飞机多层金属紧固结构作为飞机重要承力部件在连续受地-空-地循环载荷作用使铆钉、高锁螺栓等紧固件孔周产生应力集中从而萌生疲劳裂纹。传统无损检测方法难以在在役情况下进行检测,而远场涡流检测技术在原理上突破集肤效应限制,对深层隐藏缺陷检测具有优势。本文通过飞机多层金属隐藏缺陷检测仿真模型优化了探头结构参数,并开展试验优化平面远场涡流探头结构,建立了平面远场涡流硬件及软件系统,通过飞机多层金属螺接构件隐藏缺陷的试验优化检测参数。通过有限元仿真,建立了飞机多层金属螺接构件的平面远场涡流检测模型,研究了激励线圈尺寸对磁场在金属构件上分布的影响及归一化灵敏度与激励线圈内径之间的关系,激励线圈内径为12.4mm时,在板深4mm处具有最高的归一化灵敏度;当磁场屏蔽结构由取向硅钢+T2紫铜+取向硅钢组成时其磁场屏蔽效能达到21.96 dB,相比提高了191.24%;探头内部空气层的存在将使磁场屏蔽效能降低,不同的空气层位置分布情况最高可导致磁场屏蔽效能降低33.56%;当磁场增强结构为柱形时,检测信号的幅值中由缺陷所引起的扰动量达到最高值4.14×10-4V,从而提高了探头的检测灵敏度。结合有限元仿真结果,研制了适用于飞机多层金属螺接构件检测的平面远场涡流探头,激励线圈中心的磁感应强度与其直径成反比,其磁场渗透能力与激励线圈直径成正比;相比于单一屏蔽层,或双层屏蔽层,三层屏蔽结构可以更有效的阻碍一次磁场往探头中心传播,经过试验研究,采用柱形硅钢作为检测部分磁场增强模块时具有最好的检测效果;同时采用模块化组件和Labview图形化编程软件组建了涡流检测系统及编写上位机软件。设计并加工了带有人工缺陷的飞机多层金属螺接试块,并采用所研制的平面远场涡流探头对其进行检测试验。探头与高锁螺栓同轴放置时,缺陷引起的涡流场变化更显著。研究了激励频率、缺陷的埋深对远场涡流检测信号的影响,试验结果表明激励频率为0.3k Hz时,对隐藏裂纹缺陷检测效果最好,随着缺陷埋深的增加,信号幅值减小;同时研究了缺陷长度及探头提离高度对远场涡流检测信号的影响,随着缺陷长度的减小或油漆层厚度的增加,检测信号均表现为减小趋势,实现了飞机多层金属螺接构件隐藏缺陷的高精度表征。