石油、天然气是目前世界上使用最多的能源，而管道是主要运输工具。管道必须定期地 进行检测以保证安全，避免损失。管道检测技术主要有漏磁法、超声法、涡流法、射线法等， 但应用最多的当属漏磁检测技术和超声波检测技术。超声波检测技术由于其对缺陷的精确测 量而备受瞩目，得到了迅速的发展。由于高频超声波在空气中难以激发与传播，所以很少应 用于输气管线的检测。本文采用轮式超声换能器来实现输气管线外壁缺陷的检测。 本文首先建立了轮式超声换能器的平面等效模型，并推导了圆柱坐标系下的平面多层媒 质的传输矩阵。根据实际需要选择合适的参数，仿真计算换能器的接收回波，并根据设计的 参数实际制作轮式超声换能器，考察了轮式超声换能器的性能。 结合管道爬行器、换能器自发自收电路、电机控制电路、数字示波器，并开发了相应的 控制、采集、处理程序，组成管道检测系统(PIG)。使用该系统测量一底面有两个不同深度 凹槽的平板和在外壁有人工模拟缺陷的管道，并采用相关、解卷积、时间增益控制等信号处 理方法对接收回波信号进行处理。处理结果表明，该PIG系统能够实现管壁或平板缺陷的自 动实时测量，纵向测量结果误差优于±O.2mm，后处理程序能够实现缺陷的清晰显示。 关键词：轮式超声换能器，PIG，管道检测，成像，多层媒质，传输矩阵