在国家提出西气东输等相关发展战略之后,石油和天然气的管道运输便起到极其重要的作用。但是在油气运输的过程中,管道有时会处于环境相对恶劣、遭受人为破坏的情况,或者经过长时间的服役后,管壁会出现贯穿形式的裂纹或者非贯穿形式的裂纹等。裂纹的出现会降低管道的刚度等性能,严重时会造成管道泄漏等现象从而影响管道的服役时间。而压电传感器因其检测灵敏度高、兼备驱动传感等优势被广泛应用于结构健康检测中,因此本文应用压电传感技术对管道贯穿裂纹与非贯穿裂纹进行检测,为石油与天然气相关设施的结构健康监测提供了一定的技术支撑。主要研究进展如下:（1）油气管道非贯穿裂纹压电传感检测过程的数值模拟研究利用COMSOL软件建立管道非贯穿裂纹的数值模型,将管道非贯穿裂纹简化为板状金属表面存在开口裂纹的形式,分别模拟了不同工艺参数下的压电响应信号特征,揭示了超声导波在板状金属结构中的传播机理,研究了固定方式、裂纹尺寸、裂纹充液、裂纹形态以及不同钢结构类型对压电传感检测信号的影响,结果表明当对板状金属进行两端固定时更适合超声波的传播;并且裂纹尺寸越大,其频率范围则向低频方向移动,低频成分呈现增加的趋势;除此之外提出了一种基于小波信息熵识别不同钢结构工况的方法,通过提取节点的信息熵值作为有效参数对不同工况的钢板进行识别,不同工况的钢结构所接收的信号分离程度较高,为工程上钢结构检测提供了依据,同时也为管道非贯穿裂纹检测实验提供了理论指导。（2）油气管道贯穿裂纹压电传感检测过程的数值模拟研究利用COMSOL软件分别建立二维管网模型和三维管道模型,模拟不同泄漏介质与不同工艺参数下的压电检测信号特征。研究了不同泄漏介质、泄漏压力、不同泄漏源位置以及不同信号采集位置等对泄漏信号的影响,结果表明超声波的传播速度与介质的坚韧性、密度等参数有关。并且泄漏压力的增大会增加管道的振动现象,模拟压电信号活动性也随之增强。信号衰减现象随着采集点与泄漏源距离的增大而加重,根据数值模拟结果可以优化设置传感器位置,为油气管道泄漏检测实验提供理论支持。（3）油气管道损伤压电传感检测方法的实验研究设计并建立压电传感检测实验系统,使用时间反转法对不同工况的钢结构进行检测,结果表明利用所提出的小波信息熵方法可以识别不同工况的钢结构,同时也验证了数值模拟的准确性。并且基于实验室内管道泄漏系统,将超声导波技术与压电传感技术相结合,利用泄漏系统的参数可调等优点,首先使用信号发生器与示波器分别进行了液体泄漏与气体泄漏实验,通过比较压电信号的实验结果与数值模拟结果的频域特征,得出两者结果大体一致。其次基于Labview程序分别对液相、气相以及气液两相进行了不同泄漏压力影响因素的泄漏实验,结果表明当泄漏介质为液体或者气体时,随着压力的增大,其频率段1的幅值逐渐增加,而其他频率段的幅值逐渐减小,为形成适用于管道的压电传感检测技术奠定基础,为油气管道结构的完整性检测提供技术支撑。