随着我国轨道交通事业的蓬勃发展，轨道交通车辆的检修维护制度也在逐步完善。车辆走行部是保障车辆安全平稳运行的最重要部件，而其中车轮和车轴又是最核心而最难察觉到安全隐患的零件。因此，无损检测技术在车辆检测维修的工作中扮演着不可或缺的角色。如今，在车辆检修基地，超声波探伤方法已经得到了广泛应用，然而，维修基地的检修需要将车辆彻底分解，工作量大、成本高。因此，针对轨道交通车辆的专业高性能便携式无损检测设备的研发工作意义重大。基于这一现状，本文针对高性能便携式超声波探伤仪的关键技术进行了深入研究。
　　本文提出了诸多创新型的研究方法和技术，主要包括：新型高性能超声波探伤仪模拟电路设计；基于传递函数建模和寄生电容假设的放大电路自激振荡分析；电容补偿法消除自激振荡现象；滑动窗口结合神经网络的新型噪声抑制技术；新型超声波探伤仪人机交互界面设计，等等。具体工作内容介绍如下。
　　根据超声波探伤的基本原理，本文深入研究了超声波产生、接收、放大的实现方法，并在其基础上设计了新型便携式超声仪的模拟电路。该电路由发射电路、单双晶探头切换电路、接收放大电路和辅助电路等四部分构成。其中，发射电路通过调整激励脉冲的宽度可以显著缩小检测盲区；单双晶探头切换电路使得整套电路可以支持单晶和双晶两种不同探头，从而增加检测灵活性；接收放大电路使得回波的增益调整范围达到100dB。印刷电路板实验对电路的关键性能指标进行了测试。针对实验过程中接收放大电路的自激振荡现象，本文提出了寄生电容假设，使用构造传递函数法对其产生机理进行了深入的理论分析，并提出了电容补偿法消除了自激振荡现象。
　　接着，本文分析介绍了模拟电路采集到的信号噪声的产生原因，以及传统噪声抑制技术和神经网络噪声抑制技术。在深入研究了神经网络工作机理、训练方法的基础上，提出了滑动窗口结合神经网络的噪声抑制技术，并实验验证其可行性。在此基础上，本文还深入研究了循环神经网络(RNN)的噪声抑制技术，并且对两种方法的降噪效果、实现难易程度，等等方面进行了全面的分析比较。
　　最后，本文使用基于ARM1176JZF-S核的S3C6410芯片，对便携式超声仪的嵌入式系统进行了开发。其中，嵌入式操作系统基于Linux-2.6.38内核，针对所需要的外设进行了必要的裁剪。使用Qt-5.4.1进行了新型人机交互界面软件的设计，并且将神经网络噪声抑制技术在应用软件中编程实现。
　　本文通过对高性能便携式超声波探伤仪的各项关键技术的研究，提高了超声波探伤能力，解决了自激振荡和信号噪声问题，并且针对轨道交通车辆检测做了专门设计，达到了预期目标。