金属材料的应用场合随着科学技术的发展而逐渐增多,尤其是国防、航空航天、核工业等重要领域。而这些领域对于各种金属材料的质量把控又是极其严格的。论文围绕金属材料缺陷超声检测技术的几个问题展开,重点研究了金属材料小缺陷的超声检测背散射信号建模、去噪、识别以及缺陷定量化这几方面。通过建模仿真与实际信号分析相结合,结合现有的超声检测理论,为金属材料缺陷超声检测技术提供了新的思路。第一章介绍了金属材料的主要缺陷类型和缺陷波特征,并且介绍了金属缺陷检测技术以及相关的数字信号处理技术,并对论文的研究背景和意义做了介绍,指出了金属材料小缺陷超声检测研究的重要性,给出了论文研究的主要内容。第二章 主要介绍了超声无损检测的检测原理,以及超声无损检测液浸法的一些重要的试验前提。同时,详细地阐述了超声衰减理论在无损检测当中的理论基础,阐述了超声检测缺陷定量化的理论计算基础。第三章进行了含缺陷金属材料背散射声场的理论分析,建立了散射信号中的金属材料缺陷信号的等效空心圆柱、球形体模型,建立了金属材料结构本身因晶粒而产生的结构散射模型,最后也阐述了非声学噪声对散射信号的影响。第四章利用第三章中所研究到的各类回波的声学机理,针对金属材料小缺陷,优化了建立的超声回波模型,然后在小波包去噪方法的基础上,提出了以优化回波模型为对象,并且基于小波能谱熵与Shannon信息熵理论特征的一种自适应小波包去噪方法。第五章针对于含有人工缺陷的金属材料,本章利用了一个实际的超声检测平台,对采的集数据进行处理研究。基于去噪处理完毕的信号,提出了一种基于相关系数法的小缺陷识别方法。通过优化回波模型与实际信号进行了验证。在对实际信号的数据处理过程中,通过严密的理论算法计算出人工缺陷的大小,这既阐明了金属材料小缺陷定量化的方法,又说明了该超声检测平台试验方法和数据采集的准确性。第六章总结了全文的主要内容和研究成果,并对后续的研究工作做了展望。