高效可靠的检测、监测设备中重要零部件的质量及结构的完整性,是预防安全事故的发生、减少经济损失并确保人员安全的有效途径。本文针对传统涡流传感器对金属构件表面、亚表面特殊方向短裂纹检测的漏检率高的问题,提出一种双通道输出的十字结构激励平面旋转场涡流传感器,通过基于信息熵的时空域涡流场的定量评价,有限元分析和试验等方法,研究新型传感器的裂纹检测性能。主要研究内容如下:（1）从涡流检测的原理出发,首先对涡流传感器对被检对象的检测过程进行理论分析,阐明旋转涡流场与裂纹的相互作用关系,然后根据差动原理提出传感器线圈结构,初步探讨该传感器的工作原理。（2）针对时空域涡流场定量评价方法的缺失,提出两种基于信息熵的时空域涡流场定量评价指标:0维空间1维时间域（0D1T）分布的2维涡流矢量的角度谱的信息熵(H0D1T),2维空间1维时间域（2D1T）分布的2维涡流场的角度谱的信息熵(H2D1T)。前者对试件中激励线圈十字交叉点正下方一点处分布的涡流矢量随时间在各方向上是否匀速旋转定量评价;后者对试件中激励线圈十字交叉点正下方对应点周围空间邻域内的涡流在各方向上分布是否均匀定量评价。采用两种指标对提出的旋转场涡流传感器在试件中分布的涡流场定量评价可得:试件中激励线圈十字交叉点正下方一点处的H0D1T中,除了100 k Hz的激励频率,其他激励频率下H0D 1T的变化可分为3段,水平段、下降段以及波动段;H0D1T的水平段接近于4.91 bit,分布的2维涡流矢量趋近于匀速旋转;H0D1T拐点深度与趋肤深度之间的相关系数为0.99;当邻域半径为0.5 mm时,H2D1T在所有频率下均接近于4.91 bit,邻域内的涡流场趋近于均匀分布。（3）基于时域中的麦克斯韦方程建立了传感器的有限元分析模型。探索了不同长度、宽度、深度和方向裂纹的响应信号与激励频率对传感器的影响,对比分析两通道输出信号的差异。经分析,通道1和通道2均能有效拾取不同尺寸和方向裂纹的响应信号,但通道2对裂纹宽度和深度变化信息的拾取比通道1更灵敏,可对通道1拾取的响应信号进行补充。（4）对双通道输出的十字结构激励平面旋转场涡流传感器的性能进行裂纹扫描试验验证。通过实验结果可知:通道1能够有效拾取不同规格和分布裂纹的响应信号,但对于裂纹的具体信息所表述不多,如裂纹的长度信息,通道2所拾取的裂纹响应信号可对通道1所拾取的裂纹响应信号所含信息进行补充。通过有限元分析与试验结果对比,结果均表明双通道输出的十字结构激励平面旋转场涡流传感器的两通道所拾取响应信号为互补关系。