相控阵超声检测技术因其适用范围广、缺陷检测分辨率高、无需机械扫描等优点,在现代工业中得到了广泛应用。然而,相应的超声导波相控阵技术还一直处于实验室研究阶段。当前研究的导波相控阵系统全是基于Lamb波,其固有的频散和多模态使得该技术在实际使用中存在波包畸变叠加、信号辨识困难等问题。相比之下,零阶水平剪切导波SH0具有非频散、模态转换少等优点,但目前发展的全向型SH导波压电换能器结构复杂,难以直接用于超声导波相控阵系统。本文提出了一种基于厚度极化压电半圆环、结构简单的全向型SH导波压电换能器。理论与实验结果均表明:该换能器能够全向激励与接收SH导波,其性能可通过尺寸优化进一步提升。在此基础上,本文发展了一种基于SH导波相控阵的结构健康监测系统。实验结果表明,该系统无需参考信号即可实现对平板结构中穿透和非穿透两类缺陷的准确定位,最小可探测直径为2mm的缺陷,定位误差不超过2%。其亦可实现对监测区域内多缺陷的定位。这种基于SH导波的超声相控阵系统,换能器制备简单,信号处理方便,对缺陷分辨率高,定位准确,有望极大地推动超声导波相控阵结构健康监测技术的发展。