复合绝缘子的芯棒以合成树脂为基体、玻璃纤维为增强材料制成,是复合绝缘子中承担机械负荷和内绝缘的主体,其质量好坏直接决定了输电系统能否安全稳定的运行,对其进行无损检测具有十分重要的意义。本文以复合绝缘子芯棒超声无损检测为目标,首先研究了空心芯棒和实心芯棒的检测原理,并分析了圆形超声换能器的声场特性和圆柱坐标系下的波动方程及其通解;以此为依据,设计了复合绝缘子芯棒超声无损检测系统,完成了系统的硬件电路设计、FPGA程序设计和上位机开发;其中硬件电路设计包含了超声脉冲发射电路、隔离限幅电路、回波信号采集电路等,并结合信号完整性和电磁兼容性相关知识对PCB进行合理的布局、布线,完成了6层PCB设计;结合硬件电路特性,完成了FPGA程序方案设计和各子模块的Verilog程序编写,对关键模块进行了仿真验证,并完成了软硬件联调;最后对该系统进行了芯棒无损检测试验和电磁兼容试验,试验结果表明,在空心绝缘子和实心绝缘子中均可检测出直径为0.6mm的人造缺陷,在国标规定的最高等级干扰下仍可正常工作。本论文是与中国科学院电工研究所工程电磁场与应用技术部联合培养完成。该论文有图67幅,表6个,参考文献53篇。