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(lei)鋼管漏磁檢(jian)(jian)測方法一(yi)直沿用至今，在(zai)具(ju)體(ti)實施鋼管漏磁檢(jian)(jian)測的過程中，需要根據具(ju)體(ti)檢(jian)(jian)測條(tiao)件(jian)來選(xuan)擇合適(shi)的檢(jian)(jian)測方法，如(ru)鋼管軋制工藝、鋼管運行(xing)狀(zhuang)態(tai)、檢(jian)(jian)測靈敏度要求以及成(cheng)本等。
2. 漏磁檢(jian)測設備
在漏(lou)(lou)磁檢測方法研(yan)究基礎上，立足于漏(lou)(lou)磁檢測具體需求，形(xing)成了各(ge)種類(lei)型的漏(lou)(lou)磁檢測設備，與之相關的關鍵技(ji)術主要包括漏(lou)(lou)磁場高靈敏度拾取、高強度均勻磁化以(yi)及(ji)傳感器(qi)掃查路徑(jing)規劃。
a. 傳感(gan)器
1959年，瑞士的(de)Ermt Vogt發明了(le)(le)感應線圈；1970年，美(mei)國(guo)AMF公司的(de)Noel B．Proctor首(shou)次提出(chu)了(le)(le)印(yin)刷(shua)線圈，從而提高(gao)了(le)(le)傳感器的(de)工藝精度(du)和一(yi)致性；1976年，加拿大諾蘭(lan)達礦(kuang)業有限公司的(de)Krank Kitzinger等人(ren)首(shou)次采用霍(huo)爾元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)測量(liang)漏磁場(chang)絕對值；1994-1996年，捷克的(de)Ripka和瑞士的(de)Popovic等人(ren)綜合比(bi)較了(le)(le)感應線圈、霍(huo)爾元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、磁通門及磁阻(zu)的(de)敏感特性；2002年，法國(guo)的(de)Jean-Louis Robert等人(ren)首(shou)次制作了(le)(le)適應高(gao)溫檢(jian)測環(huan)境的(de)霍(huo)爾元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)；2008年，印(yin)度(du)甘地原子(zi)研究中心的(de)W．Sharatchandra Singh 發明了(le)(le)巨磁阻(zu)傳感器。
b. 漏(lou)磁檢測設備
1980年(nian)，日本住友金屬工業(ye)株(zhu)式會社發(fa)明了(le)移動式漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備(bei)，美國(guo)磁(ci)(ci)性分析公(gong)司(si)、德國(guo)NUKEM有(you)限(xian)公(gong)司(si)相(xiang)繼(ji)研制了(le)鋼管(guan)(guan)周(zhou)向加軸(zhou)向復合(he)磁(ci)(ci)化的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備(bei)；1994-2000年(nian)，荷蘭(lan)屯(tun)特(te)大(da)學(xue)(xue)、加拿大(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)測(ce)(ce)設(she)備(bei)“管(guan)(guan)道豬”實(shi)施管(guan)(guan)道內檢(jian)測(ce)(ce)；我國(guo)華(hua)中科技(ji)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)康宜華(hua)等(deng)人自(zi)1989年(nian)報(bao)道了(le)自(zi)行研制的(de)(de)首(shou)臺漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備(bei)以來，進(jin)行了(le)大(da)量的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備(bei)的(de)(de)開發(fa)工作(zuo)，并開發(fa)了(le)數字化磁(ci)(ci)性無損(sun)檢(jian)測(ce)(ce)技(ji)術；另外(wai)，清華(hua)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)黃松嶺、沈陽工業(ye)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)楊理(li)踐及合(he)肥工業(ye)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)何(he)輔云等(deng)人對漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備(bei)的(de)(de)應用也(ye)做了(le)大(da)量研究工作(zuo)。
3. 信號后(hou)處理
漏磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)在實施過程中將鐵磁(ci)(ci)性構件(jian)(jian)(jian)磁(ci)(ci)化至(zhi)飽(bao)和或(huo)者近(jin)飽(bao)和狀態，此時在缺陷附(fu)近(jin)會產生漏磁(ci)(ci)場(chang)，然后利用磁(ci)(ci)敏感元件(jian)(jian)(jian)拾取試件(jian)(jian)(jian)表面磁(ci)(ci)場(chang)變化并(bing)依次轉換為模擬信(xin)(xin)號(hao)和數字(zi)信(xin)(xin)號(hao)，最后根據檢測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)特征對(dui)試件(jian)(jian)(jian)質量(liang)狀態進行評(ping)價。因此，漏磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)最終是以缺陷檢測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)特性來分析和判斷構件(jian)(jian)(jian)質量(liang)的(de)。
檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號進行(xing)(xing)后續(xu)處理(li)的(de)(de)研(yan)究進展：1996年(nian)，美(mei)(mei)國(guo)愛荷華州立大學的(de)(de)Mandayam等(deng)人(ren)提出平衡式濾除算法(fa)，用于消除電磁(ci)感(gan)應現(xian)象和磁(ci)導率(lv)不均(jun)對漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號所產生的(de)(de)影響(xiang)；1997年(nian)，美(mei)(mei)國(guo)的(de)(de)Bubenik等(deng)人(ren)提出內(nei)(nei)(nei)外缺(que)(que)陷(xian)區分的(de)(de)可行(xing)(xing)性；2000年(nian)，印度巴(ba)布(bu)哈原子研(yan)究中(zhong)心的(de)(de)Mukhopadhyay采用小波分析處理(li)缺(que)(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)場信(xin)(xin)號；2005年(nian)，美(mei)(mei)國(guo)的(de)(de)Mikkola 發表(biao)了(le)內(nei)(nei)(nei)外缺(que)(que)陷(xian)區分方法(fa)；2006年(nian)，美(mei)(mei)國(guo)的(de)(de)McJunkin等(deng)人(ren)提出內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)缺(que)(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)場強度小，可以采用敏(min)感(gan)度小的(de)(de)檢(jian)測(ce)探頭來檢(jian)測(ce)外部(bu)(bu)缺(que)(que)陷(xian)，以實(shi)現(xian)內(nei)(nei)(nei)外部(bu)(bu)缺(que)(que)陷(xian)評(ping)價一(yi)致(zhi)性；2007年(nian)，印度甘地原子研(yan)究中(zhong)心的(de)(de)R.Baskaran 將偽逆(ni)方法(fa)應用于漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號圖像處理(li)中(zhong)。在(zai)國(guo)內(nei)(nei)(nei)，康宜華、彭永勝(sheng)、馬鳳銘及(ji)張(zhang)勇等(deng)同(tong)樣(yang)在(zai)檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號后處理(li)方面做(zuo)了(le)相關研(yan)究工作。
4. 漏磁檢測理論
為了(le)給漏(lou)磁(ci)檢測技術的應用(yong)和推廣提(ti)供理論支撐，關于漏(lou)磁(ci)場的形成機制、影響因(yin)素、信號解釋(shi)與(yu)反演(yan)等(deng)相關理論得到快速(su)發展。
缺(que)(que)陷漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)(chang)分(fen)布計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)主要有(you)：磁(ci)偶(ou)極(ji)法(fa)、有(you)限(xian)元(yuan)數值(zhi)仿真、試驗(yan)法(fa)、全息照相法(fa)。1966年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)(he)Shcherbinin 提出表(biao)面(mian)開(kai)口無(wu)限(xian)長缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)偶(ou)極(ji)子模型，分(fen)別用點(dian)磁(ci)偶(ou)極(ji)子、無(wu)限(xian)長磁(ci)偶(ou)極(ji)線(xian)和(he)(he)無(wu)限(xian)長磁(ci)偶(ou)極(ji)帶來模擬(ni)工件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)狀缺(que)(que)陷、淺裂(lie)紋(wen)和(he)(he)深裂(lie)紋(wen)。1972年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用面(mian)磁(ci)偶(ou)極(ji)子模型計(ji)算(suan)了(le)截面(mian)為矩形(xing)開(kai)口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度有(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)(chang)分(fen)布，從而計(ji)算(suan)位數拓展到了(le)三維空(kong)間(jian)。1975年(nian)，美國(guo)愛荷華州立(li)大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人采用有(you)限(xian)元(yuan)數值(zhi)模擬(ni)法(fa)對漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)(chang)進行計(ji)算(suan)。1982-1986年(nian)，德國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采用試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)對美國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Lord和(he)(he)Hwang所提出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)限(xian)元(yuan)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)(chang)分(fen)析計(ji)算(suan)進行了(le)驗(yan)證及(ji)部分(fen)修正。1986年(nian)，英國(guo)赫(he)爾(er)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)(he)Palmer 通過拉(la)(la)普拉(la)(la)斯方(fang)程解得截面(mian)為半橢圓形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)(chang)分(fen)布，并且在此(ci)基礎上(shang)給出了(le)有(you)限(xian)長表(biao)面(mian)開(kai)口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D表(biao)達式。2003年(nian)，烏(wu)克蘭國(guo)家科學(xue)院物理研(yan)究所的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出了(le)線(xian)性鐵磁(ci)性材料表(biao)面(mian)缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)(chang)分(fen)布解析模型。
國內研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)面，1982年(nian)孫雨施提出(chu)了永(yong)磁(ci)場的(de)(de)計(ji)算模型，1984年(nian)張琪采用數(shu)學建模解析的(de)(de)方(fang)法研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了漏磁(ci)場分(fen)布特性(xing)，1990年(nian)南京燃氣輪機研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)所(suo)的(de)(de)仲維暢開(kai)始對(dui)磁(ci)偶(ou)極(ji)子開(kai)展(zhan)大量(liang)的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)工(gong)作；這期間(jian)，華中科技大學的(de)(de)楊叔(shu)子及康宜華、清(qing)華大學的(de)(de)李路明及軍械工(gong)程學院的(de)(de)徐(xu)章遂及南昌(chang)航(hang)空(kong)大學的(de)(de)任吉林(lin)等研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團隊對(dui)缺(que)陷漏磁(ci)場分(fen)布計(ji)算也做了大量(liang)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)工(gong)作。
影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因素主要包(bao)括：檢(jian)(jian)測(ce)速度、缺(que)陷特性、構件受力狀態(tai)、提離效(xiao)應、激勵(li)場(chang)強度及磁(ci)(ci)(ci)(ci)導(dao)率變化等(deng)。1993年(nian)(nian)(nian)，美國愛荷(he)華(hua)州立大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應現象(xiang)對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字(zi)有(you)(you)限元(yuan)模型。1995年(nian)(nian)(nian)，日(ri)本國家鋼鐵(tie)研(yan)究(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極子模型分(fen)(fen)析了(le)兩平(ping)行(xing)裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)(bu)。1996-1998年(nian)(nian)(nian)，加拿大(da)女王(wang)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等(deng)人(ren)分(fen)(fen)別研(yan)究(jiu)了(le)壓力對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)，分(fen)(fen)析了(le)相鄰缺(que)陷之(zhi)間或不同(tong)走向(xiang)缺(que)陷之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)關系。2000-2003年(nian)(nian)(nian)，日(ri)本九州工業大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有(you)(you)限元(yuan)法計(ji)算材料屬(shu)性、極靴氣隙對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。2004年(nian)(nian)(nian)，韓國的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過(guo)3D有(you)(you)限元(yuan)數值(zhi)仿真(zhen)和(he)試驗法發(fa)現電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應現象(xiang)對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)波形和(he)幅(fu)值(zhi)都會產生影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。2005年(nian)(nian)(nian)，加拿大(da)女王(wang)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)究(jiu)了(le)凹痕尺寸與殘余應力對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。2006年(nian)(nian)(nian)，英國紐卡斯爾大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等(deng)通過(guo)有(you)(you)限元(yuan)數值(zhi)仿真(zhen)研(yan)究(jiu)了(le)在(zai)不同(tong)缺(que)陷深度下渦流效(xiao)應對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。國內，武漢大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)杜(du)志葉、清華(hua)大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黃松嶺(ling)和(he)沈陽工業大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐等(deng)也在(zai)這(zhe)方面做了(le)相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)研(yan)究(jiu)工作。
缺(que)(que)陷反(fan)演的(de)(de)目的(de)(de)是根據檢測(ce)信號(hao)得出(chu)(chu)缺(que)(que)陷損傷(shang)程度(du)，從而對(dui)(dui)構件質量進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)有(you)效評價(jia)，其中(zhong)一個(ge)關(guan)鍵問題(ti)就(jiu)是尋找檢測(ce)信號(hao)與(yu)缺(que)(que)陷尺寸(cun)的(de)(de)對(dui)(dui)應關(guan)系(xi)。1995年(nian)(nian)，日(ri)本京都大學(xue)的(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)(chu)了(le)(le)一種鋼絲繩(sheng)缺(que)(que)陷反(fan)演模(mo)型(xing)。2000年(nian)(nian)，美國愛荷(he)華(hua)州(zhou)(zhou)立大學(xue)的(de)(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用神經網絡及小波分析方法(fa)研究了(le)(le)反(fan)演問題(ti)。2002年(nian)(nian)，我國鐘維暢利用磁偶極子理論進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)缺(que)(que)陷的(de)(de)反(fan)推(tui)工作(zuo)；同年(nian)(nian)，德國的(de)(de)Jens Haueisen 等(deng)人采(cai)用最大熵(shang)法(fa)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)評估分析，給出(chu)(chu)了(le)(le)一種可根據檢測(ce)信號(hao)得出(chu)(chu)缺(que)(que)陷的(de)(de)尺寸(cun)及位(wei)置的(de)(de)有(you)效算法(fa)；密西根州(zhou)(zhou)立大學(xue)的(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統反(fan)演算法(fa)，提出(chu)(chu)了(le)(le)一種高階統計法(fa)。2009年(nian)(nian)，合肥(fei)工業(ye)大學(xue)的(de)(de)張勇采(cai)用粒(li)子群優化(hua)算法(fa)對(dui)(dui)缺(que)(que)陷進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)反(fan)演，華(hua)中(zhong)科技(ji)大學(xue)的(de)(de)劉志平及天(tian)津大學(xue)的(de)(de)蔣(jiang)奇也做了(le)(le)部分缺(que)(que)陷反(fan)演工作(zuo)。
