超声波检测技术广泛地应用于材料与设备的无损检测中．而表征材料与设备性能和缺陷信息的超声回波信号由于与传输介质、缺陷相互作用，再加上各信道中不同种类的噪声介入，变得非常复杂．充分理解和认识超声信号中的非线性行为，对材料和缺陷检测与评估有重要意义．本文以海底管道检测为背景，以缺陷的脉冲超声回波信号为研究对象，通过替代数据法和统计特征量方法，从时域的角度检验了超声信号中的非线性行为特性．通过大量的试验数据分析表明，超声信号中存在明显的非线性行为，而且这种非线性不是由测量过程中测量函数引起，而是由系统本身产生的，即由超声波与目标体相互作用而产生．论文还就超声信号中蕴涵的非线性特征的应用和前景进行了分析和展望．为更深入地认识和利用这些超声信号提供了一种手段．

超声相控阵检测技术是利用脉冲反射法对被检构件中是否存在缺陷(如裂纹、夹杂、气孔等)进行无损检测,阵列换能器是该检测技术中实现电-声转换的传感器件,其声场特性是能否获得并有效利用被检测部位或区域回波信息的决定因素,也是设计换能器阵的主要依据.从平面矩形活塞阵元的辐射声场出发,利用简便算法对阵元辐射声场、一维线阵辐射声场进行了仿真模拟,分析了影响阵列换能器性能的几个主要因素,提供了阵列换能器的设计思路,并对采用相控阵超声换能器与常规超声换能器探测人工缺陷时的扫查波形进行了比较.

在脉冲式超声无损检测中,超声脉冲反射回波信号常受到电子噪声和结构噪声的干扰,信噪比往往较低.针对海底管道超声检测信号处理的问题,介绍一种基于最小值分离谱方法中最小值选中次数的统计加权算法.试验证明,该方法稳定性和信噪比较好,具有一定自适应能力.

介绍了脉冲涡流检测系统的基本原理，设计了一种脉冲涡流检测系统，将该系统用于检测金属内表面缺陷，提取了峰值电压和过零时间等时域特征量，并用最小二乘法对其进行拟合，通过实验验证，实现了对金属缺陷的定量检测。

在管道超声无损检测中，超声回波信号往往受到电子噪声、结构噪声等噪声的影响，所以在分析缺陷回波信号时，必须对回波信号进行去噪处理．本文提出了一种新型的基于经验模态分解的方法对超声回波信号进行了良好的消噪处理．通过计算，超声回波信号的信噪比大约提高了11dB．

电声检测模型（EAM模型）是为研究超声无损检测系统建立的一种系统模型。该模型组合了超声检测系统各个环节的子模型，包括：超声波激励脉冲发射，检测信号接收，连接电缆，超声换能器，以及在被检测材料中的传播过程。利用该方法对海底管道内爬行器的超声部分的设计进行计算机仿真，可以对爬行器设计方案进行前期验证，优化设计。这种方法既能缩短设计周期，又节省大量费用，可以说EAM模型为分析超声检测系统提供了一种全新而有力的工具。

根据检测得到漏磁信号重构出缺陷的外形轮廓，需要建立完整的缺陷模型数据库。首先，在搭建的漏磁信号的检测平台中，由上位机控制数采卡采集由霍尔传感器阵列转换得到的多通道漏磁信号，并实时显示采集到的缺陷信号。再通过有限元分析软件ANSYS对缺陷建模仿真，并计算分析出缺陷的磁力线分布。分析对比两组实验数据显示，两组数据吻合的很好，可以用ANSYS仿真的数据来建立数据库。

研究水平剪切波(Shear Horizontal简称Sh波)的传播特性及激励接收方法对该波在无损检测和声弹性技术范围内的工程应用有着重要的价值.首先Sh波在弹性层中传播的多模态、频散特性在文中作了详细的分析同时重点研究了电磁超声技术在非铁磁性材料波导中产生Sh波的探头结构和基础理论并以试验的方法验证了其部分电声特性结果表明Sh板波具有其他类型波所没有的独特特性而电磁超声技术在Sh波的激励接收方面有着很大的优势.

研究了小波变换在细尺度下检测信号奇异性的原理.通过对样管中标准缺陷的超声回波分析试验,证明6层db5小波变换可以有效地分离出湮没在噪声中的微弱缺陷信号,并可以有效地分离出信号的孤立奇异点,准确定位缺陷出现时刻.

巨磁阻传感器是一种新型的磁性传感器,与传统的磁性传感器相比,有着灵敏度高、可靠性高和线性好等优点.介绍巨磁阻传感器的原理及其在涡流检测中的应用,实例表明采用巨磁阻传感器的涡流检测系统可以得到很好的检测结果.