超声波测厚仪有脉冲式、共振式、兰姆波式三种类型。在石化行业中，使用较为普遍的是脉冲反射式声速预置型超声波测厚仪(通常采用焦距为5mm、频率为5MHz的组合双品直探头)其测厚原理如图1所示。

测厚仪的发射晶片在高频电脉冲触发下产生超声波T。超声波透过有机玻璃延迟块和耦合剂到达工件表面。其中一部分超声波被工件前表面反射回接收晶片形成界面反射波S，剩余部分则穿过工件在底面发生反射，反射波的一部分又穿过工件表面和延迟块到达接收晶片形成底面反射波B。接收晶片接收的超声波形示于图1a。因为界面反射波的波幅很小，低于检出电平，所以测厚仪上设置了调零旋钮。调节调零旋钮，改变零点调节脉冲的方波宽度，使之等于T到S的时间间隔(图1b)，以消除有机玻璃延迟块的影响(图1c)。实际测厚中，往往将探头放在标准厚度的试块上，调节调零旋钮，使测厚仪上的显示厚度值等于标准试块的厚度，从而间接地判别零点调节脉冲的宽度是否等于T至S的宽度，俗称“校零” 。