复杂内表面圆柱体构件由于内表面粗糙、存在棱槽、壁厚范围大等特点，在采用超声自动测厚时，造成回波信号差异大、特征信号不易提取、检测结果不易重构等问题。本文针对这一问题，研究超声自动测厚的特征提取技术、壁厚重构技术。论文通过分析自动检测过程中的回波信号以及噪声干扰，采用中值滤波和三角脉冲重建技术，确保有效抑制噪声的同时，完好地保存了特征回波信号的峰值；针对薄壁位置处内外表面回波不易分开的问题，采用反褶积滤波技术提取了两回波的峰值，并作为特征量求得厚度值；针对由于内表面粗糙造成回波信号峰、谷值位置不固定的情况，提出了相关模式匹配法，通过波形匹配获取两特征回波的时间差，以此求得厚度值；经过试验验证，相关模式匹配法同样适用于薄壁位置处检测回波处理；分析了反褶积滤波技术与相关模式匹配法的优点与不足，前者处理效果优于后者，但计算效率低于后者；由于构件棱与槽交界处特征回波微弱，不易提取特征信息，根据工件内部结构的特点，对其检测的厚度曲线进行了指数函数插值处理。针对实际的工件设计了一套超声自动检测系统，并将上述处理方法应用其中，选择效率较高、适应性较强的相关模式匹配法进行特征提取。检测结果表明：本文的研究方法能够很好的对此类构件进行厚度检测及壁厚重构，检测结果满足实际要求。论文的研究成果对工程测量中构件壁厚的检测具有参考价值。