为保证石油、天然气管道长久、安全的服役,管道通径检测器作为有效的检测工具广泛使用于油气管道安全检测过程中。但由于传统管道通径检测器常采用角度传感器测量方式,导致检测臂结构复杂,尺寸庞大,可靠性低,无法应对小型化高精度的检测环境与要求,因此本文基于以上背景,开展弹片式通径检测器相关关键技术研究。具体内容如下:（1）设计了以弹片式检测臂为检测单元的弹片式通径检测器,为探究弹片式检测臂检测机理,建立了弹片式检测臂的应变-位移力学模型;为验证检测臂检测机理与设计优化理论,通过有限单元法仿真方法,对弹片式检测臂应变-位移关系进行验证,并对检测臂不同厚度、高度与宽度三个参数下检测臂力学性能进行分析,获得三种参数对检测臂最大应力应变性能影响的平均影响率参数,为探究弹片检测臂的最优参数模型,通过正交实验方法选取参数优化样本,以BP神经网络算法对各参数影响进行预测,并利用遗传算法确定检测臂最优几何参数。（2）为确定检测臂检测精度,设计了检测臂运动测试实验台,对检测臂进行静态精度测试实验与动态精度测试实验,获得检测臂静态电压-位移对应曲线;为探究动态情况下检测臂检测精度,通过动态精度测试探究了检测臂过凸起与凹陷缺陷的检测过程与检测精度影响因素,分析了在不同运动速度、不同预紧力与不同缺陷尺寸条件下检测精度影响,得到了检测臂在运动情况下各缺陷拟合值;为修正动态拟合误差,设计了基于最小二乘支持向量机方法的缺陷误差修正算法,并利用实验数据验证了误差修正算法的准确性。（3）针对弹片因检测器自身刚性振动与皮碗柔性震动引起的弹片二次耦合振动现象,为探究二次耦合振动对检测精度影响,建立了检测臂刚柔耦合模型,对耦合振动进行分析。为验证刚柔耦合模型的准确性与测试动态测量误差,设计了检测臂刚柔耦合运动测试实验台,利用实验探究了在不同运动速度、不同预紧力与不同缺陷尺寸条件下检测精度影响。设计了基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）方法的刚柔耦合条件下缺陷误差修正算法,并利用实验数据验证了误差修正算法的准确性。（4）由于弹片在检测过程中,末端与管道内壁紧贴接触,其末端的磨损会影响检测精度,因此建立了检测臂磨损模型,设计了检测臂磨损实验台,对检测臂磨损情况进行测试。通过分析磨损过程,得到磨损-位移曲线,并探究不同速度、不同负载、不同润滑条件下对磨损情况的影响。测试了不同材料涂层对弹片磨损保护的作用,并利用LS-SVM方法得到磨损预测模型。（5）由于检测器检测数据量庞大,因此研究了弹片式检测器检测信号分析算法。为修正检测器在管道内因自身偏心所产生的数据误差,设计了中心偏移修正算法,提高了检测精度。为识别缺陷数据,基于长短时记忆神经网络结构训练得到凸起缺陷与凹陷缺陷识别算法,并利用实验数据验证了识别算法的准确性。