远场涡流(RFEC)技术作为电力和化工部门管道日常检测和维护手段,将发挥越来越重要的作用。本文在详细阐述远场涡流基本原理的基础上,利用有限元方法对二维轴对称与三维缺陷尤其是细微缺陷进行了仿真和特征分析,系统地研究了传感器性能改进方法。首先,在二维轴对称情况下仿真与分析了远场涡流的基本特性,证实了远场涡流现象的存在;对全周向缺陷的远场涡流检测进行了详细研究,证实了远场涡流检测缺陷位置和深度的可行性;对点状腐蚀、轴向与周向裂纹三种非轴对称缺陷进行三维有限元仿真,利用相位差和幅值变化曲线与电压平面极坐标图对缺陷特征进行分析,为缺陷形状重构提供了依据。其次,对改进传感器性能的几种方法进行了详细研究:利用电磁屏蔽效应以衰减在直接路径上的磁场传播、采用复式探头激励方式以实现能流控制,从而减小传感器体积,仿真证实这两种改进方案有效;设计三维周向检测线圈阵列以提高缺陷检测灵敏度,仿真结果证实三维探头的周向灵敏性。最后,搭建实验平台,对仿真结果进行验证和偏差分析。总之,仿真结果对实验研究具有指导性意义。