高速列车的空心车轴中存在的缺陷不可忽视,在外部冲击扭曲下,这些缺陷会导致车轴发生疲劳断裂。提前发现车轴中的缺陷可以有效降低事故发生可能性。因此,通过无损检测技术,对空心车轴进行缺陷检测具有十分重要的意义。目前,国内外对空心车轴内孔壁近表面缺陷检测技术的研究都存在不足之处,本文在分析国内外车轴缺陷检测技术、平面阵列式电磁传感器的研究现状的基础上,对高速列车空心车轴内孔壁缺陷电磁检测技术进行了探索研究,本文的主要研究内容如下:对阵列式电磁检测技术的检测机理进行了分析。阐述了电磁涡流检测的原理以及平面阵列电磁传感器的工作机理,并对平面阵列式电磁检测进行了理论分析,从麦克斯韦方程组的微分形式出发通过推导获得平面阵列式传感器涡流渗透深度计算公式,并分析渗透深度与激励信号频率,传感器波长以及材料属性的关系。设计了一种用于空心车轴内孔壁缺陷检测的新型平面阵列式电磁传感器。通过分析平面阵列式电磁传感器的渗透深度公式,在较低激励频率情况下确定了传感器的波长,设计并通过构建仿真模型分析了传感器的激励线圈和检测线圈的结构,然后通过传感器单元检测缺陷的仿真模型分析确定传感器激励线圈线宽以及线圈纵向长度。基于传感器设计了缺陷检测系统。系统的硬件部分用于产生激励电流信号,并对传感器输出信号进行采集。使用Lab VIEW设计软件部分,对信号进一步处理,使用正交矢量锁定放大方法对阵列式传感器多个通道优提取有效信号,基于最小二乘法提出了传感器校准算法并完成传感器校准,基于格拉布斯准则提出隐藏缺陷判别算法完成缺陷判断。搭建空心车轴内孔壁缺陷检测系统实验平台,并对试件上不同隐藏深度、不同长度缺陷进行实验检测,验证了本研究中所设计的平面阵列式电磁传感器及空心车轴缺陷检测系统的检测能力。