為了滿足無縫鋼管在線自動檢測的要求,本文以無縫鋼管超聲檢測的可靠性、精確性和高效性為研究目標,采用群體優化算法理論,就無縫鋼管超聲檢測的關鍵技術——提高超聲回波信號的信噪比、改善超聲檢測的時域分辨率、自動識別無縫鋼管缺陷類型開展了系統的研究,并在此基礎上,完成了一種無縫鋼管超聲自動檢測系統的研發。主要研究內容包括:第一章,論述了加快無縫鋼管超聲無損檢測設備自主研發的緊迫性,介紹了超聲無損檢測技術在無縫鋼管檢測領域中的典型應用,并對超聲自動檢測的研究現狀及其發展趨勢作了總結概括,指明無縫鋼管超聲無損檢測的關鍵技術,確定了本文的研究內容和方向。第二章,針對現有的超聲回波信號消噪技術應用在無縫鋼管在線檢測時所遇到的局限性,本文發展了一種基于模型估計和群體融合算法的消噪技術。利用群體融合算法對超聲目標回波信號模型參數進行估計,成功提取出有用信號。實驗研究結果表明該技術顯著提高了信噪比,且具有較強的泛化能力。第三章,為了提高無縫鋼管超聲檢測分辨率,提出了一種基于群體融合算法和小波變換的反卷積技術。利用小波變換確定超聲反射系數位置集后,引入群體融合算法求解出相應位置反射系數的幅值,完成超聲回波信號的時域反卷積。計算機仿真和實驗研究表明,該方法具有較強的魯棒性和廣譜適應性。第四章,為了實現無縫鋼管缺陷類型的自動識別,在利用復小波變換提取缺陷回波信號特征值的基礎上,采用粒子群聚類分析方法對特征向量進行劃分,從而完成缺陷類型的自動判讀。實驗研究證明了該方法的有效性和可行性。第五章,設計了無縫鋼管超聲自動檢測系統的總體方案,完成了關鍵部件和模塊的研發,實現了系統的集成。實際運行結果表明,該檢測系統能夠滿足無縫鋼管在線檢測的要求。第六章,對本文的研究內容進行了概括總結,明確了未來的主要研究工作和方向。