金属材料的承压容器被广泛地应用于石油天然气运输、化工、核电等领域,检测与保证金属材料结构的安全与健康状态对生产质量具有重大意义。然而金属材料在长期使用过程中易产生疲劳裂纹或缺陷,比如油气井的双层管道常年埋在环境潮湿复杂的地下伴随着高压工作条件和严酷的电化学腐蚀,在使用过程中因内部或者外部的腐蚀、磨损逐渐变薄,这些缺陷表现形态多为亚表面缺陷,而缺陷的长期存在导致金属材料失效,容易引发安全事故,对生命财产和生存环境造成严重影响。无损检测对结构材料不造成宏观损伤,也不因检测本身对响应结构的完整性带来影响。在保持构件完备的条件下,利用声、光、电、磁等物理方法,对结构的关键部位进行定点反复的在线监测,也可以通过定期检测对服役结构的安全性进行有效确认。脉冲涡流检测是电磁无损检测技术中的一个重要方法,具有检测深度深,检测速度快等特点。本文基于铁磁材料中深层的亚表面缺陷检测问题对脉冲涡流检测技术进行研究,主要研究内容分为以下几个部分:(1)基于脉冲涡流检测技术原理和理论,提出了弱耦合传输原理的脉冲涡流传感结构,解决铁磁性材料深层缺陷检测挑战难题,并利用有限元计算分析软件COMSOL建立参数优化模型。研究了脉冲涡流传感结构几何参数对检测灵敏度的影响,获得一组最佳脉冲涡流传感结构几何参数。(2)搭建脉冲涡流检测系统验证平台。包括激励信号的产生、线圈的驱动功率放大电路设计、脉冲涡流检测探头的制作、信号调理电路的设计、检测信号的获取。(3)在COMSOL建立金属材料中深层亚表面缺陷检测模型,获得仿真结果。并且,在搭建的脉冲涡流检测系统验证平台上,对铁磁性材料与非铁磁性材料中的深层亚表面缺陷检测进行实验验证,获得实验验证结果。将两者结果进行对比,分析并建立了不同深度亚表面缺陷与响应信号特征量的映射关系。对于深层亚表面缺陷的检测,本文所设计的脉冲涡流传感结构及验证实验平台能够正确检测铁磁性和非铁磁材料中的所有深层亚表面缺陷。