在超声无损检测过程中，如何快速、准确地获得缺陷的位置、形状和大小，保证检测结果的高可靠性，高灵敏度，保证产品的检测质量，一直是无损检测中值得研究的内容。超声探头是超声波发射和回波接收器件，作为整个检测系统的重要组成部分，当检测设备和工艺确定后，探头的选择便成为确保检测质量的最主要医素，探头的性能要求直接制约着整个检测系统的性能。如果检测前，不甚了解超声探头的性能参数，将无法保证检测结果的精度和可靠性。 以往的超声无损自动检测系统，并没有对探头进行性能测定，探头在服役一段时间后，如果性能达不到要求，将严重影响缺陷检测的精度。本论文以水浸超声探头为研究对象，对探头的频率和声场特性进行分析，并在自主开发“水浸超声C扫描自动检测装置”的基础上，运用时频域分析技术和可视化技术，构建超声数字频谱分析系统和超声声场扫描系统，实现对超声探头的频率特性和声场特性参数进行测定。本文主要研究内容如下： 第一章阐述了检测超声压电换能器的发展状况和水浸超声探头的结构、性能指标及影响，结合论文的工程背景和所要实现的功能，论述了论文研究的重要意义和内容。 第二章分析了圆形活塞式探头的辐射声场，为探头的频率、声场特性分析和性能测定提供理论基础。并从超声检测仿形测量超声测距、AVG缺陷定量以及水浸聚焦探头斜入射二次焦点的确定三个方面，阐述探头的性能如何影响检测结果，并进行分析研究，有利于提高缺陷检测的定位和定量。 第三章以美国材料实验学会发布的ASTM E1065-99(Reapproved 2003)“评估超声探头特性的标准指南”为参考标准，提出超声数字频谱分析方法和球靶法分别测量探头的频率和声场特性，并对关键技术(超声数字频谱分析系统模型构建、时频域分析技术、波形自动跟踪和可视化技术)进行研究，最后给出测量的注意事项和检测步骤。 第四章采用“PC+运动控制卡+可编程超声控制卡”体系结构的超声探头频率、声场自动检测系统，确定并设计了机械系统和运动控制系统、超声信号的触发与采集系统、数据处理模块和显示输出模块，有效解决了探头相对球靶作自动扫查的运动控制问题和超声信号的触发与采集的控制问题，实现超声探头频率、声场特性指标的快速、准确、可靠地自动测定。 第五章介绍了水浸超声探头运动控制和信号采集模块、频率特性、声场特性测定、报表打印的软件实现，并对频率特性和声场特性进行实验分析和研究，所测数据可对超声检测和探头性能评估具有指导作用。 第六章对全文的工作进行了总结，并对将来进一步的工作作出展望。