管道运输在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。然而在管道长期服役的过程中,由于各种原因会发生不同程度的缺陷。较大的缺陷会使管道产生泄漏造成严重的后果。因此快速有效地检测出管道中的缺陷显得至关重要。超声导波检测技术跟传统的检测技术相比,单次检测距离远,检测时间短,检测效率高。采用超声导波检测技术具有较大的优势,越来越多的专家学者把超声导波检测技术用于进行管道检测的研究。超声导波检测管道系统中最重要的元件之一就是传感器,保证传感器性能优良是成功检测出管道缺陷的基础。因此对传感器的内部元件进行研究,提高传感器的性能对提高超声导波检测效率和检测精度有着重要意义。传感器的核心元件为超磁致伸缩材料或压电材料。由于磁致伸缩材料有更大的机电耦合系数及更高的能量转换效率,本文主要设计了一种新型结构的超磁致伸缩传感器,确定了新型结构超磁致伸缩传感器核心元件的尺寸,并分析了超磁致伸缩传感器的内部元件结构参数对传感器接收到的缺陷回波幅值产生的影响。经过对试验结果进行分析,并对其参数进行优化,最终确定出核心元件参数的最佳值。然后,试验验证结构设计及参数优化结果的正确性。对传感器进行封装,通过与传统的压电陶瓷传感器的性能进行对比,检验新结构传感器的激励与接收性能。本文的主要研究内容:建立了超声导波检测管道试验系统,根据超声导波检测基本理论制定了超磁致伸缩导波传感器的性能评定参数。通过ANSYS软件对新型超磁致伸缩传感器的振动元件的尺寸进行了数值模拟,并通过试验研究凹槽结构的大小对传感器激励与接受性能的影响。通过试验分别研究了驱动磁场和偏置磁场对传感器性能的影响。通过对试验结果进行分析,确定缺陷回波幅值作为响应,对传感器的设计参数进行优化。最终确定了交变线圈的匝数、线径、永磁体的布置方式及永磁体的数目。通过对管道上的人工模拟缺陷进行试验来验证超磁致伸缩传感器的性能,并与传统的压电陶瓷传感器进行对比。新型结构的超磁致伸缩传感器的性能优于传统压电陶瓷传感器。