超声波检测是当今一种重要的无损检测方法，随着我国工业迅速发展，超声波检测具有更加广泛的应用。目前我国用于化工原料及储存油品的大型常压储罐大多数长时间服役，一旦发生损坏可能引起石油泄漏以及火灾和爆炸等重大事故。由于储罐的底板是整个储罐较难检测的部位，目前大多数无损检测技术只能对储罐底板进行接触式检测，电磁超声技术可以在这方面实现非接触无损检测。但由于电磁超声换能器换能效率较低、信号微弱，是电磁超声检测面临的主要问题。本文对电磁超声进行详细理论研究，理论上研究钢板中电磁超声激发原理，数学建模分析了钢板中电磁超声洛伦兹力换能机理、磁化力换能机理、磁致伸缩力换能机理。研究超声导波在钢板中的传播特性，分别分析了导波在传播过程中存在多模态和频散特性，为了进一步提高电磁超声换能器的换能效率，利用电磁超声换能器换能效率公式，推导出静态偏置磁场与换能效率的关系。针对常规结构换能效率较低的缺点，提出一种提高钢板中换能器换能效率的方法，并通过comsol软件有限元计算给出磁场增强结果，仿真结果表明：该结构可以有效提高换能效率，实现钢板中长距离缺陷检测。对该结构换能器探头的永磁铁与激励线圈进行优化设计，最终确定出换能器探头优化参数组合。在钢板上进行实验研究，结果表明：Lamb波在钢板传播过程中遇到缺陷时会发生模态转换的现象，随着钢板中缺陷深度的增加，回波信号的幅值增大，说明回波信号幅值的大小可以表征钢板中缺陷的深度，钢板中激励探头与接收探头相对位置不变及检测系统参数匹配相同的情况下，通过回波信号的幅值对比得出，激发出的SH波在传播过程中的衰减较大，表明Lamb波更适用于钢板长距离传播。优化后兰姆波换能器接收探头可以接收到18m位置的A0模态兰姆波回波信号，优化后兰姆波换能器的有效检测距离是原始模型有效检测距离的1.5倍，有效地提高了换能器的换能效率。