本论文研究是在中央高校基本科研项目、浙江省自然科学基金项目和潮州市科技计划项目资助下,结合企业委托设备研制与开发项目,以挤压棒材为研究对象,基于超声背散射信号处理技术和递归分析技术,对挤压棒材缺陷的超声无损检测技术开展了研究,并搭建超声无损检测系统。本论文首先对挤压棒材的缺陷类型和其超声无损检测难点进行了归纳分析。对挤压棒材超声检测技术理论进行了进一步展开研究,重点分析了不同截面形状挤压棒材的超声检测方法和超声检测聚焦探头的相关理论。对基于脉冲反射法的挤压棒材背散射信号组成进行了建模分析。基于CIVA超声检测声场仿真软件,建立了圆截面和矩形截面挤压棒材模型,利用水浸法对不同超声探头参数下,棒材模型内的超声声场分布进行了仿真计算。基于仿真结果,总结了挤压棒材超声无损检测中超声探头的选取原则,提出使用分区聚焦、组合检测的多聚焦探头检测模式来完成挤压棒材的超声无损检测。对挤压棒材的超声检测工艺特点进行了研究,设计了基于机器人的挤压棒材超声检测过程路径规划方案,并对具体方案进行了仿真及优化。仿真结果表明机器人超声检测技术尤其适用于大批量小尺寸多规格复杂形状挤压棒材的无损检测。对挤压棒材的超声检测信号进行了时域、频域和时频域的信号处理,指出这些方法在检测挤压棒材典型缺陷时的局限性。在前期研究工作基础上,利用递归分析技术识别了含棒材试块中人工模拟缺陷的超声背散射信号,验证了递归分析用于超声检测信号处理的可行性。利用递归图与递归定量分析,重点研究了挤压棒材的自然缺陷检测信号,分析缺陷对信号递归特性的影响。设计并搭建了基于背散射信号递归分析的挤压棒材超声无损检测系统。使用该系统对铜合金矩形截面挤压棒材进行了超声检测实验,破坏性对比实验表明背散射信号递归分析技术可以正确识别挤压棒材的缺陷信号。综上所述,本文主要基于背散射信号递归分析技术对挤压棒材超声无损检测方法展开理论和实验研究。