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管道运输在石油化工行业中发挥着重要作用,管道的质量检测是保障运输安全的必要手段,因此,管道的无损检测技术一直是研究的热点。传统的超声检测技术为单点检测,对于长距离管道的检测较为困难。利用电磁超声导波技术检测管道裂纹可以解决这一难题,线检测不仅比单点检测省时、高效,而且具有非接触检测、可在高温下工作及检测距离可达数十米等优点。换能器是实现电磁超声导波管道检测的基础和关键,而纵向导波换能器对管道周向缺陷具有很高的检测灵敏度,在低频范围内具有良好的检测效果,开展基于磁致伸缩机理的纵向导波换能器设计及搭建完整的管道缺陷检测系统,对促进电磁超声导波管道缺陷检测技术的推广应用具有重要价值。本文对基于磁致伸缩机理的电磁超声导波换能器激励导波的过程进行了理论研究,在此基础上设计并制作出用于管道检测的基于磁致伸缩机理的换能器,搭建了完整的实验检测系统平台,对所设计换能器及管道缺陷检测系统开展了相关实验研究,论文的主要内容如下:(1)论述了电磁超声导波技术应用于管道检测的研究背景及意义,并简介了其研究概况,综述了国内外关于磁致伸缩机理的超声导波无损检测技术的研究现状,提出了本文的研究内容和研究路线;(2)介绍了磁致伸缩效应产生机理,分析了磁致伸缩导波技术应用于管道裂纹检测的原理,在前人理论工作基础上,详细推导了圆管中的导波理论,得出了圆管中导波的频散方程,对频散曲线进行数值计算,确定了检测管道裂纹所用的导波模式及激励方式,并给出了在圆管中激励L(0,2)模式超声导波的方法。(3)设计了基于磁致伸缩机理的换能器结构,研究了磁路结构对换能器偏置磁场强度和分布均匀性的影响,在此基础上对换能器的偏置磁场和激励线圈结构及参数进行了设计,完成了换能器的阻抗匹配设计,并制作出了换能器实物。(4)搭建了完整的基于磁致伸缩机理的电磁超声导波管道缺陷检测系统实验平台,并进行试验研究,对所设计的换能器进行了性能测试实验,并结合导波传播的数值仿真分析作了信号衰减的实验研究,最后对含裂纹缺陷的管道进行检测实验与信号分析,实验结果表明本文设计的基于磁致伸缩机理的电磁超声换能器能够有效的激励L(0,2)模式的纵向导波,所设计搭建的检测系统可以实现对含周向裂纹缺陷管道的无损检测。