电磁超声检测技术因不需要耦合剂、激发灵活、设计简便、环境适应性强等优点,受到了广泛关注并应用于各种金属材料的检测中。但电磁超声检测技术仍有一些待解决的问题,例如电磁超声的换能效率低,同条件下接收到的超声信号幅值比压电超声低;EMAT中强磁性的磁铁在检测铁磁性材料时会吸引材料,同时磁铁会限制换能器与试件的相对位置,影响检测的便捷性。为此本文基于电磁超声激励原理,设计一种新型无静态偏置磁场的高能脉冲电磁超声激励系统。激励系统的核心为高能脉冲激励源,高能脉冲激励源采用LC振荡电路对激励线圈施加瞬态高电压,并在激励线圈内产生上千安电流,远大于常规EMAT激励线圈中电流,大电流感应的强磁场与涡流耦合在材料内产生高强度应力,可以显著提高激励的超声波信号强度,解决电磁超声换能效率低的问题。首先,对铁磁性材料和非铁磁性材料中高能脉冲电磁超声的换能机理分析。建立非铁磁性材料高能脉冲EMAT仿真模型,分析出涡流、磁场、洛伦兹力在铝板内分布情况,通过提离特性仿真得到提离距离与Lamb波质点位移幅值对数呈线性关系。建立铁磁性材料高能脉冲EMAT仿真模型,仿真钢板内电场、磁场、力场分布情况与提离特性,得到提离距离与钢板内电磁超声换能机理主导作用的对应关系。其次,设计以A0为主模态的Lamb波高能脉冲电磁超声激励源,进行结构设计、器件选择、参数计算和可靠性校验并进行激励源电路仿真分析,得到电路参数与激励电流、电压频率对应关系,对高能脉冲EMAT激励电流进行频谱分析。最后,在铝板高能脉冲电磁超声实验中,通过超声传播特性实验研究了Lamb波频率与激励电流频率的对应关系,通过提离特性实验研究了Lamb波幅值与提离距离的指数关系。在钢板超声实验中通过提离特性实验分析了提离距离对钢板电磁超声换能机理的影响,实验结果与仿真分析具有一致性。然后进行了金属缺陷检测实验,实现了缺陷的准确定位。高能脉冲激励下EMAT超声特性及缺陷检测实验结果表明在提离距离较小时,高能脉冲电磁超声换能器激发的以A0模态为主模态的Lamb波具有高信噪比,显著提高了电磁超声的换能效率,同时低频段Lamb波模态简单提高了检测信号的辨识度。