电磁超声(EMAT)因其无需耦合剂,耐高温,易操作等诸多优势,而被广泛研究。目前电磁超声波可以在火车车轮、钢板、铝板、钢管等缺陷检测中应用。在国内外已经成为主流的无损检测方法之一。基于电磁超声原理,进行了电磁表面波的研究。由于表面波具有单模式,能量集中,在试样的表层传播,因此其适合用于金属板材表面的大范围健康状况检测。课题研究了电磁超声表面波的产生原理以及传播特性,并以此为基础,采用ANSYS软件进行有限元仿真。利用折线形线圈和单磁铁的组合建立电磁超声换能器的3-D有限元模型。为简化有限元求解,将EMAT产生的电磁超声表面波分为电磁场、涡流、洛伦兹力、波动四个部分进行分析,之后对铝板进行了表面波的产生与传播的仿真。以有限元仿真为基础,搭建了由激励、接收和换能器组成的电磁超声表面波金属板探伤检测装置。该检测装置利用FPGA产生正负两路以及频率和周波数可调的脉冲串,并采用多级放大解决电磁超声回波的接收信号比较微弱的问题。利用产生的表面波对金属板中的缺陷进行检测,并进行了声场指向性试验。ANSYS仿真中,电磁超声换能器的3-D的有限元模型在厚度30mm的铝板中,产生的洛伦兹力使铝板发生质点位移变化,形成表面波。在实际试验中,在长600mm,宽300mm,厚30mm的铝板和钢板上进行试验,经试验验证,电磁超声表面波探伤检测装置可在铝板与钢板中产生表面波,产生的表面波能够对板中的缺陷进行检测。声场指向性试验证明表面波传播具有指向性。回波信号经小波降噪处理后,达到了预期效果,信号得以清晰展示。