钢轨表面裂纹损伤是轨道交通事故中常见的缺陷损伤，容易造成重大安全事故。快速、安全、精确地实现钢轨裂纹在线检测是铁路部门急需攻克的技术瓶颈。漏磁无损检测技术是一种适用于钢轨表面裂纹损伤的非接触式巡检技术。然而，在高速漏磁巡检过程中确保钢轨被磁化的强度最优有待研究，直流漏磁检测在手推式巡检时的信号易被干扰问题也有待解决。本文首先研究了钢轨高速漏磁巡检过程中钢轨磁化强度的影响因数，采用等效磁导率模型解释了检测到的漏磁场将随巡检速度增加而增强的机理。实验发现励磁激励的增加和提离的减小将使钢轨磁化强度增强。然后设计了交流漏磁检测模型，包括硬件设计、信号处理方法的选择，分析了激励电流频率、巡检速度对交流漏磁检测的影响。通过实验证明交流漏磁巡检时采用手推式巡检速度、激励电流频率100Hz、数字信号处理为正交解调后再低通滤波的检测效果最佳。这有可能互补直流漏磁检测中手推式巡检时信号的不理想。最后进行了基于传感器阵列的直流漏磁巡检系统的设计，包括硬件设计、软件设计及实验验证，提出了钢轨裂纹缺陷判断的算法。