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(bu)銹鋼管(guan)、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(ce)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(shu)各類鋼(gang)(gang)管漏(lou)磁檢(jian)測方(fang)法一(yi)直沿(yan)用(yong)至(zhi)今，在(zai)具體實施鋼(gang)(gang)管漏(lou)磁檢(jian)測的(de)(de)過程中，需要根據具體檢(jian)測條件來選擇(ze)合(he)適的(de)(de)檢(jian)測方(fang)法，如鋼(gang)(gang)管軋(ya)制工藝、鋼(gang)(gang)管運行狀態、檢(jian)測靈敏度(du)要求以及成本等。
2. 漏(lou)磁檢測設備
在(zai)漏磁(ci)檢測方法研究基礎上，立足于漏磁(ci)檢測具體(ti)需求，形成了各種類型的漏磁(ci)檢測設(she)備，與之(zhi)相(xiang)關的關鍵(jian)技術主(zhu)要包括漏磁(ci)場高靈(ling)敏度(du)拾(shi)取(qu)、高強度(du)均勻磁(ci)化以及傳(chuan)感器掃查路徑(jing)規劃。
a. 傳感器(qi)
1959年，瑞(rui)士的(de)Ermt Vogt發(fa)明了感(gan)應(ying)線圈(quan)；1970年，美國(guo)AMF公(gong)司的(de)Noel B．Proctor首次(ci)(ci)提(ti)出(chu)了印刷線圈(quan)，從而提(ti)高了傳感(gan)器的(de)工藝精度和一致性；1976年，加拿大(da)諾蘭達礦業有限公(gong)司的(de)Krank Kitzinger等(deng)人首次(ci)(ci)采用霍爾(er)元(yuan)件(jian)測量漏磁(ci)場(chang)絕對值；1994-1996年，捷克的(de)Ripka和瑞(rui)士的(de)Popovic等(deng)人綜合比較了感(gan)應(ying)線圈(quan)、霍爾(er)元(yuan)件(jian)、磁(ci)通門(men)及磁(ci)阻的(de)敏(min)感(gan)特(te)性；2002年，法(fa)國(guo)的(de)Jean-Louis Robert等(deng)人首次(ci)(ci)制作了適應(ying)高溫檢測環境(jing)的(de)霍爾(er)元(yuan)件(jian)；2008年，印度甘地原子(zi)研究中(zhong)心(xin)的(de)W．Sharatchandra Singh 發(fa)明了巨磁(ci)阻傳感(gan)器。
b. 漏磁檢測設備
1980年(nian)，日本住友金(jin)屬工(gong)(gong)業(ye)株(zhu)式(shi)會社發明了(le)移動式(shi)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，美國磁(ci)(ci)(ci)性(xing)分析公(gong)司、德國NUKEM有(you)限(xian)公(gong)司相繼(ji)研制(zhi)了(le)鋼管周向(xiang)加(jia)軸向(xiang)復合磁(ci)(ci)(ci)化的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)；1994-2000年(nian)，荷(he)蘭屯特(te)大(da)學、加(jia)拿大(da)Pipetronix 有(you)限(xian)公(gong)司及(ji)(ji)BJ服務公(gong)司利用漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)“管道(dao)豬(zhu)”實施管道(dao)內檢測(ce)(ce)(ce)；我國華(hua)中科技大(da)學的(de)康宜華(hua)等(deng)人(ren)(ren)自1989年(nian)報道(dao)了(le)自行研制(zhi)的(de)首(shou)臺(tai)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)以來，進(jin)行了(le)大(da)量的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)開(kai)發工(gong)(gong)作(zuo)，并開(kai)發了(le)數(shu)字化磁(ci)(ci)(ci)性(xing)無(wu)損檢測(ce)(ce)(ce)技術；另外，清(qing)華(hua)大(da)學的(de)黃松嶺、沈陽工(gong)(gong)業(ye)大(da)學的(de)楊(yang)理踐及(ji)(ji)合肥工(gong)(gong)業(ye)大(da)學的(de)何輔(fu)云等(deng)人(ren)(ren)對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)應(ying)用也(ye)做了(le)大(da)量研究(jiu)工(gong)(gong)作(zuo)。
3. 信(xin)號后(hou)處理
漏(lou)磁(ci)檢(jian)測在(zai)實施過(guo)程中將(jiang)鐵(tie)磁(ci)性(xing)構件磁(ci)化至(zhi)飽和或者近飽和狀(zhuang)態，此時在(zai)缺(que)陷附近會(hui)產生漏(lou)磁(ci)場(chang)，然后(hou)利用(yong)磁(ci)敏感(gan)元(yuan)件拾(shi)取試件表面磁(ci)場(chang)變化并依次轉(zhuan)換(huan)為模擬信(xin)號和數字信(xin)號，最后(hou)根(gen)據檢(jian)測信(xin)號特征對試件質量(liang)狀(zhuang)態進行(xing)評價。因(yin)此，漏(lou)磁(ci)檢(jian)測最終是以缺(que)陷檢(jian)測信(xin)號的特性(xing)來分析和判斷構件質量(liang)的。
檢(jian)(jian)測信號(hao)進行(xing)后續處(chu)理(li)(li)的(de)研究進展：1996年(nian)(nian)(nian)，美國愛荷(he)華(hua)州立(li)大學的(de)Mandayam等(deng)人(ren)提出(chu)(chu)平衡式濾(lv)除算法，用(yong)于消除電磁感應(ying)現象和(he)磁導率不均對漏(lou)磁檢(jian)(jian)測信號(hao)所產(chan)生(sheng)的(de)影響；1997年(nian)(nian)(nian)，美國的(de)Bubenik等(deng)人(ren)提出(chu)(chu)內外(wai)缺(que)陷(xian)區(qu)分(fen)(fen)的(de)可(ke)行(xing)性；2000年(nian)(nian)(nian)，印度(du)(du)巴布哈原(yuan)子(zi)研究中(zhong)心的(de)Mukhopadhyay采用(yong)小(xiao)波分(fen)(fen)析處(chu)理(li)(li)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁場(chang)信號(hao)；2005年(nian)(nian)(nian)，美國的(de)Mikkola 發(fa)表了(le)內外(wai)缺(que)陷(xian)區(qu)分(fen)(fen)方法；2006年(nian)(nian)(nian)，美國的(de)McJunkin等(deng)人(ren)提出(chu)(chu)內部缺(que)陷(xian)漏(lou)磁場(chang)強度(du)(du)小(xiao)，可(ke)以采用(yong)敏感度(du)(du)小(xiao)的(de)檢(jian)(jian)測探頭來(lai)檢(jian)(jian)測外(wai)部缺(que)陷(xian)，以實現內外(wai)部缺(que)陷(xian)評價一(yi)致(zhi)性；2007年(nian)(nian)(nian)，印度(du)(du)甘(gan)地原(yuan)子(zi)研究中(zhong)心的(de)R.Baskaran 將偽逆方法應(ying)用(yong)于漏(lou)磁信號(hao)圖像處(chu)理(li)(li)中(zhong)。在(zai)國內，康宜華(hua)、彭永勝、馬鳳銘及(ji)張勇等(deng)同樣在(zai)檢(jian)(jian)測信號(hao)后處(chu)理(li)(li)方面做了(le)相關(guan)研究工(gong)作。
4. 漏磁檢測理論
為了給漏磁(ci)(ci)檢測技術的(de)應(ying)用和推廣提供理(li)論支撐，關于漏磁(ci)(ci)場的(de)形成(cheng)機制、影響(xiang)因素、信號解釋(shi)與(yu)反演等相關理(li)論得到快速發展。
缺(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)場分布計算(suan)方法(fa)主要有(you)：磁(ci)偶極法(fa)、有(you)限元(yuan)數(shu)值仿真、試驗(yan)(yan)法(fa)、全息照相法(fa)。1966年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提(ti)出(chu)表(biao)(biao)面(mian)開(kai)口無(wu)限長缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)偶極子模(mo)型，分別(bie)用(yong)點(dian)(dian)磁(ci)偶極子、無(wu)限長磁(ci)偶極線(xian)和(he)無(wu)限長磁(ci)偶極帶來模(mo)擬工件表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)狀缺(que)陷(xian)、淺裂紋(wen)(wen)和(he)深裂紋(wen)(wen)。1972年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用(yong)面(mian)磁(ci)偶極子模(mo)型計算(suan)了截面(mian)為矩(ju)形(xing)開(kai)口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度有(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)磁(ci)場分布，從(cong)而計算(suan)位數(shu)拓展到了三維空間。1975年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)愛荷華州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人采用(yong)有(you)限元(yuan)數(shu)值模(mo)擬法(fa)對漏(lou)(lou)磁(ci)場進行計算(suan)。1982-1986年(nian)，德國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采用(yong)試驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)對美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所(suo)提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)限元(yuan)漏(lou)(lou)磁(ci)場分析計算(suan)進行了驗(yan)(yan)證及部(bu)分修(xiu)正(zheng)。1986年(nian)，英(ying)國(guo)(guo)赫爾大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉(la)(la)普拉(la)(la)斯方程解(jie)(jie)得截面(mian)為半橢圓形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)磁(ci)場分布，并(bing)且在此(ci)基礎上給出(chu)了有(you)限長表(biao)(biao)面(mian)開(kai)口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D表(biao)(biao)達式。2003年(nian)，烏克蘭國(guo)(guo)家科學(xue)院物理(li)研(yan)究所(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出(chu)了線(xian)性鐵磁(ci)性材料表(biao)(biao)面(mian)缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場分布解(jie)(jie)析模(mo)型。
國(guo)內研(yan)究方(fang)面，1982年(nian)(nian)孫雨施提出了(le)永磁(ci)場(chang)的(de)計(ji)算(suan)模型，1984年(nian)(nian)張琪采用數學建模解(jie)析的(de)方(fang)法(fa)研(yan)究了(le)漏磁(ci)場(chang)分(fen)布特性，1990年(nian)(nian)南京燃氣輪機(ji)研(yan)究所的(de)仲維暢開始對磁(ci)偶極子開展大(da)量(liang)的(de)研(yan)究工作；這期(qi)間(jian)，華(hua)中科技大(da)學的(de)楊(yang)叔子及康宜華(hua)、清華(hua)大(da)學的(de)李(li)路明及軍(jun)械(xie)工程學院的(de)徐章遂及南昌航空(kong)大(da)學的(de)任吉林等(deng)研(yan)究團(tuan)隊(dui)對缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)分(fen)布計(ji)算(suan)也做了(le)大(da)量(liang)研(yan)究工作。
影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)漏(lou)(lou)磁(ci)場分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)因素(su)主(zhu)要包(bao)括：檢測速(su)度(du)(du)、缺(que)陷特性、構件受(shou)力(li)狀態、提離(li)效(xiao)應(ying)(ying)、激(ji)勵場強(qiang)度(du)(du)及磁(ci)導率變(bian)化等。1993年，美國(guo)愛荷華州立大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)(le)(le)電磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)現(xian)象對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢測影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)數字有限(xian)元(yuan)模(mo)型。1995年，日本國(guo)家鋼(gang)鐵研(yan)(yan)究(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)偶極(ji)子(zi)模(mo)型分(fen)析了(le)(le)(le)兩平行裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場分(fen)布(bu)。1996-1998年，加(jia)拿(na)大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)(he)Lynann Clapham等人分(fen)別研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)壓力(li)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢測信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，分(fen)析了(le)(le)(le)相鄰缺(que)陷之間或不(bu)同(tong)走向缺(que)陷之間的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)檢測信號(hao)關系。2000-2003年，日本九州工(gong)業大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)(he)Nishio 采用有限(xian)元(yuan)法(fa)計算材料屬性、極(ji)靴(xue)氣隙對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。2004年，韓國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過3D有限(xian)元(yuan)數值仿(fang)真和(he)(he)試驗法(fa)發(fa)現(xian)電磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)現(xian)象對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)信號(hao)波形(xing)和(he)(he)幅值都會產(chan)生影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。2005年，加(jia)拿(na)大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)凹(ao)痕(hen)尺寸與殘余應(ying)(ying)力(li)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢測信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。2006年，英國(guo)紐(niu)卡(ka)斯爾大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)(he)Yong Li等通過有限(xian)元(yuan)數值仿(fang)真研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)在不(bu)同(tong)缺(que)陷深度(du)(du)下渦流效(xiao)應(ying)(ying)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢測的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。國(guo)內(nei)，武(wu)漢大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)杜志(zhi)葉、清華大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)(he)沈陽(yang)工(gong)業大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐等也(ye)在這方(fang)面做了(le)(le)(le)相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)真研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作。
缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)的(de)目的(de)是根(gen)據檢測信(xin)號得出(chu)(chu)(chu)缺(que)陷(xian)損傷程度(du)，從而(er)對構件質量進行(xing)(xing)有效評(ping)價(jia)，其中一(yi)個關鍵問題就(jiu)是尋找檢測信(xin)號與(yu)缺(que)陷(xian)尺(chi)寸的(de)對應關系。1995年，日本京都大學的(de)KoichiHanasaki提(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)一(yi)種(zhong)鋼絲繩缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)模(mo)型。2000年，美國(guo)愛荷華(hua)州立(li)大學的(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用(yong)神(shen)經網(wang)絡及小波分(fen)(fen)析(xi)方(fang)法(fa)(fa)研究了(le)(le)(le)反(fan)演(yan)問題。2002年，我國(guo)鐘維暢利用(yong)磁偶(ou)極子理論進行(xing)(xing)了(le)(le)(le)缺(que)陷(xian)的(de)反(fan)推工(gong)作；同年，德國(guo)的(de)Jens Haueisen 等人采(cai)用(yong)最大熵法(fa)(fa)進行(xing)(xing)了(le)(le)(le)評(ping)估分(fen)(fen)析(xi)，給出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)一(yi)種(zhong)可(ke)根(gen)據檢測信(xin)號得出(chu)(chu)(chu)缺(que)陷(xian)的(de)尺(chi)寸及位置(zhi)的(de)有效算(suan)法(fa)(fa)；密西根(gen)州立(li)大學的(de)Ameet Vijay Joshi結(jie)合傳統反(fan)演(yan)算(suan)法(fa)(fa)，提(ti)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)一(yi)種(zhong)高階統計法(fa)(fa)。2009年，合肥工(gong)業大學的(de)張(zhang)勇(yong)采(cai)用(yong)粒(li)子群優化(hua)算(suan)法(fa)(fa)對缺(que)陷(xian)進行(xing)(xing)反(fan)演(yan)，華(hua)中科技(ji)大學的(de)劉志平及天津大學的(de)蔣奇也做了(le)(le)(le)部分(fen)(fen)缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)工(gong)作。
