由于钢渣是影响钢水能耗和钢坯质量的重要因素，控制钢包钢水浇注末期的钢渣进入中间包是纯净钢水的重要一环，因此对钢水浇注过程的下渣检测尤为必要。目前的下渣检测主要有称重法、激光法、振动法等。电磁式下渣检测相比于上述几种方法而言，具有更好的准确性和时效性，然而电磁检测技术对传感器的灵敏度要求较高。为此，本文采用有限元分析和实验相结合的方法，设计出提高传感器灵敏度的结构和激励参数。
　　本文的研究内容如下:
　　(1)电磁式下渣检测的理论分析。通过对电磁式下渣检测原理的理解，设计了检测方案;计算得到螺旋状导线在通入交变电流后在空间产生的磁场分布;通过电磁渗透方程推导出线圈内钢流的涡流分布，并最终得出了感应线圈的感应电压公式。
　　(2)传感器的结构分析。首先研究了单层线圈的分布方式，在以往的单纯的里外式和上下式研究基础上，进一步研究激励线圈和接收线圈交叉分布的布置方式。这种分布方式不仅能增强感应电压信号的强度，也能有效地减小传感器体积;其次分析了双层线圈模型能进一步提高传感器的信号强度;最后研究加入金属外壳后，会使传感器的信号强度减弱，但减弱程度比较小，可以忽略。
　　(3)传感器的工作参数分析。由电磁检测理论，推导出管状电磁检测传感器的灵敏度计算公式。首先研究渣信号的分布情况对传感器灵敏度的影响;其次，找出在不同的渣信号分布下的激励频率和激励电流的最佳值;最后，研究在不同渣分布下，感应电压变化率最大时的激励频率与激励电流幅值。
　　(4)实验验证与结果分析。确定实验验证方案，完成实验样品和传感器线圈的设计。在不同激励下，完成数据的采集工作。将实验所得数据处理分析，最后与仿真结果进行比对，进而得出结论。
　　由以上工作得出如下结论:双层交叉式布置方式可得到较强的接收信号，金属外壳不影响传感器的灵敏度，但会削弱信号强度。激励电流越大，信号强度越强;激励电流为0.3A，传感器的灵敏度最高。激励频率为2kHz，得到最强信号并且此时传感器的灵敏度最高。