TOFD检测技术作为超声检测技术的一种，由于仅需要各超声信号的到达时间而不需要信号幅度就可以精确的检测出缺陷的尺寸与深度，同时直观的在检测图像中显示出与被检测对象表面垂直的缺陷，因而取得了广泛的关注。但是，由于直通波的影响，TOFD检测技术对于表面缺陷的检测存在一定的盲区，这已成为TOFD检测技术很大的局限性。　　论文研制了基于嵌入式系统的多模态超声TOFD成像检测系统。硬件平台方面，系统选用嵌入式处理器S3C2440A作为中央处理器，并连接多通道超声发射/接收电路、数据采集电路、显示屏和键盘，共同组成了系统的硬件平台。软件平台方面，系统选用嵌入式Linux作为操作系统，建立交叉开发环境，经过Bootloader的移植、Linux内核的移植和根文件系统的制作，同时设计硬件驱动程序，建立了系统的软件平台。　　系统的应用程序分为系统初始化、A扫描信号显示、深度长度校准、TOFD检测图像显示和检测文件存储读取五个模块。通过应用程序，系统实现了多通道超声波的发射与接收，回波信号与探头位置信息经过实时采集，以TOFD检测图像的形式在显示屏上显示，达到缺陷可视化的目的。同时，通过缺陷定量功能，对缺陷的深度、高度与长度进行定量检测。系统还实现了基于NAND Flash和U盘的文件读写功能，并在PC端开发了TOFD检测图像处理程序，以更好的识别TOFD检测图像中的缺陷衍射信号。　　为了减小TOFD检测技术检测表面缺陷时的盲区，论文对多模态超声TOFD成像检测进行了研究，首先仿真了纵波模态和横波模态对表面缺陷的检测，再利用多模态超声TOFD成像检测系统对TOFD检测试块进行了检测，得到的仿真结果与检测结果基本保持一致。对于深层缺陷，纵波模态可以有效的对缺陷的深度、高度和长度进行检测;对于表面缺陷，通过综合使用纵波模态与横波模态，能够有效识别表面缺陷，减小TOFD检测技术检测表面缺陷时的盲区。