针对管道内外壁裂纹缺陷的检测需求,本文基于脉冲交流电磁场检测技术,开展管道内外壁缺陷检测系统开发与分类量化算法研究。采用理论分析与有限元数值模拟方法探究脉冲激励作用下管道内外壁缺陷感应电磁场扰动机理,分析内外壁缺陷引起的时域响应信号变化规律,构建PACFM管道缺陷检测机理。分析内外壁缺陷特征信号变化规律,构建缺陷分类算法。优化设计探头结构以及配套硬件设备,基于人工神经网络构建内外壁缺陷尺寸量化算法。最终形成PACFM管道内外壁缺陷检测系统,所构建管道内外壁检测系统裂纹深度量化最大误差为0.45mm,为我国管道内外缺陷的高精度定量检测提供一项行之有效的方法。论文主要从以下三个方面展开研究:(1)脉冲交流电磁场管道检测数值分析及仿真模型建立基于ACFM技术原理,引入低频脉冲作为激励信号,根据电磁学经典理论构建脉冲交流电磁场管道检测理论模型,利用COMSOL有限元软件建立脉冲交流电磁场内穿式管道检测有限元模型,分析管道内外壁缺陷对感应电磁场分布规律的影响,研究缺陷与感应信号的关系曲线。(2)PACFM金属管道内外壁检测定量识别算法研究基于已建立的有限元仿真模型,对管道内外壁缺陷的瞬态信号进行时域分析,获得特征量,绘制特征曲线,根据特征曲线构建管道内外壁缺陷的定位、分类识别以及长度量化算法。基于BP神经网络算法,实现缺陷深度(埋藏深度)的量化。(3)PACFM金属管道内外壁检测软硬件开发,系统集成与测试利用二维有限元模型,优化探头结构设计,完成带有周向阵列传感器的探头装配,设计选型硬件系统,并对该硬件系统性能指标测试。编制定量检测识别软件,集成软硬件,形成脉冲交流电磁场管道内外壁缺陷检测系统,并基于带有人工裂纹的管道对系统实验测试。结果表明,该系统可以检测可检出管道内壁裂纹缺陷最小深度为2mm,最小长度为10mm,管道外壁裂纹缺陷最大深度为6mm,并能有效的实现管道内外壁缺陷的分类识别以及尺寸量化。