随着铁路、水利工程以及地铁施工项目的日渐增多,TBM、盾构机的应用也日渐广泛。盾构机是依靠刀盘上的刀具切削土体不断掘进的,在掘进过程中,刀具不可避免的会受到冲击和磨损。盾构工程的地质条件不同,其刀具的消耗的程度也不同。但是由于刀具的磨损规律没有掌握,当出现刀具过量磨损而没有及时更换刀具的情况时,不但影响了整个工程的质量也会拖延工期。因此如何能准确的了解盾构刀具的磨损情况,对盾构施工的顺利进行具有重大意义。本文提出了一种新型的刀具磨损检测系统,将超声波测厚的原理应用到刀具检测当中,并通过计算验证了该方法的可行性。同时设计了该检测系统的硬件部分,编写了相应的软件程序。仿真结果验证：测量厚度误差在允许范围之内,符合预期要求。在硬件系统设计方面,采用的处理器是三星的S3C6410处理器,该处理器比一般的单片机具有更高的运算速度,可靠性更高。超声波发射电路部分选用的是电感升压电路,主要作用是放大信号幅值。超声波接收电路部分选用的是多级放大电路,主要作用滤波升压,筛选出符合要求的信号进行放大。其他的硬件部分还包括Zigbee无线节点、工控机等。在软件系统设计方面,主要进行了如下工作：开发环境的选择、运行界面的设计、系统各个部分程序的设计等。给出了软件系统的流程框图,在实验室完成了运行测试任务。最后进行了整体的仿真,实验结果证明：本系统测量精度高,成本低,具有广泛的应用前景。