管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段在世界各地得到了广泛应用。为保障在役管道的安全运行,延长使用寿命,应对其进行定期检测,以便及时发现问题,采取措施。基于国内石油储运部门管道检测的需要,本文进行了长输管道无损检测功能机(US—Pig)的设计与研制。并针对数据采集部分的难点,采用软硬件结合的方法,解决了壁厚数据和定位数据同步采集、存储等问题。然而,传统的模拟式超声检测系统存在误检和信噪比较差等问题,本文针对其不足,提出了基于数字式超声检测的长输管道内检测系统设计方案,利用嵌入式计算机和专用的高速数据采集卡等核心元件,实现了数字式超声波管道检测,取得了较好的结果。在此基础上,为进一步提高测厚的精度,本文对超声波信号作了大量的分析研究工作,创新地提出了一种改进的Burg最大熵谱估计法——二阶PEF系数倒推法;另外,采用分裂基算法对经典的周期图谱估计的关键算法进行了改进,可缩短程序运行时间。经检验证明,这两种算法均行之有效。 经过理论论证和实验测量表明,本文设计的数字式超声检测系统能够克服模拟式超声检测系统存在的一些固有缺点,完成在线管道检测任务;改进算法的提出,使超声测厚在精度和速度上进一步提高,能满足工程需要。