根据钢铁协会的基本标准规定,普遍用的石油运输管材在生产过程、加工过程和使用之前都要进行整个长度管线的厚度测量,这样才能正常的投入使用。就现在而言,一般采用的超声波测厚仪是逐点测量管材,不具备对整个使用前的铸管管材长距离测量的能力。铸管管材为粗晶材料,晶粒分布具有各向异性,超声波在传播中的反射信号被晶界面散射效应所形成的噪声所淹没,无法接收到准确的回波信号;其次是铸管组织中存在夹渣物和气孔等缺陷,对超声波形成大量散射和吸收,使超声波在组织中的传播和反射造成困难;再次是不同铸管材料球化率不一样,这样会造成超声波声速的改变影响测量数值;另外铸管管道表面粗糙,超声发射时的耦合条件差,接收到的少量信号也只是一些失真的杂波。本文研究的超声波长距离铸管测厚系统,能对铸管长距离进行厚度测量,系统可实现对铸管管材全长厚度测量。本文完成了超声波水浸聚焦探头的设计和加工,根据探头的特点设计四种不同的耦合装置,并通过Fluent对设计的四种耦合装置进行模拟为实验提供依据,然后通过超声波测厚实验来检验超声检测系统检测结果的准确性和精确度。本文对四种耦合装置内部流场进行模拟分析,流体进入耦合装置内部流场后都能够充分流动,随着装置的改进,耦合装置探头正下方区域紊流逐渐减小,且能排出耦合装置内具有干扰性的气泡,最后找到耦合效果比较理想的耦合装置。本文研制的普通直探头发射频率有3MHz、4 MHz,压电晶片材料选用锆钛酸铅压电陶瓷（PZT-5X）,晶片直径为12mm,阻尼块材料为环氧树脂加钨粉,保护膜选用有机玻璃制成,外壳选用铜。聚焦探头通过声透镜使超声波汇聚,声透镜材料选用有机玻璃,将直探头保护膜制成弧形曲面,其曲率与铸管外表面相同。随后对探头匹配电路进行分析,确定其匹配电感为4.3?10^-15H。分别对发射频率为2.5MHz、3MHz、3.5MHz和4MHz的圆形换能器的超声波声场进行模拟分析,得出了随着探头超声波发射频率的增大,声束的指向性变好,近场区长度增加。