传统的车轮超声波探伤采用液体耦合剂耦合，检测操作过程复杂，需要对火车解体才能比较完整的检测到车轮踏面各个方向的缺陷，电磁空气耦合超声波探伤的出现，可以大大改变这种局面，使火车车轮踏面不是只能在大修解体才能做检测。
随着无损检测技术的不断发展，近年来一些工业发达相继开始转向研究不需要耦合介质的非接触式车轮探伤技术——电磁超声表面波法[3]。这种方法不仅可以弥补传统方法存在检测盲区的不足，还可以将其装设在铁道线上，对行驶中的列车车轮实现动态在役探伤。由于将电磁超声波法用于车轮踏面探伤的一系列优点（诸如不用耦合剂、非接触、快速、灵敏等），将这一技术尽快地用于在役运行中的列车已成为共识。
1、电磁超声表面波的激发原理
在车轮中激发表面波是由电磁超声表面波换能器实现的。电磁超声表面波换能器的原理示意图如图2所示。电磁超声换能器由一个通以高频电流的线圈和磁铁组成。高频线圈为徊折形也称蛇形，置于磁铁的N极和S极之间。由于线圈相邻绕组的电流方向相反，所以它们在车轮中感应出反向流动的涡流。涡流在磁铁的磁场中受到洛仑兹力作用。根据右手定则我们可以判断出涡流受到的洛仑兹力的方向垂直于车轮踏面。在洛仑兹力的作用下，车轮表面趋肤层内的磁畴产生切向壁移，沿车轮表面传播而形成表面波。
电磁超声换能器在车轮中产生表面波的原理主要是磁致伸缩作用。我们知道，构成车轮的铁磁性钢材是由许多自发磁化的磁畴组成。在无外磁场作用时，这些磁畴的自发磁化方向杂乱无章地分布着，各磁畴磁性相互抵消，因而宏观上表现为磁中性。但当外磁场作用后，磁畴产生壁移和旋转，后顺外磁场方向排列起来。在这些磁畴运动中，会伴随着宏观形变，这就是所谓的磁致伸缩效应。磁致伸缩力与外加磁场大小有关，这可由图3看出。磁致伸缩超声振幅与外磁场不呈单调函数关系，它有两个峰值出现。当外磁场强度达到某一特定数值时，磁致伸缩超声振幅出现大值。在这一点处对应着表面波的大值，即高检测灵敏度。
在上面分析电磁超声表面波激发原理中我们看到，从本质上讲，车轮本身也属于换能器的一个不可缺少的组成部分，超声波直接在车轮中产生。正因为这样，电磁超声不需要耦合介质。
2、在役车轮踏面的电磁超声探伤技术
在役火车车轮踏面的探伤包括两种方式。一种是在车辆非解体或解体状态下的手工探伤。它可以在车辆进行例检、段检、小修或大修时，由检测人员手持便携式电磁超声波仪器和探头，对车轮踏面进行探伤。这种探伤只在车轮踏面上的两个点上进行点接触式探测，简单快速，没有检测盲区。
车辆非解体或解体状态下车轮手工探伤可以作为例检和维修时的检测手段。它技术难度小，所用装置简单，人员易于掌握和操作，很容易大面积推广，可在较短时间内改变目前例检中用榔头听声音的车轮原始检测的局面。
在役火车车轮踏面探伤的另一种方式是，在火车运行的状态下自动完成对整个车轮踏面的检测。它是在钢轨中埋设电磁超声换能器（简称探头），当列车行进和车轮滚动通过探头时，依靠表面波的自行传播能力，在车轮接触探头的瞬间完成对车轮踏面的检测（参见图4所示）。 在这种车轮检测方式中，探头的安装方法是在钢轨的外侧挖一个缺口，将探头固定于缺口内。由于所需缺口很小，所以不会影响钢轨的承载能力。
将电磁超声表面波用于火车轮踏面检查时，存在着声波“入射点”和“透过波对应点”的检测盲区。要实现车轮踏面的无盲区检查，需要克服这个检查盲区的不足。在每侧铁轨上相隔四分轮长处分别埋设2个电磁超声探头，实现互补检查，即可消除检测盲区。
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