超导量子干涉器(Superconducting Quantum Interference Devices),简称SQUID,是具有极高灵敏度的,用于探测微弱磁场的器件。近年来,SQUID无损检测的相关研究发展迅速,为其在工业等方面的应用奠定了扎实的基础。本文对SQUID用于金属缺陷探伤进行了初步的物理原理分析,对含有缺陷的工件进行了缺陷检测的仿真研究。首先,简要概述了SQUID在国内外的研究现状和应用领域。SQUID凭借其极高的磁场灵敏度,在交通、土木建设、工业检测等很多领域得到了广泛的应用。相对于传统的探伤方法,比如磁粉检测、超声波检测等,SQUID不仅可以应用于传统的缺陷检测,其在深度并且微小的缺陷检测方面效果更加显著。然后,具体分析了利用SQUID实现金属无损探伤的物理原理,并以金属薄板为例对其运行原理进行了数值仿真实验。SQUID是超导物理中著名约瑟夫森效应的一种具体应用,是目前大多数超导电子学应用的基础。SQUID的基本结构是超导环和两个超导结构成,单个超导结的模型是台阶结。通过对台阶结模型的分析,我们知道SQUID原则上可以探测一个磁通量子的变化,进而具有极高的磁场检测的灵敏度。利用SQUID实现金属无损探伤是通过检测金属中缺陷部位磁场的变化来确定缺陷的存在。我们运用交流磁场检测技术对缺陷的检测进行了模拟仿真。在注入电流模型和三种激励线圈模型的建模基础上,利用有限元分析软件ANSYS对含有开口缺陷的金属板进行了无损检测的仿真分析。为简单起见,注入电流模型采取给带有缺陷的钢板直接通以均匀直流电。在初步确定了电磁反演的准确性之后,运用较为接近实际情况的激励线圈模型,通过电磁反演得到了金属缺陷的长度、宽度、深度的数据。在进行了开口缺陷的检测之后,改变缺陷的位置,进行了金属板含有内部缺陷的检测仿真。利用矩形线圈作为激励线圈,通过电磁反演,提取所定义路径上的所有节点磁感应强度的信息绘制了沿着缺陷不同方向的路径曲线图,得到了缺陷的相关信息。从仿真结果我们知道,在进行内部缺陷的检测时,相对于开口缺陷更为复杂,需要提取多个方向的磁感应强度数据进行综合分析。