非金属超声检测仪是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，可以通过这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声波检测适用于钢铁等金属、非金属和复合材料等多种试件的无损检测，缺陷定位准确，检测成本低，速度快，设备轻便。
目前非金属超声检测仪大部分是A扫描方式的，所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射(见图1)，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。
非金属超声检测仪扫查一般考虑两个原则，一是保证试件的整个检查区有足够的声束覆盖以避漏检；二是扫查过程中声束入射方向始终符合所规定的要求。一般标准都规定扫查速度不得大于150mm／s。且在扫查过程中应给探头以适当的和一致的压力，保持探头移动平稳，扫查过程中，探头的方向应严格按照扫查方式的规定(斜射探头尤应注意)。
因为非金属超声检测仪探头移动方向的改变对于单探头探伤，将因入射波的方向改变而使缺陷检出灵敏度变化；对于双探头法探伤，则可使反射或透射波不能为另一探头接收。所以为免漏检，每次扫查应有一定比例的声束覆盖率。
超声检测方法可采用多种检测技术，每种检测技术在实施过程中，都有其需要考虑的特殊问题，其检测过程也各有特点。但各种超声检测技术又都存在着通用的技术问题。非金属超声检测仪检测过程也大致可分为以下几步：
1、试件的准备
为了提高检测结果的可靠性，应对受检件的材料牌号、性能，制造方法和工艺特点，影响其使用性能的缺陷种类及形成原因、缺陷的大可能取向及大小、受检部位受力状态及检收标准进行了解。
2、检测条件的确定，包括超声波检测仪、探头、试块等的选择
入射方向的选择应使声束中心线与缺陷延伸平面，特别是与受力方向垂直的缺陷面尽可能地接近垂直，并力求得到缺陷大信号，此外，为避免非金属超声检测仪被探工件形状和结构可能产生反射或变型信号对缺陷的判别造成困难，入射方向还应选择在不会出现这些干扰信号的方向上。必要时应从正、反两面进行检查。
非金属超声检测仪检测按照其原理可分为缺陷回波法、穿透法、共振法。按波形分可分为纵波、横波、表面波和板波等。纵波是用来探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的缺陷；横波是探测管材中的周向和轴向裂缝、划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷；表面波可探测形状简单的铸件上的表面缺陷；板波可探测薄板中的缺陷。
