随着现代工业的发展,以及科学技术的进步,信息化和自动化已经渗透到工业、医疗和日常生活中的诸多领域。在日常生活中,食品和药品的安全监测越来越被重视,若有金属混入食品和医药内,将会给消费者造成一定的身体伤害；而在工业生产线中,若在需要加工的一些材料中混有金属,将会对工业仪器造成损伤,从而带来不必要的经济损失。为解决上述问题,需要在食品安全监测以及工业生产线上引入金属探测仪。金属探测仪是利用电磁感应原理来探测金属的设备,基于圆形线圈的电磁感应传感器是最常用的一种传感器,这种电磁感应传感器是通过互感的变化实现测量的一种装置。本文基于闭合式圆形平衡线圈模型,设计了一种针对生产流水线的金属探测传感器,该传感器能够有效完成对金属杂质的检测,从而保障安全生产的有序进行,本文的主要工作和研究内容如下：1、任意两非共轴圆形线圈之间互感的分析。通过矢量磁位,详细推导出非共轴圆形线圈之间的互感公式：Kim修正公式,指出了Kim公式错误的原因,并通过仿真与Neumann积分公式的计算结果对比,表明Kim修正公式的正确性,同时也证明了Kim修正公式的计算效率远大于Neumann积分公式的计算效率。2、闭合式圆形平衡线圈传感器特性分析。基于闭合式圆形平衡线圈系统金属探测仪传感器的数学模型,分析了激励线圈在空间中的磁场分布,研究了无金属和有金属进入该系统下感应电动势的变化规律。3、闭合式圆形平衡线圈传感器的优化设计。通过分析金属的位置,激励信号的频率以及不同金属材料对传感器的输出信号的影响,确定了传送带的最佳位置以及传感器的最佳物理模型。仿真结果表明：基于闭合式圆形平衡线圈的电磁感应传感器,能够有效地对金属进行探测和识别,该传感器达到了预期目标,为提高金属探测仪的探测精度和稳定性提供了理论依据。