随着我国经济的快速发展，金属板材广泛的应用于航空航天、国防工业、船舶行业、高速铁路等项目中，国内对金属板的需求日益增加。然而在金属板加工和生产过程中，由于环境的影响，不可避免地会出现各种不同类型的缺陷，所以当务之急是选择可靠的方法对金属板进行大面积检测。电磁超声导波换能器由于其具备了电磁超声换能器（EMAT）和超声导波的各自优点，即非接触式、检测面积大、灵敏度高、衰减小、可长距离传播，非常适合大面积金属板材的无损检测。本文以电磁超声导波理论为基础，研究了电磁超声导波在金属板材中的应用。本文理论研究了金属板中兰姆波模态的产生及激励频率的选择。采用瑞利-兰姆波方程表征频率与模态的关系，求解瑞利-兰姆波方程，绘制频散曲线。对兰姆波回波信号中模态个数的影响参数进行分析，研究兰姆波换能器激励频率、线圈间距、板材厚度对模态的产生个数的影响，从而确定兰姆波换能器结构参数。为了提高电磁超声兰姆波换能器的换能效率，研究了金属板检测中兰姆波换能器的优化方法。对优化后的兰姆波换能器进行仿真计算，换能器的磁铁部分优化后，线圈所受到磁感应强度和洛伦兹力大小明显增大，并将优化后的兰姆波换能器应用于金属板材缺陷检测中。仿真和实验结果表明，在不同激励频率下，兰姆波回波信号的模态个数发生变化，随着激励频率的增加模态个数逐之增加。当激励频率为427KHz时，产生S0、A0模态兰姆波；当激励频率为521KHz时，产生S0、A0、A1模态兰姆波；当频率为400KHz时，可以有效抑制S0模态兰姆波，使A0模态兰姆波幅值达到最大，产生单一A0模态的兰姆波，且实验结果与数值计算结果相吻合。优化后的兰姆波换能器可以在距离探头18m位置可检测到A0模态兰姆波。优化后兰姆波换能器的有效检测距离是原始模型有效检测距离的1.8倍。兰姆波在遇到缺陷时模态转换，随着缺陷深度增加，接收到的回波信号幅值增大，缺陷回波信号的幅值表征了缺陷的大小。