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随着我国热电机组向着大容量、超超临界等方向不断发展。热电机组国产厚壁管材取代进口管材趋势明显。但由于国内企业对厚壁管材的生产制造工艺积累尚浅,使得国产厚壁管材与进口管材相比质量还存在着一定的差距。厚壁管道制造过程中产生的缺陷给后期使用埋下了严重的隐患。传统的无损检测技术对厚壁管道检测多采用逐点检测等进行抽检,难以满足实际检测的要求。超声导波技术作为一种新型的无损检测技术可以提高厚壁管道的检测效率。为检测厚壁管道内外表面缺陷,本文基于超声导波技术,提出了一种基于PZT的新型柔性宽带梳状表面波传感器,实现厚壁管道内外壁不同缺陷的检测。主要研究内容包括:（1）在线加载仿真的基础上,采用有限元方法结合互导纳原理,在钢板和厚壁管道表面上基于PZT-5H材料对等间距梳状表面波传感器的阵元间距p?阵元宽度a?阵元个数n?阵元长度l以及n和l对传感器指向性的影响进行了研究。并通过优化选取背衬材料?背衬厚度,改善了传感器信号的拖尾现象?优化得到当p等于λR（λR为相应频率表面波波长）,a等于λR/2,n为5时,传感器信号拖尾较小,能量较为集中?根据仿真结果,制作等间距柔性梳状表面波传感器,并进行性能测试和厚板、厚壁管道缺陷检测实验。实验表明,根据仿真参数研制的梳状表面波传感器具有良好的指向性,并且能够实现厚壁管道内外壁缺陷检测。（2）根据等间距传感器优化结果,分别采用PZT-5H和压电复合材料设计非等间距传感器,并进行对比。对于压电PZT-5H,结合多谐振耦合理论,进行非等间距传感器设计。当传感器阵元长度等于30mm,厚度为1.2mm时,在500kHz–1MHz之间的设计频带内有连续不间断的谐振模态出现,并且其阻抗值最小,利于传感器激励。然后研究了30mm阵元长度非等间距传感器指向性和带宽特性。其Θ-3dB波束宽度为30°,具有良好的指向性。-3dB带宽为417kHz,满足设计要求。（3）采用有限元方研究了1-3型压电复合材料制作的非等间距传感器的基本性能。首先确定了最佳压电相宽高比和压电相体积百分数,然后研究采用此材料制作的非等间距表面波传感器各项参数。结果表明,采用压电复合材料制作的非等间距宽带传感器指向性良好,-3dB带宽约为420kHz。但与PZT-5H材料制作的传感器相比性能优势不明显,并且激励性能弱。（4）最后,根据仿真结果制作传感器并对厚钢板和厚壁管道内外壁缺陷进行检测。实验表明,研制的梳状宽带柔性表面波传感器能够实现管道内外壁和厚板上裂纹缺陷的检测,并且对腐蚀缺陷也有一定的识别能力。