由于变厚度波导的边界条件使得导波传播非常复杂,因此常用于等厚度波导的非频散导波模态难以取得理想的检测效果。为此,本学位论文将数值法和解析法相结合,开展PPM EMATs换能器结构优化设计,并基于优化后的换能器激发高频散SH₁模态,实现对楔形板状结构缺陷的快速检测。首先,分析了板状结构EMATs导波收、发换能机理,推导了相应的多物理场耦合方程,探讨了选择SH₁模态作为变厚度板检测模态的理论依据,基于楔形板中SH波的频散方程,讨论了楔形板中存在的绝热模态现象。其次,针对常规PPM EMATs用于变厚度波导检测时信噪比较低的问题,研究一种可改变线源旋转角和线源指向的新型换能器结构,并从远场响应方程推导、线圈参数优化和本体结构设计等方面对新型换能器结构进行建模和分析。再次,针对常规PPM EMATs难以收、发纯净SH₁模态的问题,研究一种在板状结构件上下表面对称布置换能器,通过保证上下换能器的磁铁同向、电流反向来激励或接收纯净SH₁波的双探头对称布置法,并从换能机理推导、单双探头激励效果对比等方面对新型换能器进行建模和分析。最后,针对在楔形板中SH₁模态因群速度随板厚变化难以计算理论传播时间的问题,基于极限近似思想,推导了楔形板中SH₁模态的传播时间计算模型,并借助优化后的PPM EMATs研究缺陷位置、缺陷尺寸和楔形板倾斜角对SH₁模态传播时间延迟的影响。