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(jian)測(ce)方(fang)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)(gang)管漏磁檢(jian)測(ce)(ce)方法(fa)一直沿用至今，在具體實(shi)施鋼(gang)(gang)管漏磁檢(jian)測(ce)(ce)的(de)過程中，需要根據(ju)具體檢(jian)測(ce)(ce)條(tiao)件來選(xuan)擇合適的(de)檢(jian)測(ce)(ce)方法(fa)，如鋼(gang)(gang)管軋制工藝、鋼(gang)(gang)管運行狀(zhuang)態、檢(jian)測(ce)(ce)靈敏度要求以及成(cheng)本等。
2. 漏磁檢測設備
在漏磁(ci)(ci)檢測(ce)方法研究(jiu)基礎上，立足于漏磁(ci)(ci)檢測(ce)具體需求，形成(cheng)了各種類(lei)型的漏磁(ci)(ci)檢測(ce)設備，與之相關的關鍵(jian)技術主要包(bao)括漏磁(ci)(ci)場高(gao)靈敏(min)度(du)拾(shi)取、高(gao)強度(du)均勻磁(ci)(ci)化(hua)以及傳感器掃查(cha)路徑規劃(hua)。
a. 傳(chuan)感器
1959年(nian)，瑞士的(de)(de)Ermt Vogt發明(ming)了(le)(le)(le)(le)感應線圈(quan)；1970年(nian)，美國(guo)AMF公司的(de)(de)Noel B．Proctor首(shou)次(ci)提出(chu)了(le)(le)(le)(le)印(yin)刷線圈(quan)，從(cong)而提高了(le)(le)(le)(le)傳感器(qi)(qi)的(de)(de)工藝精度和一致性；1976年(nian)，加(jia)拿(na)大諾蘭達礦(kuang)業有(you)限公司的(de)(de)Krank Kitzinger等(deng)(deng)人首(shou)次(ci)采用霍爾元(yuan)件測量漏(lou)磁場絕對(dui)值；1994-1996年(nian)，捷(jie)克的(de)(de)Ripka和瑞士的(de)(de)Popovic等(deng)(deng)人綜合比(bi)較了(le)(le)(le)(le)感應線圈(quan)、霍爾元(yuan)件、磁通門及(ji)磁阻的(de)(de)敏感特性；2002年(nian)，法國(guo)的(de)(de)Jean-Louis Robert等(deng)(deng)人首(shou)次(ci)制作了(le)(le)(le)(le)適應高溫檢(jian)測環(huan)境的(de)(de)霍爾元(yuan)件；2008年(nian)，印(yin)度甘地原(yuan)子研究中心的(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發明(ming)了(le)(le)(le)(le)巨磁阻傳感器(qi)(qi)。
b. 漏磁檢測(ce)設備
1980年，日本住友金屬工業株式會社(she)發明了(le)移(yi)動式漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)，美(mei)國磁性(xing)(xing)分析公(gong)司(si)、德國NUKEM有限公(gong)司(si)相(xiang)繼研(yan)制(zhi)了(le)鋼管周向加軸向復合磁化的(de)(de)漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)；1994-2000年，荷蘭(lan)屯特大(da)(da)學(xue)、加拿大(da)(da)Pipetronix 有限公(gong)司(si)及BJ服(fu)務公(gong)司(si)利用(yong)漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)“管道豬”實(shi)施管道內檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)；我國華(hua)中科技大(da)(da)學(xue)的(de)(de)康宜華(hua)等人自1989年報道了(le)自行研(yan)制(zhi)的(de)(de)首臺漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)以來，進行了(le)大(da)(da)量的(de)(de)漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)開發工作(zuo)(zuo)，并(bing)開發了(le)數字化磁性(xing)(xing)無損(sun)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)技術；另外，清(qing)華(hua)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)黃松(song)嶺(ling)、沈陽(yang)工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)楊理踐及合肥工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)何輔云等人對漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)應用(yong)也做了(le)大(da)(da)量研(yan)究工作(zuo)(zuo)。
3. 信號后處(chu)理
漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)在實(shi)施過程(cheng)中將鐵磁(ci)(ci)性(xing)構件磁(ci)(ci)化(hua)至飽和(he)(he)(he)或者(zhe)近飽和(he)(he)(he)狀態，此(ci)時(shi)在缺陷(xian)(xian)附近會(hui)產生漏磁(ci)(ci)場(chang)，然后利用(yong)磁(ci)(ci)敏感元(yuan)件拾取試件表(biao)面磁(ci)(ci)場(chang)變化(hua)并依次轉換為模(mo)擬信(xin)號(hao)和(he)(he)(he)數字信(xin)號(hao)，最后根據檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)特(te)征對試件質量狀態進行評(ping)價。因此(ci)，漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)最終是(shi)以缺陷(xian)(xian)檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)的特(te)性(xing)來(lai)分析和(he)(he)(he)判斷構件質量的。
檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號進行(xing)后續處(chu)(chu)理(li)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)進展：1996年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)愛(ai)荷華(hua)州立大(da)學的(de)Mandayam等人提(ti)(ti)出平衡(heng)式濾除算法(fa)，用于消除電磁(ci)(ci)感應(ying)現象和磁(ci)(ci)導(dao)率不均對漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號所產(chan)生的(de)影(ying)響；1997年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)Bubenik等人提(ti)(ti)出內(nei)外(wai)缺(que)陷(xian)區分(fen)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)(xing)；2000年(nian)，印(yin)度(du)巴(ba)布(bu)哈原子研(yan)(yan)究(jiu)中心的(de)Mukhopadhyay采(cai)用小波分(fen)析處(chu)(chu)理(li)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)信(xin)(xin)(xin)號；2005年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)Mikkola 發(fa)表了(le)內(nei)外(wai)缺(que)陷(xian)區分(fen)方法(fa)；2006年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)McJunkin等人提(ti)(ti)出內(nei)部(bu)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)強度(du)小，可(ke)以采(cai)用敏(min)感度(du)小的(de)檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)來(lai)檢(jian)測(ce)(ce)外(wai)部(bu)缺(que)陷(xian)，以實現內(nei)外(wai)部(bu)缺(que)陷(xian)評價一(yi)致性(xing)(xing)；2007年(nian)，印(yin)度(du)甘地原子研(yan)(yan)究(jiu)中心的(de)R.Baskaran 將偽逆方法(fa)應(ying)用于漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號圖像處(chu)(chu)理(li)中。在國(guo)(guo)內(nei)，康宜華(hua)、彭永勝、馬鳳(feng)銘及張勇等同樣在檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號后處(chu)(chu)理(li)方面做了(le)相關研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作。
4. 漏磁檢測(ce)理(li)論(lun)
為了給(gei)漏磁檢測技術的應用和推廣提供(gong)理(li)論(lun)支(zhi)撐，關于(yu)漏磁場的形(xing)成機制、影響(xiang)因(yin)素、信號解釋(shi)與反演等相(xiang)關理(li)論(lun)得到快速發展。
缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)計算(suan)(suan)方法(fa)(fa)主要有(you)(you)：磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)法(fa)(fa)、有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)元數值仿真(zhen)、試驗法(fa)(fa)、全(quan)息照相法(fa)(fa)。1966年(nian)，蘇(su)聯(lian)的(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和Shcherbinin 提出表面(mian)(mian)(mian)開口(kou)(kou)無(wu)限(xian)(xian)(xian)長(chang)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子(zi)模(mo)型，分(fen)別用(yong)(yong)點(dian)磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子(zi)、無(wu)限(xian)(xian)(xian)長(chang)磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)線和無(wu)限(xian)(xian)(xian)長(chang)磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)帶來模(mo)擬(ni)工件(jian)表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)狀(zhuang)缺陷、淺裂(lie)紋(wen)和深裂(lie)紋(wen)。1972年(nian)，蘇(su)聯(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用(yong)(yong)面(mian)(mian)(mian)磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子(zi)模(mo)型計算(suan)(suan)了截面(mian)(mian)(mian)為(wei)矩形(xing)(xing)開口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)3D漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，從而計算(suan)(suan)位數拓(tuo)展到了三(san)維空間。1975年(nian)，美(mei)國愛荷華州(zhou)立(li)大學(xue)(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人(ren)采(cai)用(yong)(yong)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)元數值模(mo)擬(ni)法(fa)(fa)對漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)進行計算(suan)(suan)。1982-1986年(nian)，德(de)國的(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采(cai)用(yong)(yong)試驗的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)對美(mei)國的(de)(de)(de)(de)(de)Lord和Hwang所(suo)提出的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)元漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)析(xi)計算(suan)(suan)進行了驗證及部分(fen)修正。1986年(nian)，英國赫(he)爾大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和Palmer 通(tong)過拉普拉斯方程解得截面(mian)(mian)(mian)為(wei)半橢圓形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)2D漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，并(bing)且在此(ci)基礎(chu)上給出了有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)長(chang)表面(mian)(mian)(mian)開口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)3D表達式。2003年(nian)，烏(wu)克(ke)蘭國家科學(xue)(xue)院(yuan)物(wu)理研究所(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出了線性鐵(tie)磁(ci)(ci)性材料表面(mian)(mian)(mian)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)解析(xi)模(mo)型。
國內研究方面，1982年孫雨施提出了永磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)計算模型，1984年張琪采用數(shu)學(xue)建模解(jie)析的(de)(de)方法研究了漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布特性，1990年南(nan)京燃氣輪機研究所的(de)(de)仲維(wei)暢(chang)開(kai)(kai)始(shi)對磁(ci)(ci)(ci)偶極子開(kai)(kai)展大(da)(da)量的(de)(de)研究工作(zuo)；這期間，華中科技大(da)(da)學(xue)的(de)(de)楊叔(shu)子及(ji)康宜華、清華大(da)(da)學(xue)的(de)(de)李路明及(ji)軍械工程學(xue)院(yuan)的(de)(de)徐章遂及(ji)南(nan)昌(chang)航空大(da)(da)學(xue)的(de)(de)任(ren)吉林等(deng)研究團隊對缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布計算也做(zuo)了大(da)(da)量研究工作(zuo)。
影(ying)響(xiang)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分布的(de)(de)(de)(de)(de)因素主要包括：檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)速度、缺(que)陷(xian)(xian)(xian)特性、構件受力(li)狀態、提(ti)離(li)效應(ying)、激勵場(chang)強度及(ji)磁(ci)導率變化等(deng)。1993年(nian)(nian)(nian)，美國(guo)愛(ai)荷華州(zhou)立大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了電磁(ci)感應(ying)現象對漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)字有(you)限(xian)元模型。1995年(nian)(nian)(nian)，日本(ben)國(guo)家鋼(gang)鐵研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)偶極子模型分析(xi)了兩(liang)平(ping)行裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分布。1996-1998年(nian)(nian)(nian)，加拿大女王大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji) Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等(deng)人分別研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了壓力(li)對漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，分析(xi)了相鄰缺(que)陷(xian)(xian)(xian)之間或不同(tong)走向缺(que)陷(xian)(xian)(xian)之間的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號關系。2000-2003年(nian)(nian)(nian)，日本(ben)九州(zhou)工業(ye)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采(cai)用有(you)限(xian)元法(fa)計算(suan)材(cai)料屬性、極靴氣隙對漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2004年(nian)(nian)(nian)，韓(han)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過(guo)3D有(you)限(xian)元數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)仿真和(he)試驗(yan)法(fa)發現電磁(ci)感應(ying)現象對漏(lou)(lou)磁(ci)信(xin)(xin)(xin)號波形和(he)幅值(zhi)(zhi)都會(hui)產生影(ying)響(xiang)。2005年(nian)(nian)(nian)，加拿大女王大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了凹痕(hen)尺寸與殘余應(ying)力(li)對漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2006年(nian)(nian)(nian)，英國(guo)紐卡斯爾大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等(deng)通過(guo)有(you)限(xian)元數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)仿真研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了在不同(tong)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)深度下渦流效應(ying)對漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。國(guo)內(nei)，武漢大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)杜志葉、清華大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)黃(huang)松嶺和(he)沈陽工業(ye)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐等(deng)也(ye)在這方面做了相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)仿真研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作。
缺陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)根據檢測(ce)(ce)信號(hao)(hao)得出(chu)缺陷(xian)(xian)損傷程度，從而對構件質量(liang)進(jin)行(xing)有效(xiao)評價(jia)，其中一個(ge)關鍵問題就(jiu)是(shi)尋找檢測(ce)(ce)信號(hao)(hao)與缺陷(xian)(xian)尺(chi)寸(cun)(cun)的(de)(de)(de)對應關系。1995年，日本京都大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)了(le)(le)(le)一種鋼絲繩缺陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)模型。2000年，美(mei)國愛荷(he)華州(zhou)立(li)大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采用神(shen)經網絡及(ji)小(xiao)波分(fen)析(xi)方法(fa)研究了(le)(le)(le)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)問題。2002年，我國鐘維暢利用磁偶極子(zi)理(li)論進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)推工作(zuo)；同(tong)年，德國的(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人采用最大(da)(da)(da)(da)熵法(fa)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)評估分(fen)析(xi)，給(gei)出(chu)了(le)(le)(le)一種可根據檢測(ce)(ce)信號(hao)(hao)得出(chu)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)(cun)及(ji)位置的(de)(de)(de)有效(xiao)算法(fa)；密西根州(zhou)立(li)大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)算法(fa)，提出(chu)了(le)(le)(le)一種高階統計法(fa)。2009年，合肥工業大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)張勇采用粒子(zi)群優(you)化算法(fa)對缺陷(xian)(xian)進(jin)行(xing)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)，華中科技(ji)大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)劉志平(ping)及(ji)天津(jin)大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)蔣奇也做了(le)(le)(le)部分(fen)缺陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)工作(zuo)。
