有杆抽油在我国的采油技术中占据着主导地位,抽油杆柱是有杆抽油系统中的主要受力部件,杆柱偏磨会造成抽油机系统失效,从而影响油田经济效益,然而抽油杆柱偏磨监测目前尚无有效的手段。本文提出能够监测原油中金属磨粒的电磁感应式磨粒传感器,并将其安装在采油树到储油罐之间的输油管道上,用于监测抽油杆柱偏磨损伤。为此,本文研发了一种基于径向环形磁场的磨粒监测传感器。首先,根据磁路的欧姆定律,优化了传感器的磁路结构尺寸,确定了所提出的磨粒传感器最小截面面积为40.001mm~2。同时,传感器设计了楔形磁极结构,计算结果表明当两个磁极的楔角取值分别为60°和30°时,流道内磨粒感应区域可以获得近似均匀的磁感应强度分布;利用ANSYS MAXWELL软件对磨粒传感器中的磁场强度分布进行数值模拟,结果表明所设计的传感器在流道内产生的磁场强度较大,沿径向分布较为均匀,其中最大磁感应强度可达0.27T,沿径向方向上的变化仅为0.05T。同时,通过不同磁极结构数值模拟,验证了计算结果正确性,从而证明了磨粒传感器满足设计要求;根据法拉第电磁感应定律,建立了磨粒传感器感应电压的数学模型,得出所研究的传感器可有效反应磨粒的尺寸、材料等特征。通过对不同磨粒进行数值模拟,得到该传感器可有效的辨别出不同尺寸和材料的金属磨粒,并且当磨粒处于不同径向位置时,感应电压幅值变化仅在6m V以内,验证了磨粒传感器具有较高的探测精度。最后,开展单磨粒检测实验测试,实验结果表明,本文提出的电磁感应式磨粒传感器无信号放大的情况下,可检测出直径约为280μm的铁磁性磨粒,其感应电压最大幅值可达到约50m V,验证了该磨粒传感器的高灵敏性。同时实验结果与计算和仿真的结果近似一致,从而为实际工程应用打下基础。