金属材料广泛应用于国防安全及国民生产等各个领域,其性能及状态直接关系到设备安全及可靠性。电涡流无损检测是一种通过判断工件表面感应涡流分布情况从而对工件安全系数进行评估的无损检测方法,与其他无损检测方法相比,具有检测速度快、非接触、易于实现自动化等优点,在无损检测领域有着广泛的应用前景。涡流检测技术中,激励线圈的结构参数与线圈的检测性能密切相关。竖直矩形探测线圈在工件中产生的涡流与线圈绕组方向平行,涡流密度随深度衰减较小,具有较强的可控性。但该类线圈与工件耦合程度低,受干扰信号影响大,在一定程度上影响其检测效果。因此如何设计线圈参数,如何合理地进行信号调理对竖直矩形线圈的实际应用具有重大意义。针对竖直矩形线圈,本文拟就结构设计、工件表面磁场分布、检测调理电路设计、缺陷定量定性分析等问题开展研究。首先,使用有限元仿真软件COMSOL对竖直矩形线圈进行了结构参数优化,提高了它对缺陷检测的灵敏度,阐明了单竖直线圈检测场合中线圈应满足的设计准则。其次以增大线圈与工件耦合程度为目的对线圈的结构进行了改进,使用COMSOL探究并对比了改进前后的线圈在工件表面与缺陷周围感应涡流、磁场的分布与线圈阻抗变化的情况,最后通过测量线圈的阻抗验证了方案的可行性。其次,基于GMR（Giant Magneto Resistance）传感器改进竖直矩形线圈,对探测磁场的均匀度进行了优化,应用仿真软件模拟分析了不同缺陷作用下线圈的扰动磁场变化规律,探索了缺陷定量分析的可行性。根据仿真结果,对GMR探头进行选型,并根据GMR探头输出信号的特点搭建了对应的信号调理电路,完成了竖直矩形线圈检测系统的搭建。最后,通过实验平台,针对具有不同缺陷的铝合金工件开展实验研究,实验结果与仿真分析结果基本一致,验证了所研发的基于GMR探头的竖直矩形线圈在缺陷定量检测中的检测性能与效果。