随着我国工业突飞猛进的发展,无缝钢管的产量在全球所占的比重不断增长,对发展国民经济所起的作用日益突出。由于无缝钢管大都应用于石油、化工和锅炉等高压、高危的场合,如果存在缺陷,将会造成灾难性的后果。因此,对无缝钢管质量检测与评价技术的研究一直以来受到学术界和工程界的普遍重视,成为了无损检测领域研究的热点之一。基于以上背景,本文以无缝钢管出厂质量检测为应用对象,以超声无损检测为技术基础,结合机电一体化领域中最新的研究成果,在开展现场总线应用、基于广义倒频谱的测厚算法和黑盒测试等关键技术研究的基础上,研发出一套高性能的在线超声无损检测设备,达到实际应用水平,体现出高效、高精和高缺陷识别率以及友好操作交互等特点。本文的具体内容如下：第一章,介绍了无缝钢管在线超声无损检测技术及系统开发的研究意义,阐述了无缝钢管在线超声无损检测相关技术的国内外研究现状及其发展趋势,为后续的研究指明了方向,并规划了本文的研究内容和章节安排。第二章,在明确系统主要性能和技术指标的基础上,采用超声换能器阵列固定不动、待检钢管螺旋运动的检测方式,完成一种能够对无缝钢管横、纵伤和壁厚自动检测的在线超声无损检测系统总体方案的设计。第三章,确定了机械和电气控制部分的技术方案,完成了机械部分关键部件的计算设计,并对电气控制部分中关键技术——现场总线应用,对Profibus总线和CAN总线进行了研究。第四章,对超声换能器阵列的布置和缺陷在线检测技术进行了研究,提出了基于广义倒频谱的壁厚测量算法,并进行了实验验证。第五章,完成了检测系统上位机软件总体方案的设计,实现了基于MPI的上位机与PLC通信、基于TCP/IP的上位机之间的通信及MYSQL数据库的应用,并提出了基于黑盒测试法的软件测试策略。第六章,对论文的研制工作进行了全面地总结,明确了未来的主要研究方向。