机械领域之中,大型结构诸如压力容器、球罐、管道等,焊后会产生较大的残余应力。残余应力对于结构的疲劳强度、应力腐蚀强度,特别是对低温状况下的强度有很大的影响。国内外对此问题高度关注,多年来采取各种手段对焊接构件进行消应力处理,如热处理方法、振动失效方法、爆炸方法等。所以对焊接残余应力的准确、快速、方便的检测和稳定的在线监测就显得尤为重要。随着时代的进步与科技的发展,因为磁各向异性检测手段对于检测构件造成的破坏较小或者基本不造成破坏,逐渐被业内学者所认可和关注。但时至今日,该检测方法的检测原理和手段仍有待进步研究探明,因此,并未有大量基于该种方法的检测仪器应用于实际工程案例。本文通过探究在借鉴前人研究成果,进一步深入学习和推进了基于磁应变效应的微观机理,并尝试将微观层面理论与宏观表现有机结合起来。通过软件模拟及实验室试验研发过程,自主研发了TMT-150型焊接残余应力检测仪,并借助该仪器对传感器模型的实际效果进行了试验。本文的主要研究内容如下：1、通过研究铁磁材料构件的力磁关系,探求构件所受的应力与输出电信号之间的数学关系模型,并并搭建相关电路将磁导率转换为可直接读取的电压电流或电压信号。2、提出了新的焊接残余应力及其消应力效果的评价标准,并利用对锅炉汽包的实测数据分析,来对该种评价方式的科学性进行验证。3、利用Ansoft Maxwell软件对传感器进行建模和分析处理,针对传感器的尺寸、励磁信号等方面进行了模拟分析,为传感器及仪器的实际研发工作提供相应的技术支持。4、在模拟分析的基础上自主研发了适用于测量管道曲面应力状态的三极传感器及其配套使用的磁测设备。5、对常用铁磁性材料进行灵敏度标定试验,并针对相应管道的曲率进行VC(R)-R曲线的标定。6、借助切应力差法及已知的边界条件,对平面对接焊缝试块、不同管径的管道以及某电厂锅炉汽包进行应力试验测定,并把三极传感器、九极传感器以及X射线衍射仪所测得的结果进行对比分析。