高温合金材料因其良好的高温强度，断裂韧性、塑性等综合性能广泛运用在航空航天领域，随着航空航天技术不断发展，有效的控制和检测高温合金质量越来越重要，因此无损检测技术贯穿于它的整个制作工程，包括原材料，坯料及成品各个阶段。但由于材料自身晶粒粗大，噪声信号大，无损检测的效果一直不理想。基于此本文设计了专门用于高温合金检测的超声相控阵检测系统。首先，对比研究水浸超声方法、F扫描方法及常规相控阵三种检测方法对高温合金盘件材料的检测效果，分析各种方法的局限性，提出了专用于高温合金材料的超声相控阵检测系统及关键技术性能指标。系统激励电压达200v，确定了4ns的系统延迟精度。设计了8通道环形相控阵阵列探头，并制作成型，测试结果表明，阵列环形换能器性能指标达到了设计需求。第二，阐述了多通道超声相控阵检测系统的组成，包括超声发射电路模块，超声接收电路模块，相控阵延时模块，整体控制模块及供给电源模块。详细阐述了各个模块的结构及工作原理。接着，基于mxa4940电路构成实现200V的脉冲激励电压，通过max4936芯片对发射电压实现有效的隔离保护，最终实验结果表明，在负载1k下电路产生了脉宽为100ns，发射电压为120v的正负发射脉冲。然后，设计了新型延迟模块，延迟模块基于高频时钟驱动的CPLD，通过改进计数器编码方式以及对延时模块流水线处理，达到了设计所需相控阵延时精度。仿真结果表明，延时控制系统能有效的实现4NS最小步进延时。最后，基于FPGA+PCI的接收体系结构，利用FPGA自身丰富的内部资源，通过编程及优化系统使接收模块实现了对超声信号的串转并及高速传输。并对超声相控阵系统的关键单元进行调试及实验验证，仿真及实验表明，接收模块能实现80MSPS的传输及采集。