空投油料是野战情况下一种快速机动的立体油料保障方法,装满油料的软体油罐一旦出现裂口、脱胶等安全隐患,在运输和高空投放过程中,极易发生渗漏甚至燃烧爆炸等情况,因此,开展软体油罐装机前的无损检测迫切而必要。目前对于软体油罐材料缺陷的检测多为目视外观缺陷检测,对于材料内部缺陷情况的无损检测方法鲜有研究。为此,本文提出了一种非线性调频Golay码（Nonlinear Frequency Modulation Golay,NLFM Golay）的复合编码超声波激励方法,实现对软体油罐材料缺陷的检测。论文分析了软体油罐结构与材料组成,选取丁腈橡胶（NBR）作为软体油罐材料,分析其声学传播特性及影响因素,并结合传统脉冲超声检测与现有编码超声检测的原理、特点及应用场合,设计了一种基于NLFM Golay复合编码超声激励信号,并设计了针对该复合编码信号的脉冲压缩滤波器,以该编码信号激励超声传感器检测软体油罐材料内部缺陷。本文通过仿真与试验对比分析了NLFM Golay复合编码与Golay码、NLFM码激励下信号的时频特性、传感器响应特性,以及回波脉冲压缩特性。搭建了编码超声缺陷检测平台,测试NLFM Golay复合编码信号对丁腈橡胶材料的穿透能力,并对材料中裂口与分层缺陷进行了检测。论文的主要研究内容及结论如下:（1）归纳总结了目前软体油罐缺陷的检测方法,由于空投油罐常用丁腈橡胶作为罐体材料,因此该研究以丁腈橡胶材料为检测对象。分析了软体油罐结构及常见缺陷种类,确定裂口与分层缺陷作为检测缺陷种类。建立了丁腈橡胶声学传输模型,测定其材料声学物理参量,分析其声学传输特性及影响因素。（2）为改善常规脉冲激励信号缺陷检测时存在的声波能量衰减严重的问题,提出采用编码信号作为软体油罐材料缺陷检测的激励信号,给出编码超声缺陷检测系统的总体设计方案,研究了常用编码信号的激励方式和时频特性,为进一步提高信噪比与距离分辨率,提出了一种NLFM Golay复合编码信号,并设计了针对该复合编码信号的脉冲压缩滤波器,仿真对比分析了该复合编码与Golay、NLFM信号的时频域特性、传感器响应特性以及回波脉冲压缩特性。（3）设计了软体油罐材料缺陷编码超声检测系统的总体方案,包括NLFM Golay复合编码激励信号的产生、回波接收及脉冲压缩电路的设计,以及回波信号的采集与显示,并在此基础上验证了所设计NLFM Golay复合编码信号能量集中、距离分辨率高与信噪比高的特性:该复合编码超声回波信号经脉冲压缩后,主瓣宽度较Golay、NLFM信号分别缩短0.1μs和0.12μs,峰值旁瓣水平较Golay码降低了5d B,信噪比较NLFM信号提高了约11d B。（4）搭建并调试了软体油罐材料缺陷编码超声检测系统,采用NLFM Golay复合编码信号对丁腈橡胶材料进行穿透性试验,并对丁腈橡胶试样中预设的裂口与分层缺陷进行检测。结果表明,NLFM Golay复合编码信号能够穿透最厚为15mm的丁腈橡胶,实现了材料中裂口和分层缺陷的有效检出,分层缺陷的检出率最高为87.3%,高于裂口缺陷的检出率,且对裂口和分层缺陷的最小检测分辨力分别为0.5cm~2和0.4cm~2,检测距离分辨率可达4.3mm。