针对高压水泥旋喷注浆技术在隐蔽工程施工中因无法实时获取桩径信息而导致成桩质量一致性差、传统经验法与理论预测法误差显著等工程难题，本文设计并实现了一种适用于高密度泥浆环境的旋喷桩超声波实时测径系统。该系统基于超声波飞行时间（Ultrasonic Time of Flight）测量原理，旨在解决泥浆环境下微弱信号检测与井下受限空间内的系统集成问题。在硬件系统设计方面，鉴于施工现场泥浆密度高达1.2g/cm³导致的声波强衰减特性，以及钻杆内部狭小的安装空间限制，优选90kHz低频小体积换能器作为超声波探测器，并采用EP4CE22系列FPGA作为井下主控核心，配合12位高精度ADC实现信号的高速采集。针对现有高压水泥旋喷井径测量系统仅预留单根线缆接口的特殊工况，本文设计了基于继电器的传感器分时复用机制与TBS通讯技术：通过继电器的切换，实现井径测量模块与原有垂直度传感器的兼容；同时利用TBS通信协议，在电源线维持60V高压供电的同时，通过微秒级低电平脉冲传输数据，成功在单根线缆上实现了能量与信息的高效共输。在核心算法层面，为克服FPGA逻辑资源有限难以运行复杂频域算法的局限，提出了一种基于时域并行的自相关回波提取策略。该算法摒弃了传统的FFT处理路径，设计了能量阈值自适应调整与动态分段抗噪机制，即通过分析环境底噪样本自动校准检测基准，并在近场区采用倍增阈值压制混响干扰，配合峰值捕捉与波宽校验逻辑，显著提升了系统在强噪声泥浆环境下的信噪比与识别率。模拟实验平台测试结果表明，该系统运行稳定，具备3m量程内的有效探测能力，解决了高压水泥旋喷桩井径难以实时获取的难题，对推动高压水泥旋喷井径测量技术的产业升级具有重要的理论与工程价值。

旋喷桩测径；泥浆环境；FPGA；TBS通讯；时域自相关