超声波内检测作为管道腐蚀内检测的重要方法之一,可在线探查和定位管体缺陷,为管道维修或判废提供依据,从而避免油品泄露或爆管等恶性事故的发生,节约资金,提高生产效率。由于超声检测脉冲重复频率很高,探头接收的海量回波数据须在瞬间内存储完毕；同时实际管道工况复杂,有用信号识别困难,因此回波信号处理是管道腐蚀超声波内检测的关键技术。目前存在的主要问题有A波海量数据的在线实时存储问题没有得到有效解决；B扫描壁厚转换算法精度较低,存在误判率与漏检率较高等情况；C扫描图像后处理工作不足；缺少适合我国国情的离线分析软件等。针对以上难点问题,本文模拟管道工程检测环境和内检测器结构特点,搭建了多通道管道腐蚀超声波内检测实验系统,分别对实验试块和标准管段检测得到的A扫描海量数据的高效压缩与实时存储、B扫描壁厚数据的精确自动形成和C扫描图像数据的缺陷识别进行了深入研究,研制了管道腐蚀超声波内检测系统离线分析软件。具体的研究工作如下：1、根据被测管道的工艺情况,提出了相适应的超声探头性能参数,并以此为基础设计了24个探头的安装与工作方式,构建了以超声探头和探头群支撑架为主体的超声检测子系统,协同完成了数据采集与压缩存储子系统,配合计算机子系统、行走驱动子系统、电源子系统,搭建了多通道管道腐蚀超声波内检测实验系统。2、详细分析了A波数据的形成原理,提出了基于峰值点提取与阈值分割相结合的A波数据压缩算法：一次数据压缩采用基于阈值分割的压缩算法、二次数据压缩采用基于峰值点提取的压缩算法,并分别采用传统数据压缩指标和厚度计算来验证压缩算法的有效性。结果表明,在保证测厚精度的条件下,压缩因子达到200～300；同时,该算法简单、运算速度快,每块板卡仅用一片FPGA即可实现,有效解决了管道检测海量数据的在线实时压缩存储问题。3、在壁厚转换算法中常用的快速傅里叶变换(FFT)具有原理简单、运算速度快等优点,但转换精度不高、容易误判。基于此,对超声回波信号采用1(1/2)维谱估计(高阶统计量方法)进行处理,并根据谱线的周期性特点对其做二次变换,同时依据壁厚频率范围,提出了基于二次1(1/2)维谱估计的改进算法。研究表明,该算法突出了壁厚检测的渡越时间值,有效地提高了壁厚特征自动提取的精度,相对误差小于3%,大大优于FFT算法。4、采用中值滤波法对C扫描图像进行了初步的后处理,有效地去除了脉冲噪声,令图像更平滑、清晰、直观。5、根据管道腐蚀检测数据分析及直观显示的需要,研制了管道腐蚀超声波内检测系统离线分析软件。该软件能够清晰的显示出24通道中任一检测点对应的A扫波形与频谱、任一通道对应的B扫波形及整个检测区域的C扫图像。使用者通过主界面通道号及检测点的选择,可以简便、快速地获取管道腐蚀的情况。本文通过大量理论分析和实验研究,有效解决了管道超声内检测海量数据的高效压缩与实时存储、信号还原与处理、管道缺陷识别等关键技术问题,对延长管道的使用寿命、保障管道的安全运行具有重大意义。