超声相控阵检测成像技术是近年来超声无损检测领域的一个研究热点，它具有良好的声束可达性，可提高检测的分辨率和信噪比以及可对被检物体进行直观成像等优点。超声相控阵检测成像系统就是根据超声相控发射和相控接收的基本原理，采用计算机技术和电子线路原理，利用数字信号处理器，通过软件设定来改变超声声束的空间合成，获取探伤检测信息，并通过标准的图形界面显示来对被检物体进行实时与清晰地成像。　　 在单探头超声检测设备技术积累和超声相控阵基本原理的基础上，本文提出了超声相控阵检测成像系统的一个典型设计方案，并对相关关键技术进行了深入研究。　　 本文中的超声相控阵检测成像系统采用CPCI总线架构，它由超声换能器阵列、模拟发射与接收模块、控制采集与处理模块和主控模块等几个部分组成。该系统可工作在恶劣的工业环境下，且具有良好的可扩展性。　　 本文提出了一种基于FPGA的扫描切换和高精度相控发射控制方式。首先，利用FPGA产生的扫描切换控制信号配置开关芯片阵列来实现电子扫描，然后，利用FPGA中的高速计数器来实现高达2ns的高精度延时控制。　　 本文提出了一种基于带有高速串行LVDS接口的AD与FPGA相结合的相控接收与处理的实现方式，该种结构特别适合相控阵系统。此时，采用32个高速串行LVDS差分对将AD采集的16路回波信号传送到IO引脚丰富的FPGA中去，然后采用FPGA中的DSP硬核等逻辑资源来实现16路回波信号的滤波、声束形成、数字检波与分段阈值报警等的全并行信号处理。　　 本文还提出了用于系统参数控制与对被检物体进行实时成像显示的上位机软件的设计方案，能够方便地对系统中的各个参数进行控制，并且获得直观图像。　　 最后，本文还利用上述设计方案，在两种应用场合下构建了两个实际系统。实验结果表明，两个系统均可对被检钢管进行准确而实时地检测与成像。进一步的分析结果表明，利用本文所提出的设计方案可以灵活地搭建出适用于多种应用场合的超声相控阵检测成像系统，并且可对被检物体进行较为准确地检测与成像。