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、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
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(sun)檢(jian)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。
上述各類鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)方法一直(zhi)沿用至今，在(zai)具體實施(shi)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的過程中(zhong)，需要根(gen)據具體檢(jian)(jian)測(ce)(ce)條(tiao)件來(lai)選擇合適的檢(jian)(jian)測(ce)(ce)方法，如鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)軋制(zhi)工藝、鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)運(yun)行狀態、檢(jian)(jian)測(ce)(ce)靈敏度(du)要求以(yi)及成本等。
2. 漏磁檢測(ce)設備
在(zai)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)方法研究基礎上(shang)，立(li)足于漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)具(ju)體(ti)需(xu)求，形成了各(ge)種類型的漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)設備，與之相關(guan)的關(guan)鍵(jian)技術主要包(bao)括漏磁(ci)(ci)場(chang)高靈敏度(du)拾取、高強度(du)均勻(yun)磁(ci)(ci)化以及(ji)傳感(gan)器掃(sao)查路徑(jing)規劃。
a. 傳感器
1959年(nian)(nian)(nian)，瑞士的Ermt Vogt發(fa)明了感(gan)應(ying)線圈(quan)；1970年(nian)(nian)(nian)，美國(guo)AMF公司的Noel B．Proctor首次提出了印(yin)刷(shua)線圈(quan)，從而提高了傳感(gan)器的工藝精度和(he)一(yi)致性；1976年(nian)(nian)(nian)，加拿大諾蘭達(da)礦業(ye)有(you)限公司的Krank Kitzinger等人首次采用(yong)霍爾(er)元件測(ce)量漏磁(ci)場絕(jue)對值；1994-1996年(nian)(nian)(nian)，捷克的Ripka和(he)瑞士的Popovic等人綜合比較了感(gan)應(ying)線圈(quan)、霍爾(er)元件、磁(ci)通門及磁(ci)阻(zu)的敏感(gan)特性；2002年(nian)(nian)(nian)，法國(guo)的Jean-Louis Robert等人首次制作了適應(ying)高溫檢測(ce)環境(jing)的霍爾(er)元件；2008年(nian)(nian)(nian)，印(yin)度甘地(di)原子(zi)研究中心的W．Sharatchandra Singh 發(fa)明了巨磁(ci)阻(zu)傳感(gan)器。
b. 漏磁檢測設(she)備
1980年(nian)，日本住友金屬工(gong)業株式(shi)會社發(fa)明了(le)(le)移動式(shi)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設備(bei)，美國磁(ci)性(xing)(xing)分(fen)析公(gong)司(si)(si)、德國NUKEM有限公(gong)司(si)(si)相繼研(yan)制了(le)(le)鋼管(guan)周向(xiang)加(jia)軸向(xiang)復合磁(ci)化(hua)的(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設備(bei)；1994-2000年(nian)，荷蘭屯特大(da)(da)學(xue)、加(jia)拿大(da)(da)Pipetronix 有限公(gong)司(si)(si)及(ji)(ji)BJ服務公(gong)司(si)(si)利用漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設備(bei)“管(guan)道(dao)(dao)豬”實施(shi)管(guan)道(dao)(dao)內檢(jian)(jian)測(ce)(ce)；我(wo)國華(hua)中科技(ji)大(da)(da)學(xue)的(de)康宜華(hua)等(deng)(deng)人自1989年(nian)報(bao)道(dao)(dao)了(le)(le)自行研(yan)制的(de)首臺漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設備(bei)以(yi)來，進行了(le)(le)大(da)(da)量的(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設備(bei)的(de)開發(fa)工(gong)作(zuo)，并(bing)開發(fa)了(le)(le)數(shu)字化(hua)磁(ci)性(xing)(xing)無(wu)損檢(jian)(jian)測(ce)(ce)技(ji)術(shu)；另外，清華(hua)大(da)(da)學(xue)的(de)黃(huang)松嶺、沈陽工(gong)業大(da)(da)學(xue)的(de)楊理踐及(ji)(ji)合肥(fei)工(gong)業大(da)(da)學(xue)的(de)何輔云等(deng)(deng)人對漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設備(bei)的(de)應用也做了(le)(le)大(da)(da)量研(yan)究工(gong)作(zuo)。
3. 信號后處理
漏(lou)磁檢(jian)測在(zai)(zai)實施過(guo)程(cheng)中將鐵(tie)磁性(xing)構(gou)件磁化(hua)至飽和(he)或者近飽和(he)狀態(tai)，此(ci)時在(zai)(zai)缺陷附(fu)近會產生漏(lou)磁場，然后利用磁敏感元件拾取試(shi)件表(biao)面(mian)磁場變化(hua)并依次轉換(huan)為模擬信號(hao)和(he)數(shu)字信號(hao)，最(zui)后根據檢(jian)測信號(hao)特(te)征對試(shi)件質(zhi)量狀態(tai)進行(xing)評價。因此(ci)，漏(lou)磁檢(jian)測最(zui)終是以缺陷檢(jian)測信號(hao)的特(te)性(xing)來分(fen)析和(he)判斷(duan)構(gou)件質(zhi)量的。
檢(jian)測信(xin)號進(jin)行后續處理(li)的(de)(de)研究進(jin)展(zhan)：1996年(nian)，美(mei)國愛荷華(hua)州立(li)大學的(de)(de)Mandayam等(deng)(deng)(deng)人(ren)(ren)提出(chu)平衡(heng)式濾(lv)除算法(fa)，用(yong)于(yu)消除電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)現象和磁(ci)(ci)(ci)導率不(bu)均對漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測信(xin)號所產生的(de)(de)影響；1997年(nian)，美(mei)國的(de)(de)Bubenik等(deng)(deng)(deng)人(ren)(ren)提出(chu)內(nei)外(wai)缺(que)陷區(qu)分(fen)的(de)(de)可(ke)行性(xing)(xing)；2000年(nian)，印度巴(ba)布(bu)哈原子研究中心的(de)(de)Mukhopadhyay采用(yong)小波分(fen)析(xi)處理(li)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)場信(xin)號；2005年(nian)，美(mei)國的(de)(de)Mikkola 發表了(le)內(nei)外(wai)缺(que)陷區(qu)分(fen)方(fang)法(fa)；2006年(nian)，美(mei)國的(de)(de)McJunkin等(deng)(deng)(deng)人(ren)(ren)提出(chu)內(nei)部(bu)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)場強度小，可(ke)以采用(yong)敏感(gan)度小的(de)(de)檢(jian)測探頭(tou)來檢(jian)測外(wai)部(bu)缺(que)陷，以實(shi)現內(nei)外(wai)部(bu)缺(que)陷評價一(yi)致性(xing)(xing)；2007年(nian)，印度甘地(di)原子研究中心的(de)(de)R.Baskaran 將偽(wei)逆方(fang)法(fa)應(ying)用(yong)于(yu)漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號圖(tu)像(xiang)處理(li)中。在國內(nei)，康宜華(hua)、彭永勝、馬鳳銘及張勇等(deng)(deng)(deng)同樣在檢(jian)測信(xin)號后處理(li)方(fang)面做(zuo)了(le)相(xiang)關研究工(gong)作。
4. 漏磁檢測理(li)論(lun)
為了給漏(lou)磁檢(jian)測(ce)技術的(de)應用和推廣提供理論支撐，關于漏(lou)磁場(chang)的(de)形(xing)成機制、影響(xiang)因素、信號解釋與反演等(deng)相關理論得到(dao)快速發展。
缺(que)(que)陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分(fen)(fen)布(bu)計(ji)(ji)算方(fang)法(fa)主要有：磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)法(fa)、有限(xian)(xian)(xian)元數(shu)值仿真、試驗(yan)法(fa)、全息(xi)照相法(fa)。1966年(nian)，蘇聯的(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出表面開口(kou)無限(xian)(xian)(xian)長(chang)缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)子模(mo)型，分(fen)(fen)別用點磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)子、無限(xian)(xian)(xian)長(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)線和(he)無限(xian)(xian)(xian)長(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)帶來模(mo)擬工(gong)件表面的(de)(de)(de)(de)點狀缺(que)(que)陷、淺裂(lie)(lie)紋(wen)和(he)深裂(lie)(lie)紋(wen)。1972年(nian)，蘇聯的(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用面磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)極(ji)子模(mo)型計(ji)(ji)算了(le)截面為矩形(xing)開口(kou)的(de)(de)(de)(de)長(chang)度有限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)3D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分(fen)(fen)布(bu)，從而(er)計(ji)(ji)算位數(shu)拓(tuo)展到了(le)三維(wei)空間。1975年(nian)，美國(guo)(guo)(guo)愛荷(he)華州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)Hwang等人(ren)采用有限(xian)(xian)(xian)元數(shu)值模(mo)擬法(fa)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)進行計(ji)(ji)算。1982-1986年(nian)，德國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)F?rster F采用試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)對(dui)美國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所(suo)提出的(de)(de)(de)(de)有限(xian)(xian)(xian)元漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分(fen)(fen)析計(ji)(ji)算進行了(le)驗(yan)證及(ji)部分(fen)(fen)修正。1986年(nian)，英國(guo)(guo)(guo)赫(he)爾大學(xue)的(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉(la)普拉(la)斯方(fang)程解(jie)得截面為半橢圓形(xing)的(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分(fen)(fen)布(bu)，并且在此基礎(chu)上給出了(le)有限(xian)(xian)(xian)長(chang)表面開口(kou)的(de)(de)(de)(de)3D表達式(shi)。2003年(nian)，烏克蘭國(guo)(guo)(guo)家科(ke)學(xue)院物理研(yan)究(jiu)所(suo)的(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出了(le)線性(xing)(xing)鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)(xing)材料(liao)表面缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分(fen)(fen)布(bu)解(jie)析模(mo)型。
國內研(yan)(yan)究方面，1982年(nian)孫雨(yu)施提出了(le)(le)永磁場(chang)的(de)(de)計(ji)算模型，1984年(nian)張(zhang)琪采用數學(xue)建模解析的(de)(de)方法研(yan)(yan)究了(le)(le)漏磁場(chang)分布特性，1990年(nian)南(nan)(nan)京燃氣輪機研(yan)(yan)究所的(de)(de)仲(zhong)維暢開(kai)(kai)始對磁偶極子開(kai)(kai)展大(da)(da)量(liang)的(de)(de)研(yan)(yan)究工作；這期間，華中科技大(da)(da)學(xue)的(de)(de)楊叔子及(ji)康宜華、清(qing)華大(da)(da)學(xue)的(de)(de)李路明及(ji)軍械工程學(xue)院的(de)(de)徐章遂及(ji)南(nan)(nan)昌航空大(da)(da)學(xue)的(de)(de)任吉林等研(yan)(yan)究團隊對缺陷漏磁場(chang)分布計(ji)算也做(zuo)了(le)(le)大(da)(da)量(liang)研(yan)(yan)究工作。
影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分布的(de)(de)(de)因素主要(yao)包括：檢(jian)測速度(du)、缺(que)(que)陷特性、構(gou)件受(shou)力(li)(li)狀態、提離(li)效(xiao)應(ying)、激勵場(chang)強(qiang)度(du)及(ji)磁(ci)(ci)(ci)導率變化等(deng)(deng)。1993年，美國愛荷華州(zhou)立大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)YK Shin 建(jian)立了電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)現象對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)數字有限元(yuan)模型。1995年，日本(ben)國家鋼鐵研(yan)究(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)(ci)偶極子模型分析(xi)(xi)了兩平行裂紋的(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分布。1996-1998年，加拿大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji) Weihua Mao 和Lynann Clapham等(deng)(deng)人分別(bie)研(yan)究(jiu)了壓(ya)力(li)(li)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)，分析(xi)(xi)了相(xiang)鄰缺(que)(que)陷之(zhi)間或不同(tong)走向缺(que)(que)陷之(zhi)間的(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測信號(hao)(hao)關系(xi)。2000-2003年，日本(ben)九州(zhou)工業(ye)大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和Nishio 采用有限元(yuan)法計算(suan)材(cai)料(liao)屬性、極靴氣隙對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2004年，韓國的(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)(tong)過3D有限元(yuan)數值(zhi)仿(fang)真(zhen)和試驗法發現電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)現象對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)信號(hao)(hao)波形和幅值(zhi)都會產生影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2005年，加拿大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)究(jiu)了凹痕尺寸與殘余應(ying)力(li)(li)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2006年，英國紐卡斯爾(er)大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de) Gui Yun Tian和Yong Li等(deng)(deng)通(tong)(tong)過有限元(yuan)數值(zhi)仿(fang)真(zhen)研(yan)究(jiu)了在不同(tong)缺(que)(que)陷深度(du)下渦流(liu)效(xiao)應(ying)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測的(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。國內，武漢大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)杜(du)志葉、清華大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)黃松(song)嶺和沈陽工業(ye)大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)楊理踐等(deng)(deng)也在這方面(mian)做了相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)仿(fang)真(zhen)研(yan)究(jiu)工作(zuo)。
缺陷(xian)反(fan)演(yan)(yan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是根(gen)(gen)據檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)得出缺陷(xian)損傷程度(du)，從(cong)而(er)對(dui)構(gou)件質量進行有(you)(you)效評價，其中一(yi)(yi)個關鍵問(wen)題(ti)就(jiu)是尋找檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)與缺陷(xian)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)對(dui)應關系。1995年(nian)(nian)，日本京(jing)都大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)KoichiHanasaki提(ti)(ti)出了(le)(le)一(yi)(yi)種鋼絲繩(sheng)缺陷(xian)反(fan)演(yan)(yan)模型。2000年(nian)(nian)，美國(guo)愛荷(he)華(hua)州立大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de) Kyungtae和(he)Hwang采(cai)用神(shen)經(jing)網(wang)絡及(ji)小(xiao)波分(fen)(fen)析(xi)方法(fa)(fa)研究了(le)(le)反(fan)演(yan)(yan)問(wen)題(ti)。2002年(nian)(nian)，我國(guo)鐘維(wei)暢利(li)用磁偶極子理論進行了(le)(le)缺陷(xian)的(de)(de)(de)反(fan)推工(gong)作(zuo)；同年(nian)(nian)，德國(guo)的(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人采(cai)用最(zui)大(da)熵法(fa)(fa)進行了(le)(le)評估分(fen)(fen)析(xi)，給出了(le)(le)一(yi)(yi)種可根(gen)(gen)據檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)得出缺陷(xian)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)及(ji)位置(zhi)的(de)(de)(de)有(you)(you)效算(suan)法(fa)(fa)；密西根(gen)(gen)州立大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統(tong)反(fan)演(yan)(yan)算(suan)法(fa)(fa)，提(ti)(ti)出了(le)(le)一(yi)(yi)種高階統(tong)計法(fa)(fa)。2009年(nian)(nian)，合肥工(gong)業大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)張勇采(cai)用粒子群優化算(suan)法(fa)(fa)對(dui)缺陷(xian)進行反(fan)演(yan)(yan)，華(hua)中科技大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)劉(liu)志(zhi)平及(ji)天津大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)蔣奇(qi)也做了(le)(le)部(bu)分(fen)(fen)缺陷(xian)反(fan)演(yan)(yan)工(gong)作(zuo)。
