波以反射或折射的形式与边界发生作用并多次来回反射，发生纵波与横波间的模态转换，形成复杂的干涉，呈现出了多种传播形式，形成各种类型的导波。
导波本质上还是由纵波、横波等基本类型的超声波以各种方式组成的。
导波的主要特性包括频散现象、多模式和传播距离远。
超声导波检测是一种快速大范围的初步检测方法，一般只能对缺陷定性，而定量是近似的，对可疑部位仍需要采用其他检测方法才能作出最终的评估。
1.3空气耦合超声检测技术传统超声无损检测方法由于需要使用耦合剂，无法适用于某些航空航天用复合材料构件的检测，主要原因是耦合剂会使试样受潮或变污，且有可能渗入损伤处，这会严重影响构件的力学强度和稳定性。
空气耦合超声C扫描检测技术应用讲解36页PPT
41、。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
空气耦合超声C扫描检测技术应用讲解
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
玻璃钢缺陷的空耦激光超声检测
玻璃钢具有轻质高强、吸声隔热、介电常数低、易加工的特点，被广泛地运用于直升机的桨叶大梁、飞机的雷达罩和蒙皮、卫星天线以及消音板和高温管道等部件的制造中。
纤维增强复合材料具有层铺结构、各向异性以及非均质性等的特点，在多变、恶劣的服役环境中易受到持续性的冲击，容易产生分层、夹杂、减薄、孔洞与基体材料脱黏等各种类型的缺陷。
材料内部的初始微小缺陷通过外观很难进行判断，因此，为了保证结构服役时的安全稳定，通常采用多种先进的无损检测手段用来识别或评估玻璃钢的损伤，如超声C扫描、红外热成像、空耦超声等。
其中，超声C扫描是复合材料检测应用面最广且最有效的检测手段，但是其需要使用接触式的探头和耦合剂，耦合剂的使用会对材料造成二次污染；红外热成像作为非接触检测技术，虽然能够进行大范围的检测，但由于玻璃钢的低密度以及隔热性，在检测微小缺陷时存在较大局限性；空耦超声作为一种低成本的非接触检测手段在玻璃钢检测中存在一定优势，但空气中高频信号的快速衰减使得通常只能使用低频探头，这会导致灵敏度、空间分辨率和信噪比的急剧下降。
近年来，基于全光学的激光超声检测技术具有检测距离远、分辨率高、检测速度快等特点，在新型复合材料的检测中得到了广泛运用。
现有的混合激光超声检测系统主要是采用兰姆波来对缺陷进行检测，但兰姆波在面对具有各向异性的层铺结构的玻璃钢时，存在信噪比低、频散、多模态等问题，会影响到缺陷识别的灵敏度，并且兰姆波通常用于检测厚度与其波长接近的试样。
针对以上问题，广东工业大学和广州多浦乐电子科技股份有限公司的研究人员采用450 kHz的低频空耦超声探头接收激光超声产生的纵波信号，实现了玻璃钢内部微小缺陷的低成本、高精度、非接触检测。
通过分析激光的光斑大小以及探头的接收距离对玻璃钢中激发出的激光超声信号的影响，确定了系统的最佳接收距离和光斑大小，并开展了微小缺陷的非接触混合激光超声系统和接触式相控阵超声检测系统对比试验，验证了混合系统的准确性与可靠性。
空气耦合式超声波无损检测技术的发展及展望_罗元国
空气耦合式超声波无损检测技术的发展及展望罗元国 王保良 黄志尧 李海青(浙江大学控制科学与工程学系工业控制技术国家重点实验室 杭州 310027)摘要 分析了空气耦合式超声波无损检测技术存在的主要困难,介绍了该技术的主要研究进展,并对其发展趋势进行了简要的分析。
关键词 空气耦合 超声波 无损检测Progress and Prospect of Air-coupled Ultrasonic Non-destructive EvaluationLuo Yuanguo Wang Baoliang Huang Zhiyao Li Haiqing(N ational L abor atory of I ndustrial Contr ol T echnology,D ep artment of Contr olScience&Engineer ing,Zhej iang University,H angz hou310027,China)Abstract T he recent progress of air-coupled ultrasonic non-dest ructive evaluat ion is review ed.Some points of view about t he prospect of air-coupled ultrasonic non-dest ructive evaluat ion are present ed.Key words Air-coupled U lt rasonic Non-destruct ive evaluat ion1 引 言超声波在无损检测领域有着广泛的应用,但传统的检测方法需要使用专门耦合剂或用水浸法来减少超声波在空气中传播的损失,限制了它的适用范围。
空气耦合式超声无损检测技术较好地弥补了这方面的不足,其非接触、非侵入、完全无损的特点,特别是能够实现快速在线扫查,有着很好的应用前景,但传统的压电陶瓷的换能器无法作为空气耦合换能器,因此,研制以空气为耦合层的超声波换能器是该技术的研究重点。
4.空气耦合超声检测技术
0
10
20 30 频率/MHz
40
50
1.5 信号幅度 1 0.5 0
幅值 /V
0
0.5 时间/μ s
1
0
10
20 30 频率/MHz
40
50
相关研究及其成果
空气耦合超声激励与接收技术（窄脉冲激励）
窄脉冲影响接收信号的主要参数
/ m V 回 波 峰 值 10 8
激励脉冲高度
z
n+1 vz i+1/2,k p
n+1/2 z i+1,k vx i+1,k-1/2
n+1
i+1/2,k-1/2 vz
x
i-1/2,k-1 i,k-1 i+1/2,k-1 i+1,k-1 n n n 1 / 2 pi 1/ 2,k 1/ 2 pi 1/ 2,k 1/ 2 n 1/ 2 离散点交叉配置 v v x x i , k 1 / 2 i ,k 1/ 2 0 x / t n 1 / 2 pin1/ 2,k 1/ 2 pin1/ 2,k 1/ 2 n 1/ 2 v z i 1/ 2,k v z i 1/ 2,k 0 z / t n 1 / 2 n 1 / 2 n 1 / 2 n 1 / 2 vx i 1/ 2,k 1/ 2 vx i,k 1/ 2 vz i 1/ 2,k vz i 1/ 2,k 1 n n 1 pi 1/ 2,k 1/ 2 pi 1/ 2,k 1/ 2 2 2 x / 0 c0 T z / 0 c0 t
X轴位移 /mm
换能器5周期激励时中轴面声压分布
Z轴位移 /mm
0 5 10 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1 0.5 0
通过高分辨率空气耦合超声波测量网络特征的非平面物体的距离
通过高分辨率空气耦合超声波测量网络特征的非平面物体的距离摘要:超声波在各种工业技术中被用来测量产品大小。
这种技术的优势是可以通过使用空气耦合的超声波对传送带上的物品进行非接触的测量。
然而，由于温度的变化，一个恒定的运动速度，和待测对象的几何形态，这些系统的运行是复杂的。
在本文中，提出的是用超声波测量由输送带运送的对象的几何参数。
该系统的运作是基于精确测量传感器和物体表面之间的距离。
这种测量技术包括对对象的检测，识别一个典型的剖面，使用特征提取算法，并对在选定位置的物体的尺寸进行测量。
作为实施这种测量技术的一个例子，下面对超声波耦合系统在巧克力生产过程中的厚度测量进行介绍。
索引：短距离的测量，信号处理，模拟超声波测量，超声波空气耦合传感器。
I、引言当今，空气耦合超声波被用于短距离内的精确距离和外形的测量。
由于非接触式测量的性质，这些方法是颇具吸引力的[1]–[3]。
通常，对象尺寸的测量和分析是通过用聚焦超声波束对其扫描。
在每个位置，传感器和物体表面之间的超声波信号的飞行时间是被测量的，而它们之间的距离是通过计算得出的。
通常情况下，这种测量是在实验室条件下，或者在被测对象是在一个固定的位置的情况下。
在工业应用中，物体通常是在生产线上以一个相对于超声波传感器未知的可变速度移动的。
此外，这个动作可能会伴随着振动和噪音。
而这些干扰显然会是测量更复杂和不精确。
因为测量点是基于物体表面不确定的各点的空间位置。
在食品生产中遇到了这些问题，而由于生产过程控制的要求，在糖果的生产中对一层巧克力厚度的测量是必须的。
本文的目的是为这些工业要求制定一个轮廓重建技术，这个技术适用于对以未知可变速度移动的巧克力半流体层进行选点并高精度（不确定度小于0.1毫米）自动测量。
II.对象在制造过程中，糖果被做成一种带有很多小坑的特殊形式，小坑里充满了巧克力层。
被放在传送带糖果的截面在图1中给出了。
在生产过程中，这些坑的被部分填充充了一层半流体巧克力，而这层巧克力的厚度必须自动测量。
4.空气耦合超声检测技术
Filter& amplifier
Exciting source
FS
幅度
B1
B2
W1 W 2
Signal processing
Synchronizer
典型的穿透式空气耦合超声检测原理
常规水浸底波衰减法原理
时间
空气耦合超声检测技术的基本原理
常用的空气耦合超声检测方法
穿透法 空气耦合超声穿透式检测方法与常规超声穿透法类似，发 射换能器和接收换能器分别置于试件两侧。通常两换能器轴线 重合，与试件垂直。该方式也是空气耦合超声无损检测中应用 最普遍的一种。
F x x n n F Fi ,k 1 / 2 Fi ,k 1 / 2 z z n 1 / 2 1 / 2 Fin F Fi ,k ,k t t Fin 1 / 2,k Fin 1 / 2,k
n+1 n+1/2 vz i-1/2,k p i-1/2,k-1/2 vz i,k vx i,k-1/2 n+1/2
1 0.5 0 0
1.5 幅值 /V 1 0.5 0 1.5 1 0.5 0
信号幅度 0 .5 /μs 时间 1
窄脉冲的频率选择性
幅值 / V
1.5
10 .5 10 9 .5
x10
9 0
0.2 信号幅度 0.15 0.1 0.05
10
20 30 /MHz 频率
40
50
0
0.5 /μ s 时间
1
0
d(x)=0
d(z)=0
d(z)=0
z
1 3c d ( x) log 0 R 2
x
4
空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用研究
空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用研究摘要：本文主要针对空气耦合超声技术展开分析，思考了空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用需求和应用的实际情况，希望可以为今后的阴功带来参考。
关键词：空气耦合；超声技术；航空航天复合材料；无损检测；应用前言当前，空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用也在增多，为此，我们有必要进一步研究空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用的实际情况和具体的应用效果。
1 复合材料检测概述所谓复合材料就是由两种或者是两种以上的不同物质再通过不同的方式而组合的材料，这种复合材料可以发挥不同材料的特点，同时也可以解决单一材料所存在的缺陷，从而也提高了材料的使用。
一般的复合材料特点都是具有较轻的重量、较高的强度，并且在加工时极易成型，具有弹性优良等特点，所以它已经逐渐的代替了金属合金以及木材等，主要应用在电子、汽车以及航空航天、建筑等广泛的领域当中，尤其在近些年当中，也得到了更为快速的发展。
但是，因为复合材料的各项异性，会在制造工艺当中存在不稳定的现象，所以也会造成某些缺陷的产生，尤其在使用的过程当中，会因为撞击、疲劳以及腐蚀等一些化学因素的影响，极易对复合材料产生缺陷，因此，检测技术就显得尤为重要了，同时在检测的方法当中无损检测的发展研究更是具有非常重要的作用。
高新技术领域在随着不断的进步和发展，在应用材料方面的性能也在日益提高，所以一般材料的性能已经很难达到高指标的综合要求了。
所以很多具有优良性能的一些复合材料都已经得到全面的利用开发了，并且成为专业投敌的重要材料，与此同时，这也确保了产品质量在检测技术方面有了更高的要求和挑战，而无损检测技术是否可以有效的成为新材料结构是应用的一个关键因素。
由于无损检测已经逐步的把复合材料作为主要对象以及新的检测结构，这也是作为现阶段最重要的一个研究方向。
2 空气耦合超声技术传统的超声检测方法需要使用水、油类等作为检测的耦合剂，传统的耦合剂会使复合材料试件受潮或变污，甚至会沿缺陷渗入试件内部，影响试件的力学性能和机械性能等，因此，传统的超声检测技术已不再适用于陶瓷、蜂窝夹芯、泡沫夹芯等多孔渗水类复合材料。
空气耦合超声系统介绍
高灵敏度空气耦合超声波检测系统日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）是具有30多年历史的专业生产超声波探头、超声波发射接收器和检测系统的厂家，日本探头株式会社（Japan Probe Co., Ltd）利用自己的高新技术和丰富经验，针对不能用耦合剂无损检测的方法研究，经过多年努力和发展，终于研制成称之为“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing简称NAUT）”。
NAUT可以广泛应用于以下材料检测：复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料、泡沫以及其他不能使用耦合剂的材料。
1.1非接触式超声非接触式超声与常规超声检测类似，其最大的区别是非接触式超声不需要声耦合剂涂抹在待检测工件上，就能很好的将超声波从发射探头通过空气传播到待测工件中。
常用声耦合剂包括机油、胶体、水等，这些耦合剂需要清理，通常会使得整套系统变得笨重，使得工作场所变得很脏乱。
对于NAUT来说，周围环境空气就是其声耦合剂，高温低温工件及不适合用声耦合剂的工件也能进行超声波无损检测。
在研制此系统时，为了使超声波有效的发射到空气中，穿过检测工件，并将接收信号进行成像处理，必须解决三个问题：第一，研制声阻抗匹配层材料，实现探头和空气的最佳耦合；第二，研制超高功率发射接收，实现向空中发射高功率的超声波；第三，研制前置放大器，实现接收信号的低噪音增幅。
通过多年的努力，终于成功的研制成了“高灵敏度非接触空气耦合超声波检测系统（Non-Contact Air Coupled Ultrasonic Testing），打开了21世纪的超声无损检测的新纪元，我们将它命名为NAUT21，目前，NAUT21检测系统在复合材料、锂离子电池、刹车垫，陶瓷材料、混凝土、木材、橡胶、塑料以及其他材料的检测上得到了很好的应用。
现在广销日本、英国、韩国、美国、中国等国家，并受到客户的一致好评。