社会的发展与进步总是伴随着对资源的需求,油、气资源的需求与日俱增,迫使我国增大了输送管道及储存容器的建设和使用,而这些特殊设备往往都工作在高温高压环境中,如若发生泄漏和爆炸则会对国家和社会造成巨大的危害。油气管道和压力容器的破环往往是由于早期损伤未被发现而随时间积累而造成的,对其进行定时定点的检测检验变得尤其重要,特别是在高温下对其进行无损检测是对其进行无损评估的重要环节。超声检测是无损检测的方法之一,而近年兴起的电磁超声(EMAT,Electromagnetic Acoustic Transducer)检测技术由于其非接触、无需耦合剂及对待检材料表面精度不高等特点,特别适合在高温下进行检测。但由于高温状态下被检材料电、磁、声特性变化使得超声信号强度及传播声速变化多样,使得超声探伤中回波当量评估缺陷的技术难以使用,从而直接影响测厚、探伤的准确性及高温相控阵超声检测中聚焦法则的有效性。为此本文基于电磁超声理论对EMAT的基本特性进行了实验研究,包括对EMAT结构设计的实验研究,提出了高温EMAT部件的基本选择,并采用断层扫描的方法对EMAT声场进行测定,基于所研制的EMAT搭建试验系统,研究了700℃范围内铁磁性材料及非铁磁性材料的检测关键参数,如声速、幅值等,并在现场进行了应用,为高温下无损检测提供了参考。主要内容如下:(1)首先分析了电磁超声的基本原理,研究了其激励和接收机制,分析了不同永磁铁和线圈组合所能激发产生的超声波,并基于电磁超声的三种激励机理详述了铁磁性材料和非铁磁性材料的理论公式。(2)对EMAT进行了特性研究,包括对高温下EMAT的设计进行了介绍,研究了EMAT内部结构的布置,包括EMAT线圈与永磁体的最佳间距和线圈与检测试块的最佳提离。之后对EMAT进行了阻抗匹配实验,解决了EMAT换能效率低的问题。(3)提出断层扫描的声场测试方法,通过在铁磁性材料20#钢和非铁磁性材料Al块上进行测试,重构了高温EMAT在固体材料内部的三维辐射声场,所测高温EMAT在3.5MHz激励频率下的辐射声场近场长度大约在8mm左右,为之后选择高温检测时试块的厚度提供参考。(4)利用高温EMAT在700℃范围内对铁磁性材料15CrMo、Q235、20#钢及非铁磁性材料Al进行实验,发现不同材料的幅值及声速随温度变化呈现非线性的变化规律,且铁磁性材料呈现出“阶梯状”的衰减规律,并且通过实验研究发现材料的热膨胀对声速测量影响较小,可以忽略不计。