磁致伸缩导波检测技术具有单点激励即可实现长距离检测和不可达区域检测等优点,近年来被广泛应用于不锈钢管道检测。目前用于不锈钢管道检测的扭转导波传感器主要是利用预磁化的磁致伸缩带提供偏置磁场,这种形式的磁场不稳定,检测时很难保证激励信号的一致性。本论文在分析了带状磁致伸缩扭转导波传感方法的基础上,研究了偏置磁场对交叉线圈式传感器换能效率的影响,并对传感器进行了设计与制作。该传感器实现了对偏置磁场的调控,使激励信号具有较好的一致性,同时可以提供最佳的磁场使传感器获得较大的换能效率。该传感器为不锈钢管道检测提供了支持。首先在分析了磁致伸缩扭转导波传感原理的基础上,提出了交叉线圈式和斜向缠绕式两种带状磁致伸缩扭转导波传感器实现方式,并通过实验验证了传感器在不锈钢管中激励和接收扭转模态导波的可行性。交叉线圈式传感器由环形线圈提供静态偏置磁场,可以通过调节环形线圈中电流的大小改变偏置磁场的强度。斜向缠绕式传感器只需要一个交流输入,但由于倍频效应的存在,传感器换能效率较低,缺陷检测能力差。其次,研究了偏置磁场对交叉线圈式传感器换能效率的影响。基于扭转磁致伸缩效应,分析了偏置磁场强度对换能效率的影响趋势,并进行了实验验证,结果表明激励过程和接收过程均存在各自的最佳偏置磁场区域使换能效率达到最大。进一步研究表明,传感器在最佳偏置磁场区域工作时,磁致伸缩带中初始剩磁场对换能效率的影响可以忽略不计。最后,结合上述对偏置磁场的研究,在考虑线圈线径与额定电流关系的前提下,分析了环形线圈结构参数对传感器换能效率的影响。基于此,对交叉线圈式传感器进行了设计和制作。参数分析的实验结果表明在偏置磁场固定和偏置电流满足线圈额定电流的情况下,环形线圈线径越小、覆盖率越低,传感器耦合效率越高。制作的传感器在不锈钢管中可以检测出刻槽缺陷。