天然气是我国能源消费结构的重要组成部分,在工业制造、电力生产、居民生活等领域应用非常广泛。我国最主要的天然气传输方式是金属输气管线网络,是目前最为稳定经济的方法。然而,近年来由于金属管线腐蚀破损所引起的事故时有发生,造成了严重的环境污染与经济损失。目前,国内外针对天然气管道腐蚀情况的监测手段多以超声检测、漏磁检测及腐蚀探针为主,其中超声检测方法的应用最为普遍。本文以“管道腐蚀监测相关技术开发”项目为课题背景,以超声波反射时差法为基本检测方法,以延时信号链内插法作为提高检测精度的方案,对分布式在线管道腐蚀程度监测系统的关键技术进行了研究。主要研究内容有:(1)本论文以实际工程项目的应用背景为出发点,对管壁腐蚀的在线监测相关技术进行了大量资料学习与文献调研,比较分析各技术理论的特点,结合本课题项目中所提出的具体需求,对分布式在线管道腐蚀程度监测系统的实现路线进行了规划,明确了系统中各主要功能模块的实现方案。(2)完成了系统壁厚信息采集、高精度时间测量以及无线数据通信三大主要功能模块硬件电路的原理图与PCB设计,经过后续不断的调试与改版,最终实现了基本功能完备、性能稳定可靠的硬件电路设计。(3)采用了时间数字转换器(Time-Digital Converter)技术来解决如何获取更高时间检测精度这一关键问题,在FPGA平台上实现了完整的TDC功能逻辑,并完成了对该TDC方案的功能仿真与时序仿真分析。(4)完成了系统的嵌入式功能软件的开发,协调系统中各主要功能模块的工作进程,确保系统的功能流程能够稳定有序执行。(5)设计了一系列实验对系统中各主要功能模块的工作性质进行了验证,并且对系统中的关键参数进行了标定,经实验测定,系统的壁厚检测范围能够完全满足我国的天然气管道壁厚标准,时间检测精度为130ps。