磁致伸缩超声导波检测技术可实现对管状、杆类等结构的长距离缺陷检测，并已逐步应用于工程实际。但目前该技术主要用于缺陷的快速扫查和定位而难以对损伤程度进行定征，在复杂结构如带混凝土包覆层的管道缺陷检测中的应用也报道较少。这主要受限于以下两方面：(1)超声导波与环境介质（混凝土包覆层、水分、粘滞性液体等）、缺陷等的交互作用机理还不够明晰；(2)新型、高性能磁致伸缩传感器的研制。相比纵向模态，扭转模态超声导波具有非频散等特性，在较低频率范围内传播速度更慢，特别适合用于较短管道的缺陷检测；同时扭转模态超声导波对外界液体粘滞系数的变化更为敏感。本文即针对带混凝土包覆层的穿墙短管缺陷检测以及牛顿液体粘滞系数测量这两个典型应用，重点研制两类新型扭转模态磁致伸缩传感器，分别解决穿墙管道缺陷定量检测与周向定位，以及在小直径（直径小至2mm）金属探杆中激励/接收T(0,1)模态导波的问题。在此基础上，利用研制出的新型传感器，对T(0,1)模态在外界介质（混凝土包覆层、粘滞性液体）影响下的传播特性、对腐蚀缺陷与液体粘滞系数的检测性能进行实验研究，主要研究内容包括：(1)适用于小直径金属探杆的扭转模态磁致伸缩传感器研制。结合磁场有限元仿真与实验测试方法，研究铁钴合金条带形状与粘贴方式对磁致伸缩传感器激励性能的影响，将磁致伸缩传感器预制于直径3.5mm金属杆上，可激励产生T(0,1)模态导波，以形成液体粘滞系数测量用传感器。(2)基于探测金属杆的牛顿液体粘滞系数测量实验研究。在分析不同频率T(0,1)模态能量衰减系数与金属杆材质、液体粘滞系数等参数关系的前提下，结合实验测试误差来源分析，对探测金属杆及其测试参数进行优化。将传感器用于丙三醇溶液的粘滞系数测量，以验证测量方法的准确性以及测试新型传感器对粘滞系数的测量性能。(3)宽频带、圆周阵列式扭转模态磁致伸缩传感器的研制。基于Wiedeman(魏德曼)效应的基本理论，提出新型静、动磁场激励与耦合方式，并设计出新型圆周阵列式传感器结构。对新型圆周阵列式传感器的导波激发效率、频带特性和阵元一致性等性能进行了实验测试，测试结果表明新型传感器具有传统磁致伸缩传感器所不具备的宽频带特性。(4)穿墙短管缺陷的多频导波检测实验研究。采用研制的宽频带、圆周阵列式磁致伸缩传感器在穿墙短管中激励产生T(0,1)模态超声导波，实验研究混凝土包覆层长度对T(0,1)模态传播特性的影响，以及T(0,1)模态对混凝土包覆层内管道腐蚀缺陷的检测能力；利用传感器的宽频带特性，探索将多频导波技术用于槽型缺陷的尺寸定征。