相比于其他无损检测技术,电涡流无损检测时线圈无需接触工件,也无需耦合介质,检测速度快,操作简便,工艺简单成本低,易于实现工业自动化测量,在金属材料的无损检测领域有着广阔的前景。金属材料在生产和使用中会萌发裂纹等缺陷,裂纹扩展到一定程度即造成材料的断裂,实现对裂纹的萌发和扩展过程的监测,对于保障设备可靠运行及人身安全有重要意义。针对裂纹检测的电涡流检测技术目前已经获得了初步应用,但由于裂纹属于渐变型缺陷,尺寸小、扩展方向复杂,电涡流检测中缺陷信号干扰大,检测信号分析过程复杂,目前检测效果并不理想。由于电涡流缺陷检测多采用单方向激励方式,而实际检测中缺陷的方向是未知的,从而造成检测灵敏度不确定。本文通过仿真定性和定量对比了在同一激励方向下,不同方向缺陷引起的磁感应强度变化,在此基础上设计了基于巨磁电阻(Giant Magneto Resistance,GMR)的电涡流检测探头,根据实验数据确定GMR与线圈的相对位置,并对比分析了不同方向缺陷的实验扫描曲线在体现缺陷能力上的区别。为利用竖直方向磁感应强度zB的特点更好的实现缺陷检测,本文仿真分析了zB幅值分布特点、zB曲线在体现缺陷尺寸方面的能力以及受提离距离影响的程度。并通过缺陷扫描实验验证了在实际情况下zB曲线的特性与优势。实际检测情况下激励方向与缺陷之间夹角未知,最优的检测方向也不能预先配置,检测灵敏度不确定,单一方向激励不一定能达到最高的检测灵敏度,为了克服这一问题,本文采用垂直交替的激励方式,仿真分析了垂直交替激励方式下不同方向缺陷的剩余磁量和zB融合分布图,验证了垂直交替激励方式在检测不同方向缺陷上的优势。在此基础上设计了垂直交替激励方式GMR阵列监测探头,优化检测电路,通过垂直交替激励的裂纹监测实验验证了垂直交替激励方式和GMR检测阵列应用到裂纹监测中具有较好的检测效果。