漏磁檢測是指鐵磁材料被磁化后，利用磁敏感元件檢測缺陷附近的漏磁場進而發現缺陷的無損檢測方法。漏磁檢測是一種高效的電磁無損檢測方法，在細長鐵磁構件的無損檢測中應用十分廣泛，如不銹(xiu)鋼管、鋼絲繩等。當它與超聲檢測聯合使用時，能對鐵磁性構件提供快捷而全面的評定。
1. 漏磁檢測方法(fa)
對磁現象的發現可以追溯到我國春秋時期《呂氏春秋》中關于“慈（磁）石召鐵”的描述；但用于無(wu)損檢測的磁學現象始于1922年，美國工程師霍克（W．F．Hoke）發現，裝夾在磁性夾頭上的鋼件上存在裂紋時，其周圍出現鐵粉堆積現象，從而拉開了磁性檢測的序幕。1923年，美國Sperry 博士首次提出采用U形電磁鐵作為磁化器對鐵磁性材料進行磁化，然后采用感應線圈拾取裂紋漏磁場，并于1932獲得了專利。1947年，美國標準石油開發公司的Joseph F.Bayhi 發明漏磁檢測“管道豬”，用于在役管道內檢測，利用U形永磁鐵和感應線圈作為勵磁源和傳感器，整個檢測裝置在不銹鋼管內壁形成螺旋掃查路徑。1949年，美國Tuboscope公司的Donald Lloyd提出了以穿過式線圈磁化器作為軸向磁化器的鋼管橫向缺陷檢測方法。1960年，美國機械及鑄造公司的Hubert A．Deem采用N-S磁極對，產生周向磁化場來檢測縱向劈縫，檢測過程中磁化器和探頭做旋轉運動。到1967-1969年，美國的Alfred E.Crouch 發明了同時可以檢測橫向缺陷和縱向缺陷的“管道豬”。與此同時，Tubo-scope公司的Fenton M.Wood等人也發現了鋼管上縱、橫向缺陷同時檢測時周向和軸向磁化必須同時施加的關系，最終發明了基于鋼管螺旋推進的鋼管橫縱向漏磁檢測設備。2009年，華中科技大學的康宜華和孫燕華等提出基于多維正交磁化的檢測方法，在不銹鋼管直線前進和檢測探頭固定的情況下實現了縱、橫向缺陷的檢測。之后，在此基礎上，他們提出了單一軸向磁化方法，實現了縱、橫向缺陷的全面檢測。
上述各類鋼(gang)管(guan)(guan)漏(lou)磁檢測(ce)方法(fa)一直沿用至今，在(zai)具(ju)體實施鋼(gang)管(guan)(guan)漏(lou)磁檢測(ce)的(de)過(guo)程中(zhong)，需要根據(ju)具(ju)體檢測(ce)條件來選擇合適的(de)檢測(ce)方法(fa)，如鋼(gang)管(guan)(guan)軋制工藝(yi)、鋼(gang)管(guan)(guan)運行狀態、檢測(ce)靈(ling)敏度要求以及成(cheng)本(ben)等。
2. 漏磁檢測設(she)備(bei)
在(zai)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測方法研(yan)究基礎上，立(li)足于(yu)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測具體需求，形成了各種類型(xing)的漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備，與之相關的關鍵(jian)技術主要包(bao)括漏(lou)磁(ci)(ci)場高靈敏度(du)拾(shi)取、高強(qiang)度(du)均勻磁(ci)(ci)化以及傳(chuan)感器掃查(cha)路徑規劃。
a. 傳感器
1959年(nian)(nian)，瑞(rui)士(shi)的(de)Ermt Vogt發(fa)明了感應(ying)線圈；1970年(nian)(nian)，美國(guo)(guo)AMF公(gong)司的(de)Noel B．Proctor首次提出了印(yin)刷線圈，從而(er)提高了傳感器的(de)工藝精度和一(yi)致性；1976年(nian)(nian)，加拿大諾(nuo)蘭達(da)礦業有(you)限公(gong)司的(de)Krank Kitzinger等(deng)人首次采(cai)用霍(huo)爾元(yuan)(yuan)件(jian)測(ce)量(liang)漏磁(ci)場(chang)絕對(dui)值；1994-1996年(nian)(nian)，捷克的(de)Ripka和瑞(rui)士(shi)的(de)Popovic等(deng)人綜合比較(jiao)了感應(ying)線圈、霍(huo)爾元(yuan)(yuan)件(jian)、磁(ci)通門及磁(ci)阻(zu)的(de)敏感特性；2002年(nian)(nian)，法國(guo)(guo)的(de)Jean-Louis Robert等(deng)人首次制作了適應(ying)高溫檢測(ce)環境(jing)的(de)霍(huo)爾元(yuan)(yuan)件(jian)；2008年(nian)(nian)，印(yin)度甘地原子研究中心的(de)W．Sharatchandra Singh 發(fa)明了巨磁(ci)阻(zu)傳感器。
b. 漏(lou)磁檢(jian)測設(she)備
1980年，日(ri)本住友(you)金屬工(gong)業株式(shi)會(hui)社(she)發(fa)明了(le)(le)(le)移動式(shi)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)，美(mei)國磁(ci)(ci)性分(fen)析(xi)公司、德(de)國NUKEM有限公司相繼研制(zhi)了(le)(le)(le)鋼管(guan)周向加軸向復合(he)磁(ci)(ci)化的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)；1994-2000年，荷蘭屯特大(da)(da)學(xue)、加拿大(da)(da)Pipetronix 有限公司及BJ服務(wu)公司利用漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)“管(guan)道豬”實施管(guan)道內檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)；我國華(hua)中(zhong)科技(ji)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)康宜華(hua)等人自1989年報道了(le)(le)(le)自行(xing)研制(zhi)的(de)(de)首臺漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)以來，進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)大(da)(da)量的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)開發(fa)工(gong)作，并開發(fa)了(le)(le)(le)數字(zi)化磁(ci)(ci)性無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)技(ji)術；另外，清華(hua)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)黃松嶺、沈(shen)陽(yang)工(gong)業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)楊理踐及合(he)肥(fei)工(gong)業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)何輔云等人對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)應用也(ye)做了(le)(le)(le)大(da)(da)量研究工(gong)作。
3. 信號后處理(li)
漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測在實施過程(cheng)中(zhong)將(jiang)鐵磁(ci)(ci)性(xing)構件(jian)磁(ci)(ci)化至飽(bao)和(he)或者近飽(bao)和(he)狀(zhuang)態，此(ci)時(shi)在缺陷(xian)附近會產(chan)生(sheng)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)，然(ran)后(hou)利(li)用磁(ci)(ci)敏感(gan)元件(jian)拾取(qu)試件(jian)表(biao)面磁(ci)(ci)場(chang)變化并依次轉(zhuan)換為模(mo)擬信號(hao)(hao)和(he)數字信號(hao)(hao)，最(zui)后(hou)根據檢(jian)(jian)測信號(hao)(hao)特征(zheng)對(dui)試件(jian)質(zhi)量狀(zhuang)態進行評價。因此(ci)，漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測最(zui)終(zhong)是以缺陷(xian)檢(jian)(jian)測信號(hao)(hao)的特性(xing)來分析(xi)和(he)判斷(duan)構件(jian)質(zhi)量的。
檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)(hao)(hao)進(jin)行(xing)后(hou)續處理(li)(li)的(de)研(yan)究(jiu)進(jin)展：1996年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)愛(ai)荷華州立大學的(de)Mandayam等(deng)人(ren)提出(chu)平衡式濾(lv)除算(suan)法，用(yong)于消除電磁(ci)(ci)感應(ying)現(xian)象和磁(ci)(ci)導率不(bu)均對漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)(hao)(hao)所產生(sheng)的(de)影(ying)響；1997年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)Bubenik等(deng)人(ren)提出(chu)內(nei)外缺(que)陷區分(fen)的(de)可行(xing)性；2000年(nian)，印度巴布哈(ha)原子(zi)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)Mukhopadhyay采用(yong)小(xiao)波分(fen)析處理(li)(li)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)信(xin)號(hao)(hao)(hao)；2005年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)Mikkola 發表(biao)了內(nei)外缺(que)陷區分(fen)方法；2006年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)McJunkin等(deng)人(ren)提出(chu)內(nei)部缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)強度小(xiao)，可以采用(yong)敏感度小(xiao)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭來檢(jian)(jian)測(ce)外部缺(que)陷，以實現(xian)內(nei)外部缺(que)陷評價一致性；2007年(nian)，印度甘地原子(zi)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)R.Baskaran 將偽逆方法應(ying)用(yong)于漏磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)(hao)圖像處理(li)(li)中(zhong)。在(zai)國(guo)(guo)內(nei)，康宜華、彭永勝、馬鳳銘(ming)及(ji)張勇等(deng)同樣(yang)在(zai)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)(hao)(hao)后(hou)處理(li)(li)方面做了相關研(yan)究(jiu)工作。
4. 漏磁(ci)檢(jian)測理論
為了(le)給漏磁(ci)檢測(ce)技術的應用和推廣提(ti)供(gong)理(li)論支撐，關(guan)于漏磁(ci)場的形成機制、影響因素、信號解(jie)釋與反演等相關(guan)理(li)論得到快速發展。
缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)布(bu)計(ji)算方(fang)(fang)法(fa)主要(yao)有(you)：磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極法(fa)、有(you)限(xian)元數(shu)值仿真(zhen)、試驗(yan)法(fa)、全息照相(xiang)法(fa)。1966年(nian)(nian)，蘇(su)聯(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和Shcherbinin 提(ti)出表(biao)(biao)面(mian)開口(kou)無(wu)限(xian)長缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極子模型，分(fen)別用點(dian)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極子、無(wu)限(xian)長磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極線和無(wu)限(xian)長磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極帶(dai)來模擬(ni)(ni)工件表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)狀缺陷、淺裂(lie)紋(wen)和深裂(lie)紋(wen)。1972年(nian)(nian)，蘇(su)聯(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用面(mian)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極子模型計(ji)算了(le)截(jie)面(mian)為矩形(xing)(xing)開口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度有(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)布(bu)，從而計(ji)算位數(shu)拓展到了(le)三維空間。1975年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)(guo)愛荷華(hua)州(zhou)立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人(ren)采用有(you)限(xian)元數(shu)值模擬(ni)(ni)法(fa)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)進行計(ji)算。1982-1986年(nian)(nian)，德國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采用試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)對(dui)美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Lord和Hwang所提(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)限(xian)元漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)析(xi)計(ji)算進行了(le)驗(yan)證及部(bu)分(fen)修(xiu)正。1986年(nian)(nian)，英(ying)國(guo)(guo)赫爾(er)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和Palmer 通過拉普拉斯方(fang)(fang)程解得截(jie)面(mian)為半(ban)橢圓形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)布(bu)，并且在此基(ji)礎上給出了(le)有(you)限(xian)長表(biao)(biao)面(mian)開口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D表(biao)(biao)達式。2003年(nian)(nian)，烏克(ke)蘭(lan)國(guo)(guo)家科學(xue)院物理研究所的(de)(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出了(le)線性鐵磁(ci)(ci)(ci)性材料表(biao)(biao)面(mian)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)布(bu)解析(xi)模型。
國內研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)面，1982年孫雨(yu)施提(ti)出了(le)(le)永磁場(chang)(chang)的(de)(de)計算模(mo)型，1984年張(zhang)琪采用數學(xue)建模(mo)解析的(de)(de)方(fang)法(fa)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)漏(lou)磁場(chang)(chang)分布特(te)性，1990年南京燃氣輪(lun)機研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)的(de)(de)仲維暢(chang)開始對(dui)磁偶極子(zi)開展大(da)(da)量(liang)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)；這期間(jian)，華(hua)中(zhong)科技大(da)(da)學(xue)的(de)(de)楊叔(shu)子(zi)及康宜華(hua)、清(qing)華(hua)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)李路明及軍械工(gong)程學(xue)院的(de)(de)徐(xu)章遂(sui)及南昌航空大(da)(da)學(xue)的(de)(de)任吉林等研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)對(dui)缺陷漏(lou)磁場(chang)(chang)分布計算也(ye)做了(le)(le)大(da)(da)量(liang)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)。
影(ying)響(xiang)漏磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)因素主要包括：檢測速度(du)、缺(que)陷(xian)特(te)性(xing)、構件受力狀態、提離效應(ying)(ying)(ying)、激(ji)勵場(chang)強度(du)及(ji)磁(ci)(ci)導率變化(hua)等(deng)(deng)。1993年(nian)(nian)，美國愛荷華州立大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)(le)(le)電磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)(ying)現象(xiang)對漏磁(ci)(ci)檢測影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)數(shu)字(zi)有(you)(you)限元(yuan)模型。1995年(nian)(nian)，日本國家鋼(gang)鐵(tie)研(yan)(yan)究(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)偶極子(zi)模型分(fen)析了(le)(le)(le)兩平(ping)行裂紋的(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布。1996-1998年(nian)(nian)，加拿(na)大(da)(da)(da)女王大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji) Weihua Mao 和Lynann Clapham等(deng)(deng)人分(fen)別研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)壓(ya)力對漏磁(ci)(ci)檢測信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，分(fen)析了(le)(le)(le)相鄰缺(que)陷(xian)之間(jian)或不同走(zou)向缺(que)陷(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)檢測信(xin)號(hao)關(guan)系。2000-2003年(nian)(nian)，日本九州工(gong)業(ye)大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和Nishio 采用有(you)(you)限元(yuan)法計算材料屬(shu)性(xing)、極靴氣隙(xi)對漏磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2004年(nian)(nian)，韓國的(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)過(guo)3D有(you)(you)限元(yuan)數(shu)值仿真(zhen)和試(shi)驗法發(fa)現電磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)(ying)現象(xiang)對漏磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)波形(xing)和幅值都會產生影(ying)響(xiang)。2005年(nian)(nian)，加拿(na)大(da)(da)(da)女王大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)凹痕尺寸與殘余應(ying)(ying)(ying)力對漏磁(ci)(ci)檢測信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2006年(nian)(nian)，英國紐(niu)卡(ka)斯爾大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和Yong Li等(deng)(deng)通(tong)過(guo)有(you)(you)限元(yuan)數(shu)值仿真(zhen)研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)在不同缺(que)陷(xian)深度(du)下渦流效應(ying)(ying)(ying)對漏磁(ci)(ci)檢測的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。國內，武漢大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)杜志葉、清華大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)黃松嶺(ling)和沈陽工(gong)業(ye)大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)楊理踐等(deng)(deng)也(ye)在這方面做(zuo)了(le)(le)(le)相應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作。
缺(que)陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)(shi)根(gen)(gen)據(ju)檢測(ce)信號得出缺(que)陷(xian)(xian)損(sun)傷(shang)程度，從而對(dui)構件質量進(jin)行(xing)有效(xiao)評價，其(qi)中一(yi)(yi)個關鍵問題(ti)(ti)就是(shi)(shi)尋找(zhao)檢測(ce)信號與(yu)缺(que)陷(xian)(xian)尺寸的(de)(de)對(dui)應關系。1995年(nian)，日本(ben)京都大(da)學的(de)(de)KoichiHanasaki提(ti)(ti)出了(le)一(yi)(yi)種(zhong)鋼絲繩缺(que)陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)模型。2000年(nian)，美國(guo)愛荷華州立大(da)學的(de)(de) Kyungtae和Hwang采用(yong)(yong)神經(jing)網絡及小波分(fen)析(xi)方法(fa)(fa)研究(jiu)了(le)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)問題(ti)(ti)。2002年(nian)，我(wo)國(guo)鐘維暢(chang)利(li)用(yong)(yong)磁偶極子理論進(jin)行(xing)了(le)缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)推工(gong)作；同年(nian)，德國(guo)的(de)(de)Jens Haueisen 等人采用(yong)(yong)最大(da)熵法(fa)(fa)進(jin)行(xing)了(le)評估分(fen)析(xi)，給出了(le)一(yi)(yi)種(zhong)可根(gen)(gen)據(ju)檢測(ce)信號得出缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)尺寸及位置的(de)(de)有效(xiao)算(suan)法(fa)(fa)；密西根(gen)(gen)州立大(da)學的(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)算(suan)法(fa)(fa)，提(ti)(ti)出了(le)一(yi)(yi)種(zhong)高階統計法(fa)(fa)。2009年(nian)，合肥工(gong)業大(da)學的(de)(de)張勇采用(yong)(yong)粒子群優化算(suan)法(fa)(fa)對(dui)缺(que)陷(xian)(xian)進(jin)行(xing)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)，華中科技大(da)學的(de)(de)劉志平及天津(jin)大(da)學的(de)(de)蔣奇也做了(le)部分(fen)缺(que)陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)工(gong)作。
