进入二十一世纪以来,现代制造业朝着高精度智能化的方向发展,对固体加工件的检测提出了越来越高的要求。超声无损检测具有高灵敏度、强穿透力、指向性明确、检测效率高、成本较低、设备相对简单、对人体无害等优点,其利用超声波在介质中的传播和衰减特性来检测受检物件是否存在缺陷的情况,超声检测成为应用最为广泛的无损检测手段。本文以固体表面缺陷检测为研究背景,在缺陷或裂纹位于固体表面或近表面时,由于在近场区的声压有很大的起伏存在近场效应,且在传播过程中纵波的脉冲反射存在盲区,以及缺陷取向对检测灵敏度的影响在位于表面和非常接近表面或近场区内的某些缺陷常常难以检测。提出了一种多向可控耦合件检测固体缺陷的方法,并研制了实现该方法的无线超声测量系统,并验证了该方法的确切可行性。本文的创新点和主要研究工作如下:1.提出了一种多向可控耦合件检测固体缺陷的方法,在待测固件和超声收发探头阵列间放置多向耦合控件,将固体表面或近表面的缺陷转换为固体内部检测,克服了固体表面缺陷检测中所存在的近场效应以及盲区问题。2.利用分布式的超声探头收发阵列结合多向可控耦合件进行各向检测提高了缺陷检测的空间分辨率,采用线性调频信号作为超声信号源,利用小波变换对收集的数据进行降噪处理,并选取互相关法和分数阶傅里叶变换进行超声回波信号的时延估计。3.研制了一套无线超声测量系统,并完成系统的基本功能测试,在实验室有限的条件下选取试验固件,进行不同场景下对固体内部缺陷和表面缺陷进行检测,验证了该方法在固体缺陷检测中的可行性,并取得良好结果。