机械制造业中，带孔零件一般要占零件总数的50%～80%，孔加工是机械零件加工中一种非常重要的加工方法，而深孔加工占孔加工的40%以上。深孔零件内表面的加工在封闭或半封闭状态下进行的，由于其加工难度高，加工工作量大，被加工零件的孔轴线很容易偏斜。当孔轴线偏斜到一定程度后，会造成工件报废，钻头损坏，所以对孔轴线偏斜的检测就非常重要。本论文研究了深孔在线检测方法及超声波测厚技术的国内外现状，分析了各种在线检测技术，确定利用超声无损检测的方法，通过实时在线测量三点壁厚值来实现对深孔零件的孔轴线偏斜检测。然后详细的说明了内孔偏心检测系统装置的软硬件平台的设计和分析。其中，硬件系统平台包括超声波的发射、接收、放大、检波、门控制电路和信号采集系统；软件系统是利用上位机软件对实时测量的厚度值进行二维空间和三维空间图像的仿真分析，以达到能实时在线清晰直观地看到深孔零件孔轴线的偏斜趋势。最后，利用MATLAB的GUI开发了内孔零件孔轴线偏斜自动检测软件，实现了系统参数的设置、数据采集和保存、检测结果的打印等功能。本课题的研究达到了预期的目标，对内孔偏心检测系统进行了设计并最终克服了传统测厚仪的手工逐点检测、检测速度慢、不能对管体全面检测的特点。实现了对被加工工件实时在线连续、自动化的全面检测，从而提高深孔加工的效率和精度。