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(ci)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。
上述各類鋼(gang)管漏磁(ci)檢測(ce)(ce)方法(fa)一直沿用至今(jin)，在具(ju)體實施鋼(gang)管漏磁(ci)檢測(ce)(ce)的過程(cheng)中，需要根(gen)據具(ju)體檢測(ce)(ce)條件(jian)來選擇合適的檢測(ce)(ce)方法(fa)，如鋼(gang)管軋制工藝、鋼(gang)管運行狀態、檢測(ce)(ce)靈(ling)敏度要求(qiu)以及成本等。
2. 漏磁檢測設備
在漏磁(ci)檢測方(fang)法研究基礎上(shang)，立(li)足于漏磁(ci)檢測具體(ti)需求，形(xing)成(cheng)了各種類型的漏磁(ci)檢測設備(bei)，與之(zhi)相(xiang)關(guan)的關(guan)鍵技術主(zhu)要包括漏磁(ci)場高靈敏(min)度拾(shi)取、高強度均勻磁(ci)化以及傳感器掃(sao)查路徑規劃。
a. 傳感器
1959年，瑞士(shi)的(de)(de)(de)Ermt Vogt發(fa)明了(le)感(gan)應線(xian)圈(quan)；1970年，美國AMF公(gong)司的(de)(de)(de)Noel B．Proctor首次提(ti)出了(le)印刷線(xian)圈(quan)，從而提(ti)高(gao)(gao)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)工藝精(jing)度和(he)一致性(xing)；1976年，加拿大諾蘭(lan)達礦業(ye)有限公(gong)司的(de)(de)(de)Krank Kitzinger等人(ren)首次采用霍爾元件測量漏(lou)磁場絕(jue)對值；1994-1996年，捷克的(de)(de)(de)Ripka和(he)瑞士(shi)的(de)(de)(de)Popovic等人(ren)綜合比較(jiao)了(le)感(gan)應線(xian)圈(quan)、霍爾元件、磁通門(men)及磁阻的(de)(de)(de)敏感(gan)特性(xing)；2002年，法國的(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等人(ren)首次制作了(le)適應高(gao)(gao)溫檢測環境(jing)的(de)(de)(de)霍爾元件；2008年，印度甘(gan)地原(yuan)子研究中心的(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發(fa)明了(le)巨磁阻傳(chuan)感(gan)器(qi)。
b. 漏磁檢測設備(bei)
1980年，日本住友金(jin)屬工(gong)業(ye)株式(shi)(shi)會社發(fa)明(ming)了(le)移(yi)動式(shi)(shi)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備，美(mei)國(guo)(guo)磁(ci)(ci)(ci)性分析(xi)公司(si)、德國(guo)(guo)NUKEM有限公司(si)相繼研(yan)制了(le)鋼管周向加軸向復合磁(ci)(ci)(ci)化的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備；1994-2000年，荷(he)蘭屯特大(da)學(xue)(xue)(xue)、加拿大(da)Pipetronix 有限公司(si)及(ji)BJ服務公司(si)利用漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備“管道(dao)豬”實施管道(dao)內(nei)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)；我國(guo)(guo)華中科技(ji)大(da)學(xue)(xue)(xue)的康宜華等人(ren)(ren)自(zi)1989年報道(dao)了(le)自(zi)行研(yan)制的首臺漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備以(yi)來(lai)，進行了(le)大(da)量(liang)的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備的開發(fa)工(gong)作，并(bing)開發(fa)了(le)數字化磁(ci)(ci)(ci)性無損檢(jian)(jian)(jian)測(ce)技(ji)術；另外，清華大(da)學(xue)(xue)(xue)的黃松嶺、沈陽工(gong)業(ye)大(da)學(xue)(xue)(xue)的楊理(li)踐及(ji)合肥工(gong)業(ye)大(da)學(xue)(xue)(xue)的何輔(fu)云(yun)等人(ren)(ren)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備的應用也做了(le)大(da)量(liang)研(yan)究工(gong)作。
3. 信號后處(chu)理
漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)在實施過程中將鐵磁(ci)(ci)性(xing)構(gou)件(jian)磁(ci)(ci)化至飽(bao)和(he)或者近飽(bao)和(he)狀(zhuang)態，此時在缺(que)陷附近會產生漏磁(ci)(ci)場，然后利用磁(ci)(ci)敏感(gan)元件(jian)拾(shi)取試(shi)件(jian)表面磁(ci)(ci)場變化并依次轉(zhuan)換(huan)為模擬(ni)信(xin)號(hao)和(he)數(shu)字信(xin)號(hao)，最后根(gen)據(ju)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)特(te)征對試(shi)件(jian)質量狀(zhuang)態進行評價。因此，漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)最終是(shi)以(yi)缺(que)陷檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)的特(te)性(xing)來(lai)分(fen)析(xi)和(he)判(pan)斷構(gou)件(jian)質量的。
檢(jian)測信號(hao)進(jin)行后(hou)續處理(li)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)進(jin)展：1996年(nian)(nian)(nian)，美(mei)國愛荷華州立(li)大學的(de)(de)(de)Mandayam等人(ren)提出(chu)(chu)平衡式濾除算法，用于消除電磁(ci)感應(ying)現(xian)象和磁(ci)導率不均對漏磁(ci)檢(jian)測信號(hao)所產生的(de)(de)(de)影響；1997年(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的(de)(de)(de)Bubenik等人(ren)提出(chu)(chu)內(nei)外(wai)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)區(qu)(qu)分的(de)(de)(de)可行性(xing)；2000年(nian)(nian)(nian)，印(yin)度(du)巴布(bu)哈原子(zi)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)Mukhopadhyay采(cai)用小(xiao)波(bo)分析處理(li)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)場信號(hao)；2005年(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的(de)(de)(de)Mikkola 發表了內(nei)外(wai)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)區(qu)(qu)分方(fang)法；2006年(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的(de)(de)(de)McJunkin等人(ren)提出(chu)(chu)內(nei)部(bu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)場強度(du)小(xiao)，可以(yi)采(cai)用敏感度(du)小(xiao)的(de)(de)(de)檢(jian)測探(tan)頭來(lai)檢(jian)測外(wai)部(bu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)，以(yi)實現(xian)內(nei)外(wai)部(bu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)評價一(yi)致性(xing)；2007年(nian)(nian)(nian)，印(yin)度(du)甘地原子(zi)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)R.Baskaran 將偽逆方(fang)法應(ying)用于漏磁(ci)信號(hao)圖像處理(li)中。在國內(nei)，康宜華、彭永勝、馬(ma)鳳(feng)銘及張勇等同樣在檢(jian)測信號(hao)后(hou)處理(li)方(fang)面做(zuo)了相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)工作。
4. 漏磁檢測理論
為了(le)給漏磁檢測技術的(de)應用(yong)和推廣提供理(li)論(lun)支(zhi)撐，關(guan)于漏磁場的(de)形成(cheng)機(ji)制(zhi)、影響因素、信(xin)號解釋(shi)與反(fan)演等(deng)相(xiang)關(guan)理(li)論(lun)得(de)到(dao)快速發展。
缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)(fen)布計算方(fang)法(fa)(fa)主要有(you)(you)：磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)(ji)法(fa)(fa)、有(you)(you)限(xian)元(yuan)數(shu)(shu)值仿(fang)真、試驗法(fa)(fa)、全息照相法(fa)(fa)。1966年(nian)，蘇聯的(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出(chu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)開口無限(xian)長(chang)(chang)缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)(ji)子(zi)模(mo)型，分(fen)(fen)(fen)別用(yong)點(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)(ji)子(zi)、無限(xian)長(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)(ji)線和(he)無限(xian)長(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)(ji)帶來模(mo)擬(ni)工件表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)點(dian)狀(zhuang)缺(que)陷(xian)(xian)、淺裂(lie)紋和(he)深裂(lie)紋。1972年(nian)，蘇聯的(de)(de)Shcherbinin利用(yong)面(mian)(mian)(mian)(mian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)(ji)子(zi)模(mo)型計算了(le)截面(mian)(mian)(mian)(mian)為矩形開口的(de)(de)長(chang)(chang)度有(you)(you)限(xian)的(de)(de)裂(lie)紋的(de)(de)3D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)(fen)布，從而(er)計算位數(shu)(shu)拓展到了(le)三維空間。1975年(nian)，美國(guo)愛(ai)荷(he)華州(zhou)立大(da)(da)學(xue)（ISU）的(de)(de)Hwang等(deng)人采用(yong)有(you)(you)限(xian)元(yuan)數(shu)(shu)值模(mo)擬(ni)法(fa)(fa)對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)進行計算。1982-1986年(nian)，德(de)國(guo)的(de)(de)F?rster F采用(yong)試驗的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)對美國(guo)的(de)(de)Lord和(he)Hwang所(suo)提出(chu)的(de)(de)有(you)(you)限(xian)元(yuan)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)(fen)析計算進行了(le)驗證及部(bu)分(fen)(fen)(fen)修正。1986年(nian)，英國(guo)赫爾大(da)(da)學(xue)的(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉普拉斯方(fang)程(cheng)解(jie)得(de)截面(mian)(mian)(mian)(mian)為半橢(tuo)圓形的(de)(de)缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)2D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)(fen)布，并且在此(ci)基礎上(shang)給(gei)出(chu)了(le)有(you)(you)限(xian)長(chang)(chang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)開口的(de)(de)3D表(biao)達(da)式。2003年(nian)，烏克(ke)蘭國(guo)家(jia)科(ke)學(xue)院物理研究所(suo)的(de)(de)S．Lukyanetsa 給(gei)出(chu)了(le)線性(xing)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)材(cai)料表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)(fen)布解(jie)析模(mo)型。
國內(nei)研(yan)究方(fang)面，1982年(nian)孫(sun)雨施提出了永磁(ci)場的(de)計算模(mo)(mo)型，1984年(nian)張琪采用數(shu)學(xue)(xue)(xue)建模(mo)(mo)解析(xi)的(de)方(fang)法(fa)研(yan)究了漏(lou)磁(ci)場分(fen)布(bu)特性，1990年(nian)南京燃氣(qi)輪機研(yan)究所的(de)仲維暢開(kai)始對磁(ci)偶極子開(kai)展大(da)量的(de)研(yan)究工(gong)(gong)作；這期間，華中科(ke)技大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)楊(yang)叔子及(ji)康宜華、清(qing)華大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)李路明(ming)及(ji)軍(jun)械工(gong)(gong)程(cheng)學(xue)(xue)(xue)院的(de)徐章遂及(ji)南昌航(hang)空大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)任吉林等研(yan)究團隊對缺陷漏(lou)磁(ci)場分(fen)布(bu)計算也做(zuo)了大(da)量研(yan)究工(gong)(gong)作。
影(ying)響(xiang)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分布的(de)(de)(de)(de)因素(su)主要包括：檢(jian)(jian)測(ce)(ce)速(su)度、缺陷特性、構件受力狀態、提離效(xiao)應(ying)、激勵(li)場(chang)強度及磁(ci)導率變化等(deng)。1993年(nian)(nian)，美(mei)國愛荷(he)華州(zhou)立(li)大(da)學的(de)(de)(de)(de)YK Shin 建(jian)立(li)了(le)電磁(ci)感(gan)應(ying)現(xian)象(xiang)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)數(shu)字有(you)(you)限(xian)元(yuan)(yuan)模(mo)型。1995年(nian)(nian)，日(ri)本(ben)(ben)國家鋼(gang)鐵(tie)研究中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)偶極子模(mo)型分析了(le)兩平(ping)行裂紋的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分布。1996-1998年(nian)(nian)，加(jia)拿(na)(na)大(da)女(nv)王(wang)大(da)學的(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等(deng)人分別研究了(le)壓力對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，分析了(le)相鄰缺陷之間或不同走向缺陷之間的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)關系。2000-2003年(nian)(nian)，日(ri)本(ben)(ben)九州(zhou)工(gong)(gong)業大(da)學的(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采(cai)用有(you)(you)限(xian)元(yuan)(yuan)法(fa)(fa)計算(suan)材(cai)料屬性、極靴氣隙對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2004年(nian)(nian)，韓國的(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)過3D有(you)(you)限(xian)元(yuan)(yuan)數(shu)值仿(fang)真和(he)試驗法(fa)(fa)發現(xian)電磁(ci)感(gan)應(ying)現(xian)象(xiang)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)信號(hao)(hao)波形和(he)幅(fu)值都會產生影(ying)響(xiang)。2005年(nian)(nian)，加(jia)拿(na)(na)大(da)女(nv)王(wang)大(da)學的(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研究了(le)凹痕(hen)尺(chi)寸(cun)與殘余應(ying)力對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2006年(nian)(nian)，英國紐卡斯爾大(da)學的(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等(deng)通(tong)過有(you)(you)限(xian)元(yuan)(yuan)數(shu)值仿(fang)真研究了(le)在不同缺陷深度下渦流(liu)效(xiao)應(ying)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。國內，武漢大(da)學的(de)(de)(de)(de)杜志(zhi)葉、清華大(da)學的(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)沈陽工(gong)(gong)業大(da)學的(de)(de)(de)(de)楊理踐(jian)等(deng)也在這方(fang)面做了(le)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)仿(fang)真研究工(gong)(gong)作。
缺(que)(que)陷反(fan)演(yan)(yan)的(de)目(mu)的(de)是(shi)根據檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)得出(chu)缺(que)(que)陷損(sun)傷程度，從而對(dui)構件質量進行(xing)有效評(ping)價(jia)，其(qi)中一(yi)個(ge)關鍵問題就是(shi)尋找(zhao)檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)與(yu)缺(que)(que)陷尺寸(cun)(cun)的(de)對(dui)應關系。1995年，日本京(jing)都(dou)大(da)(da)學(xue)的(de)KoichiHanasaki提出(chu)了(le)(le)一(yi)種(zhong)鋼(gang)絲繩(sheng)缺(que)(que)陷反(fan)演(yan)(yan)模型。2000年，美(mei)國愛荷華州(zhou)立(li)大(da)(da)學(xue)的(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用(yong)神(shen)經網絡及(ji)小波分析方法(fa)(fa)研究了(le)(le)反(fan)演(yan)(yan)問題。2002年，我(wo)國鐘(zhong)維暢(chang)利用(yong)磁偶極(ji)子理論進行(xing)了(le)(le)缺(que)(que)陷的(de)反(fan)推(tui)工(gong)作(zuo)；同年，德國的(de)Jens Haueisen 等(deng)人采(cai)用(yong)最大(da)(da)熵法(fa)(fa)進行(xing)了(le)(le)評(ping)估分析，給出(chu)了(le)(le)一(yi)種(zhong)可(ke)根據檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)得出(chu)缺(que)(que)陷的(de)尺寸(cun)(cun)及(ji)位置的(de)有效算(suan)法(fa)(fa)；密(mi)西根州(zhou)立(li)大(da)(da)學(xue)的(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統(tong)反(fan)演(yan)(yan)算(suan)法(fa)(fa)，提出(chu)了(le)(le)一(yi)種(zhong)高階(jie)統(tong)計法(fa)(fa)。2009年，合肥工(gong)業(ye)大(da)(da)學(xue)的(de)張勇采(cai)用(yong)粒子群優化算(suan)法(fa)(fa)對(dui)缺(que)(que)陷進行(xing)反(fan)演(yan)(yan)，華中科技大(da)(da)學(xue)的(de)劉(liu)志平及(ji)天(tian)津大(da)(da)學(xue)的(de)蔣奇也做了(le)(le)部分缺(que)(que)陷反(fan)演(yan)(yan)工(gong)作(zuo)。
