現代超聲探傷儀都是一些基于微處理器的小巧便攜式儀器，既可以在廠房車間內使用，也可以在野外的露天環境中使用。這些儀器可生成并顯示超聲波形，受過培訓的操作人員對這些波形進行解讀，（解讀過程通常要借助于分析軟件完成），以定位被測樣件中的缺陷，并對缺陷進行分類。一般來說，檢測操作需要一個超聲脈沖發生器/接收器、用于信號采集和分析的硬件和軟件、一個波形顯示屏，以及一個數據記錄模塊。盡管還會生產一些基于模擬方式的探傷儀，大多數當代儀器都使用數字式信號處理方式，以獲得穩定的信號和準確的數據。
脈沖發生器/接收器部分構成了探傷儀的超聲前端。它提供用于驅動探頭的激勵脈沖，以及用于回波的放大功能和濾波功能。可以對脈沖波幅、形狀和阻尼進行控制，以優化探頭的性能，而且可以調整接收器的增益和帶寬，以優化信噪比。
一般來說，現代探傷儀都是先以數字形式采集到一個波形，然后再對波形進行各種測量和分析。可使用時鐘或計時器同步探頭的脈沖，并提供距離校準。信號處理過程可繁可簡：簡單的方式是生成一個在已校準的標度上顯示信號波幅對時間發生變化的波形圖像；復雜的方式可以上升到繁瑣的數字信號處理算法，這類處理對于斜射聲程，要進行距離/波幅校正和三角函數的計算。報警閘門通常用于監控波列中所選位置處的信號水平，以突出顯示來自缺陷的回波。
顯示屏可以是液晶顯示屏、場致發光顯示屏，或較早型號的陰極射線管（CRT）顯示屏。屏幕一般以深度或距離單位校準。 多色顯示有助于對數據進行判讀。
內置數據記錄器可用于記錄有關每次檢測的全部波形和設置信息，如果在進行文檔處理時有此需要；也可以只記錄所選擇的信息，如：回波波幅、深度或距離讀數、或報警條件是否存在的信息。
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