組合電器內部產生局部放電信號的時候，在放電的區域中，分子間產生劇烈的撞擊，這種撞擊在宏觀上表現為一種壓力。由于局部放電是一連串的脈沖形式，所以由此產生的壓力波也是脈沖形式的，即產生了聲波。局部放電源一般較小，一般為點聲源。局部放電產生的聲波頻率在101-107Hz數量級范圍，即為超聲波（聲音頻率超過20kHz范圍的稱為超聲波）。

超聲波傳感器分成兩種，一種為接觸式（壓電式）超聲波傳感器（AE） ,一種為開放式（敞開式）超聲波傳感器，接觸式傳感器是將傳感器貼在電力設備表面，檢測局放產生的超聲波信號在電力設備表面金屬板中傳播所感應的振動現象，主要用于GIS、變壓器、電纜等密封性電力設備的局放檢測，但這種檢測方式容易受到外界聲音及電力設備運行過程中自身振動的干擾。

開放式超聲波傳感器是檢測放電產生的超聲波信號在空氣中傳播時的振動現象，用于檢測電力設備與傳感器間有空氣通道（如開關柜及戶外的電力設備）的局放檢測，這種檢測技術能夠利用外差技術將超聲波信號轉換成人耳可聽到的聲音信號，通過局放的特征聲音，能夠更好的判斷局放存在（不受干擾影響）和定位。開放式超聲傳感器結構圖見圖。

超聲波法測量局部放電，利用的是外差法將被接收的信號轉換成一個人耳可判別、可聽見的聲音信號，并將放電所產生的超聲波大小以聲壓的形式顯示出來，這樣，測量人員便可以通過耳機聽到放電聲音，并能從測量儀器上查看聲壓信號。

外差法原理類似于收音機，把信號轉換成人可識別的聲音。主要流程是：超聲波信號經過主機選頻得到所需信號，然后經本地振蕩器產生一個同接收頻率差不多的本振信號，兩者混頻后產生差頻，即中頻信號，此信號經過中頻選頻放大和檢波過程，就可以得到局部放電所發出的音頻信號。現場通過耳機接收到的聲音是又通過功率放大過的。