管道运输成为长距离输送物料不可缺少的一种方式,如果相互连接在一起的两个管道椭圆度差异较大,强行焊接后,接头处应力分布就会不均匀,那么很容易导致裂裂纹甚至断开的风险,从而对整个管道的安全和使用寿命带来很大的影响。本文采用超声波检测方法对管道椭圆度进行检测。首先本文从钢管生产流程进行研究,利用致因理论分析引起钢管椭圆度超标的生产因素,得到鱼刺图,再结合钢管运输及储存环境的分析,建立层次分析模型,为以后保证椭圆度达标提供评价依据。然后进行聚焦换能器的设计和加工,根据探头的形状和外形特点进行耦合装置的设计,通过超声波检测试验进行实验研究,确保实验结果的准确性和精确性。研制聚焦探头的发射频率为4MHZ,压电晶片是选用了压电陶瓷,晶片直径为12mm,阻尼块材料是环氧树钨粉,保护膜选用有机玻璃制成。将直探头保护膜制成弧形曲面。然后对探头匹配电路进行分析,确定其匹配电感。分别对发射频率1.5MHz、2MHz、2.5MHz、3MHz、3.5MHz和4MHz的圆形换能器的超声波声场进行模拟分析,表明随着发射频率的增大,声束的指向性变好,近场区长度增加。设计了三套耦合装置,利用fluent对其进行内部流场模拟分析以及气液两相模拟,经过耦合装置的不断改进,做到气泡最少,速度和压强稳定,达到最好的耦合效果。最后通过采用水浸聚焦探头对试块进行检测实验,实验分为两部分,测距实验和壁厚检测实验,利用origin软件分析和处理检测数据,误差在0.5mm左右。本文中的超声波检测装置可以应用在实际生产过程中。