新型陶瓷基复合材料因具有优良的隔热性能,而被广泛应用在航天器外壳的热防护结构中。热防护结构在粘贴到飞行器基体的过程中,因工艺问题可能会产生粘接缺陷,再加上使役过程中大气层造成的热损伤,会导致材料隔热性能下降,甚至造成热防护结构脱落,严重威胁到飞行器的飞行安全。因此,无损检测和评估这类材料与飞行器基体的粘接层缺陷具有十分重要的意义。本文开展了基于超声C扫描的粘接缺陷检测技术研究,主要内容包括数值模拟、信号处理和量化分析三个方面。(1)为了研究超声在新型陶瓷基复合材料材料中的传播特性,采用基于高斯声束模型和有限元的数值模拟方法。首先,在对材料中超声传播特性理论进行分析总结的基础上,基于高斯声束模型对超声换能器的声场分布进行模拟;基于有限元的数值计算方法对超声在材料中的传播瞬态过程进行仿真研究,为研究新型该种材料的超声传播特性提供理论依据。(2)基于上述理论分析,本文自主研制了超声C扫描自动检测系统,实现了检测图像的实时显示和伪3D显示,从而完成了超声检测数据的可视化分析。结果表明,该检测系统可实现新型陶瓷基复合材料粘接结构的脱粘和夹杂等缺陷的检测。(3)针对被测材料特性复杂、超声数据多噪音的特点,提出了HHT和伪Wigner-Ville分布相结合的时频分析方法。首先,采用自适应的中值滤波和小波阈值去噪算法进行消噪处理,大幅度减小了超声数据携带的脉冲和高斯噪声。然后,在去噪基础上利用HHT和伪Wigner-Ville分布相结合的方法对信号进行时频分析,得到信号的幅值-频率-时间三维分布图,从而实现信号的时频域特征分析。结果表明,本文提出的时频分析方法可以更直观、更具体的体现超声信号在时域、频域的分布特点。(4)为实现缺陷的定量和定位分析,针对去噪后的超声检测图像采用脉冲耦合神经网络算法进行分割,对分割得到二值图像进行缺陷圆滑和拟合处理,并与多种分割方法进行对比。结果表明,所提方法的定量和定位误差最小,分别为5%和6%。