为了满足无缝钢管在线自动检测的要求,本文以无缝钢管超声检测的可靠性、精确性和高效性为研究目标,采用群体优化算法理论,就无缝钢管超声检测的关键技术——提高超声回波信号的信噪比、改善超声检测的时域分辨率、自动识别无缝钢管缺陷类型开展了系统的研究,并在此基础上,完成了一种无缝钢管超声自动检测系统的研发。主要研究内容包括:第一章,论述了加快无缝钢管超声无损检测设备自主研发的紧迫性,介绍了超声无损检测技术在无缝钢管检测领域中的典型应用,并对超声自动检测的研究现状及其发展趋势作了总结概括,指明无缝钢管超声无损检测的关键技术,确定了本文的研究内容和方向。第二章,针对现有的超声回波信号消噪技术应用在无缝钢管在线检测时所遇到的局限性,本文发展了一种基于模型估计和群体融合算法的消噪技术。利用群体融合算法对超声目标回波信号模型参数进行估计,成功提取出有用信号。实验研究结果表明该技术显著提高了信噪比,且具有较强的泛化能力。第三章,为了提高无缝钢管超声检测分辨率,提出了一种基于群体融合算法和小波变换的反卷积技术。利用小波变换确定超声反射系数位置集后,引入群体融合算法求解出相应位置反射系数的幅值,完成超声回波信号的时域反卷积。计算机仿真和实验研究表明,该方法具有较强的鲁棒性和广谱适应性。第四章,为了实现无缝钢管缺陷类型的自动识别,在利用复小波变换提取缺陷回波信号特征值的基础上,采用粒子群聚类分析方法对特征向量进行划分,从而完成缺陷类型的自动判读。实验研究证明了该方法的有效性和可行性。第五章,设计了无缝钢管超声自动检测系统的总体方案,完成了关键部件和模块的研发,实现了系统的集成。实际运行结果表明,该检测系统能够满足无缝钢管在线检测的要求。第六章,对本文的研究内容进行了概括总结,明确了未来的主要研究工作和方向。