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随着建筑质量要求的提高和建筑检测技术在中国的兴起，超声法钻孔检测技术由于其非接触式测量的优点，越来越受到业界的重视。小孔径钻孔超声检测是钻孔检测技术中的一种，它利用孔壁对超声波的反射特性来检测钻孔孔径的截面状况以及垂直度数据。文中在广泛深入地了解了建筑用钻孔检测设备的发展现状和建筑领域桩基检测的新的需求的基础上，对小口径钻孔超声检测仪的设计中的以下几个关键问题进行讨论：
1、首先对超声波在泥浆中的传播特性和衰减进行了分析，为系统的设计提供声学理论依据。
2、信号处理算法方面，针对小孔径钻孔超声检测的测量盲区，引出“同频串扰噪声背景下的信号检测”问题，并使用自适应方法进行噪声消除；同时对于信号没有淹没在同频串扰噪声中的情况，对发射信号进行设计，并使用匹配滤波器估计传播时间。
3、对换能器的各参数和选择进行了讨论，给出了换能器选择的原则。
4、信号接收电路设计上，分析较为关键的带通滤波器的设计和时变增益模块的设计。
5、发射驱动模块上，介绍发射电路，并借用电力线载波的思想，用直流电力线传输发射驱动信号。
6、探头姿态确定方面，讨论比较传统的导航姿态确定方案和磁罗盘和MEMS倾角测量芯片方案，并给出后者的实现。
7、介绍了数据处理控制模块的设计，使用ST公司的STM32F103系列ARMCortex-M3芯片对其它模块进行集成综合，并利用STM32F103的全速USB2.0接口和上位机进行数据传输控制。
针对上述研究内容，进行了大量的实验研究和计算机仿真分析。结果显示，较好地解决了小孔径钻孔超声检测中的关键技术问题，具有良好的应用前景。