长距离管道超声导波检测技术是一种新的管道无损检测技术，可以时常规方法无法接近的管道进行快速检测，工程应用前景非常广阔．本文对管道超声导波检测过程中传感器的数量和布置间距对输出导波信号的影响进行了讨论，并以纵向轴对称导波L（0，2）为例，就导波模态及频率的选择对检测效果及一次性检测长度的影响进行了研究-综合多方因素选择的最优试验频率即可作为现场管道试验的检测频率．

针对国内超声导波检测仪器相对落后的现状,提出了基于单片FPGA设计管道超声导波检测系统的方法。以MicroBlaze软核处理器为控制核心,编写了导波发射专用DDS IP核,设计了完整的硬件平台。对uC/OSⅡ嵌入式操作系统和uC/GUI图形用户界面进行移植,完成了应用程序的开发。系统集导波发射、回波采集、分析处理、实时显示和数据存储等功能于一身。实验表明：各功能运行正常,能方便地应用于管道超声导波检测。

采用超声导波的速度评价长骨状况是近年来的一个研究热点。提出了采用希尔伯特黄变换法分析长骨仿体中超声导波模式的群速度，并由群速度得到长骨仿体厚度。研究结果表明，实验测得的厚度与实际厚度相吻合，说明希尔伯特黄变换（HHT）可用于测量超声导波的群速度及其被测材料的厚度。

兰姆波作为超声导波,可以对薄板类结构实现大范围快速的检测.然而,从兰姆波数据中提取定量信息时对检测人员的技术素质提出了很高的要求.文章用兰姆波层析成像仿真实现了铝板中不同缺陷的重建图像.结果表明:采用滤波反投影算法得到的层析图像给出了关于缺陷位置和类型的信息,从而使技术人员可以方便地识别出材料中的缺陷.

实验研究了基于磁致伸缩效应的超声导波技术在实际管道检测中的检测能力。在实验过程中传感器与管道之间采用机械干耦合方式，控制传感器单向激励低频T（0，1）模态超声导波。对一根长9．6m的管道试样进行实验，激励的T（0，1）模态超声导波在管道中传播153．6m后，管道端面回波信号仍然具有高信噪比。对两段现场蒸汽管道的检测实验，得出单向激励64kHz，T（0，1）模态超声导波能够检测到13m管道长度内的焊缝、支架、弯头等管道典型结构并且位置误差小于150mm。

分析了传统的管道缺陷检测技术的缺点，论述了超声导波检测技术、超声相控阵检测技术、衍射时差检测技术的工作原理和优点。

针对目前我国基于嵌入式的超声导波管道检测仪器稀少的现状,提出了一种基于ARM9的管道超声导波检测系统的设计方法,进行了硬件的设计、驱动程序和应用程序的开发。硬件部分采用模块化设计,便于开发过程中的测试和后续的开发。使用基于ARM920T架构的微处理器S3C2440A作为系统的硬件平台,选用Linux2.6.30版本的操作系统内核,应用程序使用Qt/Embedded4.5编写。实验表明,系统各部分运行正常,能发射超声导波窄带激励信号,可以对信号进行放大、采样和显示,实现了系统设计的功能要求。

结构中超声导波的传播特性受其几何与物理性质影响,不完美接触界面的预紧力和接触面阻尼将影响导波到达时间与能量等信号特征。为了检测飞行器密封质量,提出一种基于超声导波信号特征的密封质量检测方法,该方法可以定位密封缺陷位置并区分密封缺陷类型。从理论角度分析不完美接触界面上导波的传播机理与信号特征影响因素,基于信号到达时间与能量两种特征的离群值提出两种衡量密封质量的评价因子。试验结果验证了密封质量检测方法的有效性,诊断结果与实际情况吻合,表明基于超声导波的密封质量监测方法可以表征结构密封质量的变化。

为了达到导波的检测能量尽可能聚焦于缺陷处的目的,结合时间反转聚焦理论,采用模拟计算与实验研究相结合的方法对含有不同尺寸的非穿透型裂纹缺陷的管道进行检测研究,得到时间反转导波反射回波系数是直接导波反射回波系数的3倍,由此证明了时间反转法的时-空聚焦的特性,即时间反转导波同时到达缺陷位置,实现了能量的汇聚,论证了时间反转聚焦理论可用于管道导波的缺陷检测、提高小缺陷的检出能力。