随着我国动车的推广和高铁的全面建设,钢轨缺陷检测越来越受到重视。现有的钢轨缺陷检测主要以压电超声检测为主,需要耦合剂,检测效率低。本文将电磁超声斜入射SV波应用于钢轨缺陷检测中,能够全面快速地检测钢轨内部缺陷。首先根据线圈的特性建立了电磁超声换能器(EMAT)的等效电路,利用Ansoft Q3D Extractor软件建立了电磁超声换能器的模型,提取了电磁超声换能器的电路参数,分析了导线参数和提离距离对线圈电感的影响;然后设计了Γ形匹配和变压器匹配电路,提高了电磁超声换能器的发射效率。根据电磁超声斜入射SV波的产生机理,仿真了37°和70°的斜入射SV波的声场分布;设计了线聚焦SV波线圈,仿真分析了其声场特性,解决了斜入射SV波双向发射问题;选择37°双探头模式对钢轨缺陷进行检测。通过对比不同匝数的发射线圈和接收线圈的缺陷信号幅值,确定了钢轨缺陷检测的探头线圈形式;GTS-60标准钢轨缺陷检测结果表明,电磁超声斜入射SV波能够有效检测钢轨的轨腰和轨底缺陷。设计并实现了电磁超声斜入射SV波钢轨缺陷检测装置,为全面快速地检测钢轨内部缺陷提供了实验平台。利用QDMA快速启动方法,有效地提高了DSP的启动速度。针对检测装置的重复频率低的问题,论文提出了3种DSP数字信号处理优化算法,将其重复频率提高至40Hz。