我国铁矿资源现状为高品位天然矿产少,贫矿、伴生矿多。铁精矿是钢铁生产的主要原材料,现代化大规模钢铁生产需要对原矿石经过多级选矿处理,制成高品位的铁精矿。针对大规模自动化选矿生产中对不同选矿阶段的品位把控问题,以及铁矿选矿加工中在线采集困难、测试效率低等问题,合理设计铁品位检测装置并实现铁品位现代化、自动化检测十分重要。首先,本文以磁铁矿铁精矿为研究对象,研究了铁品位检测问题。以自感式传感器工作原理为理论基础,建立了圆柱形多层密绕螺线管内部磁场数学模型和系统数学模型,为铁精矿铁品位检测装置的设计及优化等提供了理论依据。其次,分析了磁铁矿选矿的一般工艺流程,以及选矿中各级节点采集需求。为解决在线铁品位检测中动态取样和样本水分对检测结果影响等问题,设计了新型自感式管道矿浆取样检测装置。该装置实现了管道矿浆取样及铁品位检测的自动化。最后,针对新型自感式管道矿浆取样检测装置中的传感器测头结构优化问题,基于理论磁场模型和系统数学模型,通过电磁仿真软件建立了三维有限元模型,分析了自感系数对传感器采集结果的影响,确定了影响传感器性能的结构参数,再根据传感器的输入输出特性,完成了铁品位检测系统的硬件模块设计。本文考虑了传感器测头结构参数之间有无交互影响,进行了正交试验设计和回归正交试验设计,进行实验结果分析,完成影响因素的显著性评价并确定测头的最优结构参数组合,建立基于实验结果的数学拟合模型。论文研究了铁精矿铁品位检测装置,建立了理论磁场模型和系统数学模型,设计了新型管道矿浆自动取样及铁品位检测装置。针对传感器测头结构优化设计问题,本文结合仿真模型和硬件系统模型,考虑了传感器结构参数之间的交互作用,完成了实验设计优化。