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(lou)磁檢測方法
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(shang)述各類鋼(gang)管(guan)漏磁檢測(ce)(ce)方法(fa)一直沿(yan)用至今，在具體(ti)(ti)實施鋼(gang)管(guan)漏磁檢測(ce)(ce)的過程中，需要(yao)根據具體(ti)(ti)檢測(ce)(ce)條件(jian)來選擇(ze)合適的檢測(ce)(ce)方法(fa)，如鋼(gang)管(guan)軋制工藝(yi)、鋼(gang)管(guan)運行狀態、檢測(ce)(ce)靈(ling)敏度要(yao)求以及成本等。
2. 漏磁檢測設(she)備
在(zai)漏(lou)(lou)磁(ci)檢測(ce)方法研究(jiu)基礎上(shang)，立足于漏(lou)(lou)磁(ci)檢測(ce)具體(ti)需求，形成了各種(zhong)類型的漏(lou)(lou)磁(ci)檢測(ce)設備，與之相關的關鍵技(ji)術主要(yao)包(bao)括漏(lou)(lou)磁(ci)場高靈敏度拾取、高強度均勻磁(ci)化(hua)以及傳感器掃(sao)查(cha)路徑規(gui)劃。
a. 傳感器
1959年(nian)，瑞(rui)士的(de)(de)(de)Ermt Vogt發(fa)明(ming)了(le)(le)(le)感應(ying)線圈；1970年(nian)，美國AMF公司的(de)(de)(de)Noel B．Proctor首次(ci)(ci)提出(chu)了(le)(le)(le)印刷線圈，從(cong)而提高了(le)(le)(le)傳感器的(de)(de)(de)工(gong)藝精度(du)和一致性；1976年(nian)，加(jia)拿大諾(nuo)蘭(lan)達礦(kuang)業有限公司的(de)(de)(de)Krank Kitzinger等(deng)(deng)人首次(ci)(ci)采用(yong)霍爾(er)(er)元件測量漏磁場(chang)絕對值(zhi)；1994-1996年(nian)，捷(jie)克(ke)的(de)(de)(de)Ripka和瑞(rui)士的(de)(de)(de)Popovic等(deng)(deng)人綜(zong)合比(bi)較(jiao)了(le)(le)(le)感應(ying)線圈、霍爾(er)(er)元件、磁通(tong)門及磁阻的(de)(de)(de)敏(min)感特性；2002年(nian)，法國的(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等(deng)(deng)人首次(ci)(ci)制作了(le)(le)(le)適應(ying)高溫檢測環境的(de)(de)(de)霍爾(er)(er)元件；2008年(nian)，印度(du)甘地(di)原子研究(jiu)中心的(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發(fa)明(ming)了(le)(le)(le)巨磁阻傳感器。
b. 漏磁檢(jian)測(ce)設備
1980年(nian)(nian)，日本(ben)住友金(jin)屬工(gong)(gong)(gong)業(ye)株式會社發明了(le)移動式漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)設備(bei)(bei)(bei)，美(mei)國磁(ci)(ci)性分析公(gong)司(si)、德國NUKEM有(you)限(xian)公(gong)司(si)相繼研制(zhi)了(le)鋼管(guan)周向(xiang)加(jia)軸向(xiang)復合(he)磁(ci)(ci)化(hua)的漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)設備(bei)(bei)(bei)；1994-2000年(nian)(nian)，荷蘭屯特大(da)(da)學、加(jia)拿(na)大(da)(da)Pipetronix 有(you)限(xian)公(gong)司(si)及BJ服務公(gong)司(si)利用漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)設備(bei)(bei)(bei)“管(guan)道(dao)豬(zhu)”實(shi)施管(guan)道(dao)內檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)；我(wo)國華(hua)中科(ke)技(ji)大(da)(da)學的康宜華(hua)等(deng)人自1989年(nian)(nian)報道(dao)了(le)自行研制(zhi)的首臺漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)設備(bei)(bei)(bei)以來，進行了(le)大(da)(da)量的漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)設備(bei)(bei)(bei)的開發工(gong)(gong)(gong)作(zuo)，并開發了(le)數字化(hua)磁(ci)(ci)性無(wu)損檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)技(ji)術；另外，清(qing)華(hua)大(da)(da)學的黃松嶺、沈(shen)陽工(gong)(gong)(gong)業(ye)大(da)(da)學的楊理(li)踐及合(he)肥工(gong)(gong)(gong)業(ye)大(da)(da)學的何輔云等(deng)人對漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)設備(bei)(bei)(bei)的應用也做(zuo)了(le)大(da)(da)量研究工(gong)(gong)(gong)作(zuo)。
3. 信號(hao)后處理(li)
漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測在實施過程中將鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)構件(jian)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)至飽和或(huo)者近飽和狀態，此(ci)時在缺陷附近會(hui)產生漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場，然后(hou)(hou)利用磁(ci)(ci)(ci)敏感元件(jian)拾(shi)取試件(jian)表面磁(ci)(ci)(ci)場變化(hua)并依(yi)次轉(zhuan)換為模(mo)擬信號(hao)和數字信號(hao)，最(zui)(zui)后(hou)(hou)根據(ju)檢(jian)測信號(hao)特征對試件(jian)質量狀態進(jin)行評價。因此(ci)，漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測最(zui)(zui)終(zhong)是以(yi)缺陷檢(jian)測信號(hao)的特性(xing)(xing)來分析和判斷構件(jian)質量的。
檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)進行后續處理的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)進展：1996年(nian)(nian)，美國愛荷華州立大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Mandayam等人(ren)提(ti)(ti)出平衡式濾(lv)除算法，用于消除電磁(ci)感(gan)(gan)應現象和磁(ci)導率不均(jun)對(dui)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)所產生的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響；1997年(nian)(nian)，美國的(de)(de)(de)(de)(de)Bubenik等人(ren)提(ti)(ti)出內(nei)外(wai)缺陷區(qu)分的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)行性(xing)；2000年(nian)(nian)，印(yin)(yin)度巴布哈原子研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)Mukhopadhyay采用小波分析處理缺陷漏(lou)磁(ci)場(chang)信號(hao)；2005年(nian)(nian)，美國的(de)(de)(de)(de)(de)Mikkola 發表(biao)了內(nei)外(wai)缺陷區(qu)分方法；2006年(nian)(nian)，美國的(de)(de)(de)(de)(de)McJunkin等人(ren)提(ti)(ti)出內(nei)部缺陷漏(lou)磁(ci)場(chang)強(qiang)度小，可(ke)以采用敏感(gan)(gan)度小的(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)探頭來檢(jian)(jian)測(ce)外(wai)部缺陷，以實現內(nei)外(wai)部缺陷評價一(yi)致性(xing)；2007年(nian)(nian)，印(yin)(yin)度甘地原子研(yan)(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)R.Baskaran 將偽逆方法應用于漏(lou)磁(ci)信號(hao)圖像處理中。在國內(nei)，康(kang)宜(yi)華、彭永(yong)勝、馬鳳銘(ming)及張勇(yong)等同(tong)樣在檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)后處理方面做了相關研(yan)(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)。
4. 漏磁檢(jian)測理論
為了給漏磁(ci)(ci)檢測技(ji)術的應用和推廣提供(gong)理論支撐，關(guan)于(yu)漏磁(ci)(ci)場的形成機(ji)制、影響因素、信號解釋與反(fan)演等相(xiang)關(guan)理論得到快速發展。
缺陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)布計(ji)算(suan)(suan)方法(fa)主要有(you)(you)：磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)法(fa)、有(you)(you)限(xian)元數(shu)值仿真、試驗法(fa)、全(quan)息照相法(fa)。1966年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提(ti)出(chu)表(biao)面(mian)開口無(wu)限(xian)長缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)子(zi)模(mo)(mo)(mo)型，分(fen)(fen)別用點磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)子(zi)、無(wu)限(xian)長磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)線(xian)和(he)無(wu)限(xian)長磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)帶來模(mo)(mo)(mo)擬工(gong)件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點狀缺陷(xian)(xian)、淺裂(lie)(lie)紋和(he)深裂(lie)(lie)紋。1972年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用面(mian)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)(ji)子(zi)模(mo)(mo)(mo)型計(ji)算(suan)(suan)了(le)截面(mian)為矩(ju)形開口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度有(you)(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)布，從而計(ji)算(suan)(suan)位數(shu)拓展到了(le)三維空間。1975年(nian)，美(mei)國愛荷華州立大(da)(da)學（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等(deng)人采用有(you)(you)限(xian)元數(shu)值模(mo)(mo)(mo)擬法(fa)對(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)進行計(ji)算(suan)(suan)。1982-1986年(nian)，德國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采用試驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)對(dui)美(mei)國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)限(xian)元漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)析計(ji)算(suan)(suan)進行了(le)驗證及部分(fen)(fen)修正。1986年(nian)，英國赫爾大(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉(la)普(pu)拉(la)斯方程(cheng)解得(de)截面(mian)為半橢(tuo)圓形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2D漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)布，并且(qie)在此基礎上(shang)給出(chu)了(le)有(you)(you)限(xian)長表(biao)面(mian)開口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D表(biao)達式。2003年(nian)，烏克蘭國家科學院物理研究所的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出(chu)了(le)線(xian)性(xing)鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)材料表(biao)面(mian)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)布解析模(mo)(mo)(mo)型。
國內(nei)研(yan)(yan)究(jiu)方面，1982年(nian)(nian)(nian)孫雨(yu)施(shi)提出了永磁(ci)(ci)場的(de)計(ji)算(suan)模(mo)型，1984年(nian)(nian)(nian)張琪(qi)采用數學建(jian)模(mo)解析的(de)方法研(yan)(yan)究(jiu)了漏磁(ci)(ci)場分布特性(xing)，1990年(nian)(nian)(nian)南(nan)京燃氣輪(lun)機研(yan)(yan)究(jiu)所(suo)的(de)仲維暢開始對磁(ci)(ci)偶極(ji)子開展大(da)(da)量的(de)研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)；這(zhe)期間，華(hua)中科技大(da)(da)學的(de)楊(yang)叔子及(ji)(ji)康(kang)宜華(hua)、清(qing)華(hua)大(da)(da)學的(de)李路(lu)明及(ji)(ji)軍械(xie)工程學院(yuan)的(de)徐章(zhang)遂及(ji)(ji)南(nan)昌航空大(da)(da)學的(de)任吉(ji)林等研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊對缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)場分布計(ji)算(suan)也做了大(da)(da)量研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)。
影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布的(de)(de)(de)因素主(zhu)要包括：檢(jian)測(ce)速度、缺陷(xian)特性、構件受力狀態、提離效應(ying)(ying)、激勵場(chang)(chang)強度及磁(ci)(ci)導率變(bian)化(hua)等。1993年(nian)，美國(guo)愛(ai)荷華州立(li)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)YK Shin 建(jian)立(li)了(le)電(dian)磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)現象(xiang)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)數(shu)字有限(xian)元(yuan)模(mo)型(xing)。1995年(nian)，日(ri)本(ben)國(guo)家(jia)鋼鐵(tie)研(yan)究(jiu)中心的(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)子模(mo)型(xing)分(fen)析了(le)兩(liang)平行裂紋的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布。1996-1998年(nian)，加拿大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等人分(fen)別研(yan)究(jiu)了(le)壓力對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信號的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，分(fen)析了(le)相(xiang)鄰(lin)缺陷(xian)之間(jian)或不同走向缺陷(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信號關系。2000-2003年(nian)，日(ri)本(ben)九州工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有限(xian)元(yuan)法計算材料屬性、極(ji)靴氣隙(xi)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。2004年(nian)，韓國(guo)的(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)過3D有限(xian)元(yuan)數(shu)值(zhi)仿真(zhen)(zhen)和(he)試驗法發現電(dian)磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)現象(xiang)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)信號波形和(he)幅值(zhi)都會產生影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。2005年(nian)，加拿大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)究(jiu)了(le)凹痕尺寸與殘余應(ying)(ying)力對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信號的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。2006年(nian)，英國(guo)紐卡(ka)斯(si)爾大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等通(tong)過有限(xian)元(yuan)數(shu)值(zhi)仿真(zhen)(zhen)研(yan)究(jiu)了(le)在不同缺陷(xian)深度下渦流效應(ying)(ying)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。國(guo)內，武(wu)漢大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)杜(du)志葉、清華大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)黃松嶺和(he)沈陽工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)楊理(li)踐等也(ye)在這方面做了(le)相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)仿真(zhen)(zhen)研(yan)究(jiu)工作。
缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)根(gen)據(ju)檢測(ce)信號(hao)得(de)出缺(que)陷(xian)損傷程(cheng)度，從而對構件質量進(jin)行(xing)有(you)效評價，其(qi)中一(yi)個關鍵(jian)問題(ti)(ti)就是(shi)尋找檢測(ce)信號(hao)與缺(que)陷(xian)尺寸的(de)(de)(de)(de)對應關系。1995年(nian)(nian)，日(ri)本京都大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)KoichiHanasaki提(ti)出了(le)(le)一(yi)種(zhong)鋼絲繩缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)模(mo)型。2000年(nian)(nian)，美國愛荷華(hua)州立(li)大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用神經網絡(luo)及(ji)(ji)小波分(fen)析方法(fa)研究了(le)(le)反(fan)演(yan)問題(ti)(ti)。2002年(nian)(nian)，我國鐘維暢利用磁偶極子理(li)論進(jin)行(xing)了(le)(le)缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)反(fan)推(tui)工(gong)作；同年(nian)(nian)，德(de)國的(de)(de)(de)(de)Jens Haueisen 等(deng)人采(cai)用最大(da)熵法(fa)進(jin)行(xing)了(le)(le)評估分(fen)析，給(gei)出了(le)(le)一(yi)種(zhong)可根(gen)據(ju)檢測(ce)信號(hao)得(de)出缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)尺寸及(ji)(ji)位置(zhi)的(de)(de)(de)(de)有(you)效算(suan)法(fa)；密西(xi)根(gen)州立(li)大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統(tong)反(fan)演(yan)算(suan)法(fa)，提(ti)出了(le)(le)一(yi)種(zhong)高階統(tong)計(ji)法(fa)。2009年(nian)(nian)，合肥(fei)工(gong)業大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)張勇采(cai)用粒子群優化算(suan)法(fa)對缺(que)陷(xian)進(jin)行(xing)反(fan)演(yan)，華(hua)中科技大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)劉志平(ping)及(ji)(ji)天津大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)蔣奇也(ye)做了(le)(le)部分(fen)缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)工(gong)作。
