感應淬火作為一種高效的表面強化工藝，會使材料表層發生顯著的組織結構轉變。淬火后的材料，其淬火層因快速冷卻形成馬氏體細晶結構，這種均勻致密的微觀組織具有極低的聲阻抗差異，對超聲波能量的衰減僅為常規組織的 1/5 至 1/3，能夠為超聲波的穿透提供優異的傳播介質。當頻率為 5-10MHz 的超聲波束垂直入射至淬硬層與非淬硬層的界面時，由于基體材料仍保留著相對粗大的珠光體 + 鐵素體結構，聲阻抗突變達 30% 以上，會引發強烈的超聲背散射現象。此時，弗勞恩霍夫 P3123 無損檢測儀配備的寬帶寬、高靈敏度超聲換能器，能夠以納秒級時間分辨率迅速捕捉背散射信號。儀器內置的高性能數字信號處理器，基于回波信號的時域特征，精確測量入射波與背散射波之間的渡越時間，并結合預先校準的材料超聲聲速數據庫，通過渡越時間 - 聲速換算模型，最終以 ±0.02mm 的精度計算得出硬化層深度。