铁磁性材料广泛应用于石油行业的各个领域,石油生产、运输过程中的管道、罐体等储油输油设备都是铁磁性材料构件且表面带有包覆层覆盖,设备处于比较恶劣的工作环境中运行,导致设备自身的外壁发生磨损和腐蚀,致使设备失效发生安全事故。为解决带包覆层输油管道等储油设备因腐蚀造成的缺陷检测位置、缺陷程度以及缺陷形状不易确定的问题,根据脉冲涡流无损检测具有频谱宽、信号穿透能力强的优点,开发设计一套基于脉冲涡流的铁磁性材料缺陷检测系统。在充分对比分析当前无损检测方法的基础上,详细阐述了脉冲涡流无损检测的检测理论,并对系统进行了需求分析,确定了系统的总体方案设计。利用有限元仿真软件COMSOL对脉冲涡流传感器进行优化仿真,设计了一套基于“磁聚焦”原理的涡流传感器,并与传统的单激励线圈传感器进行仿真比对,充分说明了新式传感器的检测优势,同时对传感器的尺寸参数进行了优化。系统硬件部分分别设计了H桥功放电路、信号调理电路、电源电路,并采用数据采集卡完成脉冲涡流信号的采集;软件部分采用和数据采集卡适配的Lab VIEW软件开发了综合处理软件,可实现输出脉冲信号、数据采集控制以及对采集的涡流信号曲线实时显示、数据存储以及缺陷预警等功能,可实时处理信号并对缺陷进行预警;针对涡流信号存在一定电磁噪声以及仪器噪声的问题采用卡尔曼滤波滤除高频噪声,并分别针对缺陷程度以及缺陷形状设计了相应的涡流信号特征值处理方式以及检测方法。最后,在实验室环境下对本文开发的基于脉冲涡流的缺陷检测系统进行测试,并以Q235钢为实验对象开展了试验研究,首先采用系数补偿法对提离效应进行抑制,然后对试件表面缺陷以及亚表面缺陷进行定量检测,最后采用十字扫描法对缺陷形状进行检测。实验结果表明该检测系统运行稳定,可通过涡流信号的峰值、奇次谐波幅值以及峰值时间对金属试件的表面缺陷与亚表面缺陷进行缺陷程度判定,还可以反演计算得到5-12mm之间钢板试件厚度,对带包覆层输油以及储油等设备的缺陷位置判定、程度判定以及形状判定具有一定意义。