随着高铁和地铁的高速发展,国内轨道交通的里程和运营规模逐年增加。钢轨的安全对于保证轨道交通的安全具有重要意义。由于轮对的反复挤压、摩擦和冲击等因素,钢轨会产生伤损,其初期集中于钢轨顶面,以细小裂纹的形式存在。本文聚焦于钢轨顶面裂纹的无损检测技术,研发了一套非接触的漏磁检测系统,设计了系统软硬件,通过实验验证了系统的有效性,为钢轨顶面裂纹的检测提供了一套有效的技术手段。本文研究了漏磁场的形成机理、磁路和磁场分布,根据z方向漏磁场分布的差模特性,设计了差分式的传感器探头结构,在此基础上根据缺陷的尺寸、巡检速度等因素确定了合适的采样速度,并据此推导了差分传感器的合理间距。分析了漏磁场强度与磁路磁阻的关系,在此基础上提出了基于聚磁体的漏磁场增强方法,通过仿真研究了聚磁体形状对漏磁场的影响,确定横截面为正方形的聚磁体具有较强的聚磁效果,能较好的增强信号。进一步研究了正方形边长对聚磁效果的影响,通过仿真发现边长越大的聚磁体聚磁效果越好,但巡检时振动等因素的干扰也会变大,在兼顾增强信号和抑制干扰这两方面的基础上确定了合适的边长。在理论研究与仿真的基础上,设计了一套非接触的漏磁检测系统,系统使用聚磁体来增强信号并使用差分探头来抑制干扰。通过对人工缺陷和自然缺陷样件检测实验,表明所设计的系统能增大缺陷信号幅值并有效地抑制振动干扰。