为满足当今社会日益增长的物质需求,智能化生产技术已经被广泛应用。在生产线上,如果原材料中混入了金属杂质,不仅会对生产机器造成损坏,降低生产效率,甚至会导致人身安全发生意外,从而给企业带来不必要的麻烦。在生产线上引入一台高效率高灵敏度的金属探测仪即可有效解决这一问题。电涡流式传感器是工业生产和科研中广泛使用的一种无损、非接触式检测仪器。针对目前金属探测仪设计时缺乏详细的理论支持,利用电磁场的基本理论和平衡线圈的差动接收理论等,对闭合式矩形平衡线圈系统传感器进行了系统的分析和优化,该传感器能更有效检测金属杂质。本文的主要工作和研究内容如下:1、线圈间互感计算研究。详细推导两非共轴矩形线圈以及矩形线圈和圆环线圈间互感公式,并通过编程计算和软件仿真结果对比,证明了互感公式的正确性。同时对影响互感的参数进行了研究,从而为金属探测仪的设计奠定了理论基础。2、闭合式矩形平衡线圈系统输出信号研究及系统结构优化。建立该系统的数学模型,分析了驱动线圈在空间中的磁场分布,进而研究了平衡状态下影响差分感应电动势的关键参数,从而确定了平衡线圈及传送带的最佳位置。3、通过闭合式矩形线圈系统与闭合式圆形线圈系统以及闭合式矩形线圈系统同开放式矩形系统间的对比,得出了闭合式矩形系统在灵敏度和体积上更具优势。