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；但用于無損檢(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(shang)述各類鋼(gang)管漏磁檢(jian)(jian)測(ce)方法一(yi)直(zhi)沿用至今，在具體實施鋼(gang)管漏磁檢(jian)(jian)測(ce)的(de)過程(cheng)中(zhong)，需要(yao)(yao)根據具體檢(jian)(jian)測(ce)條件來(lai)選(xuan)擇合適的(de)檢(jian)(jian)測(ce)方法，如鋼(gang)管軋(ya)制工藝、鋼(gang)管運行狀態、檢(jian)(jian)測(ce)靈敏度(du)要(yao)(yao)求(qiu)以及成本等。
2. 漏(lou)磁檢測設備
在漏磁(ci)(ci)檢測(ce)方法(fa)研究基(ji)礎(chu)上，立足于(yu)漏磁(ci)(ci)檢測(ce)具體需求，形成(cheng)了各種類型的(de)漏磁(ci)(ci)檢測(ce)設備，與(yu)之(zhi)相(xiang)關的(de)關鍵技術主要包括漏磁(ci)(ci)場(chang)高(gao)靈敏度拾(shi)取、高(gao)強度均勻磁(ci)(ci)化(hua)以及傳感器掃查(cha)路徑規劃(hua)。
a. 傳感器(qi)
1959年(nian)(nian)，瑞士(shi)的Ermt Vogt發明了(le)感(gan)應線(xian)(xian)(xian)圈；1970年(nian)(nian)，美國AMF公司(si)的Noel B．Proctor首次提出了(le)印刷線(xian)(xian)(xian)圈，從而提高了(le)傳感(gan)器的工藝精度(du)和一致性；1976年(nian)(nian)，加拿(na)大諾蘭達礦業有限(xian)公司(si)的Krank Kitzinger等(deng)人首次采用霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)件測量漏(lou)磁(ci)(ci)場絕對值；1994-1996年(nian)(nian)，捷克的Ripka和瑞士(shi)的Popovic等(deng)人綜(zong)合比較了(le)感(gan)應線(xian)(xian)(xian)圈、霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)件、磁(ci)(ci)通門及磁(ci)(ci)阻的敏感(gan)特性；2002年(nian)(nian)，法(fa)國的Jean-Louis Robert等(deng)人首次制(zhi)作了(le)適應高溫檢測環(huan)境的霍(huo)爾(er)(er)元(yuan)件；2008年(nian)(nian)，印度(du)甘地原子研究中心的W．Sharatchandra Singh 發明了(le)巨(ju)磁(ci)(ci)阻傳感(gan)器。
b. 漏磁檢測設備
1980年，日(ri)本(ben)住友金屬(shu)工(gong)業(ye)株式會社發明(ming)了移(yi)動式漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)(bei)，美國(guo)磁(ci)性(xing)分析公(gong)(gong)司(si)(si)、德國(guo)NUKEM有限公(gong)(gong)司(si)(si)相繼(ji)研制了鋼管(guan)(guan)周向加(jia)軸向復合磁(ci)化的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)(bei)；1994-2000年，荷蘭屯(tun)特大(da)(da)學、加(jia)拿大(da)(da)Pipetronix 有限公(gong)(gong)司(si)(si)及BJ服務(wu)公(gong)(gong)司(si)(si)利用(yong)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)(bei)“管(guan)(guan)道豬”實施(shi)管(guan)(guan)道內(nei)檢(jian)測(ce)(ce)；我國(guo)華(hua)(hua)中科技大(da)(da)學的(de)(de)(de)康宜華(hua)(hua)等人自1989年報(bao)道了自行研制的(de)(de)(de)首臺漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)(bei)以(yi)來(lai)，進行了大(da)(da)量的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)開(kai)發工(gong)作(zuo)(zuo)，并開(kai)發了數字化磁(ci)性(xing)無損檢(jian)測(ce)(ce)技術；另外(wai)，清華(hua)(hua)大(da)(da)學的(de)(de)(de)黃松(song)嶺、沈陽工(gong)業(ye)大(da)(da)學的(de)(de)(de)楊理(li)踐及合肥工(gong)業(ye)大(da)(da)學的(de)(de)(de)何輔云等人對漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)應用(yong)也做(zuo)了大(da)(da)量研究(jiu)工(gong)作(zuo)(zuo)。
3. 信號(hao)后處理
漏磁(ci)(ci)檢(jian)測在實施過程(cheng)中將鐵磁(ci)(ci)性(xing)構件(jian)磁(ci)(ci)化至飽和或者近(jin)飽和狀態，此時在缺(que)陷附近(jin)會產生(sheng)漏磁(ci)(ci)場，然后(hou)利(li)用磁(ci)(ci)敏感元(yuan)件(jian)拾取(qu)試(shi)件(jian)表面磁(ci)(ci)場變化并依次轉換為模擬信號(hao)(hao)和數(shu)字信號(hao)(hao)，最后(hou)根據檢(jian)測信號(hao)(hao)特(te)征對試(shi)件(jian)質量狀態進行評價。因此，漏磁(ci)(ci)檢(jian)測最終是以缺(que)陷檢(jian)測信號(hao)(hao)的特(te)性(xing)來分析和判(pan)斷構件(jian)質量的。
檢測信(xin)(xin)(xin)號進(jin)行后續處理的研究(jiu)(jiu)進(jin)展：1996年(nian)，美(mei)國(guo)愛荷華(hua)州(zhou)立大學的Mandayam等(deng)人(ren)提(ti)出平衡式濾除(chu)算法(fa)，用(yong)于消除(chu)電磁(ci)(ci)感應現(xian)象和磁(ci)(ci)導率(lv)不均對(dui)漏磁(ci)(ci)檢測信(xin)(xin)(xin)號所(suo)產生的影響；1997年(nian)，美(mei)國(guo)的Bubenik等(deng)人(ren)提(ti)出內外缺(que)陷(xian)區分(fen)(fen)的可(ke)行性(xing)；2000年(nian)，印(yin)度(du)(du)(du)巴布哈原子研究(jiu)(jiu)中(zhong)心的Mukhopadhyay采用(yong)小波分(fen)(fen)析處理缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)場信(xin)(xin)(xin)號；2005年(nian)，美(mei)國(guo)的Mikkola 發(fa)表了內外缺(que)陷(xian)區分(fen)(fen)方法(fa)；2006年(nian)，美(mei)國(guo)的McJunkin等(deng)人(ren)提(ti)出內部(bu)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)場強度(du)(du)(du)小，可(ke)以(yi)采用(yong)敏(min)感度(du)(du)(du)小的檢測探頭(tou)來檢測外部(bu)缺(que)陷(xian)，以(yi)實(shi)現(xian)內外部(bu)缺(que)陷(xian)評價一(yi)致性(xing)；2007年(nian)，印(yin)度(du)(du)(du)甘地(di)原子研究(jiu)(jiu)中(zhong)心的R.Baskaran 將偽(wei)逆方法(fa)應用(yong)于漏磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號圖(tu)像處理中(zhong)。在(zai)國(guo)內，康宜華(hua)、彭永勝、馬鳳銘(ming)及張勇等(deng)同樣在(zai)檢測信(xin)(xin)(xin)號后處理方面做(zuo)了相關(guan)研究(jiu)(jiu)工作(zuo)。
4. 漏磁(ci)檢測(ce)理論
為了給漏磁檢測(ce)技術的應用和推廣提(ti)供(gong)理論支撐(cheng)，關于漏磁場的形成機制、影(ying)響因素、信號解釋(shi)與反演(yan)等相關理論得到快速發展。
缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)計算(suan)方法(fa)(fa)(fa)主要有(you)：磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)、有(you)限(xian)(xian)元(yuan)數值(zhi)仿真、試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)(fa)、全息照相法(fa)(fa)(fa)。1966年，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)(he)Shcherbinin 提出(chu)(chu)表面(mian)開口(kou)無限(xian)(xian)長(chang)(chang)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子(zi)(zi)模(mo)(mo)型(xing)，分(fen)(fen)別用點磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子(zi)(zi)、無限(xian)(xian)長(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)線和(he)(he)無限(xian)(xian)長(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)帶來模(mo)(mo)擬(ni)工件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)點狀缺陷(xian)、淺裂(lie)(lie)紋(wen)和(he)(he)深(shen)裂(lie)(lie)紋(wen)。1972年，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用面(mian)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子(zi)(zi)模(mo)(mo)型(xing)計算(suan)了(le)截面(mian)為矩形開口(kou)的(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)度(du)有(you)限(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)分(fen)(fen)布(bu)，從而計算(suan)位數拓(tuo)展到了(le)三(san)維空間(jian)。1975年，美國(guo)愛荷華州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)Hwang等人采(cai)用有(you)限(xian)(xian)元(yuan)數值(zhi)模(mo)(mo)擬(ni)法(fa)(fa)(fa)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)進(jin)行計算(suan)。1982-1986年，德國(guo)的(de)(de)(de)(de)F?rster F采(cai)用試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)對(dui)美國(guo)的(de)(de)(de)(de)Lord和(he)(he)Hwang所提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)有(you)限(xian)(xian)元(yuan)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)析(xi)計算(suan)進(jin)行了(le)驗(yan)證及部分(fen)(fen)修正。1986年，英國(guo)赫爾大學(xue)的(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)(he)Palmer 通(tong)過拉普拉斯方程(cheng)解得截面(mian)為半(ban)橢(tuo)圓形的(de)(de)(de)(de)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)，并且在此基礎上給出(chu)(chu)了(le)有(you)限(xian)(xian)長(chang)(chang)表面(mian)開口(kou)的(de)(de)(de)(de)3D表達式(shi)。2003年，烏克蘭(lan)國(guo)家科學(xue)院物理研(yan)究(jiu)所的(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出(chu)(chu)了(le)線性鐵磁(ci)(ci)(ci)性材料表面(mian)缺陷(xian)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)解析(xi)模(mo)(mo)型(xing)。
國內研(yan)究(jiu)(jiu)方面，1982年孫雨施提出了(le)永磁(ci)場的計算模型(xing)，1984年張琪采用數學(xue)(xue)建(jian)模解析的方法研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)漏(lou)磁(ci)場分(fen)布(bu)特性，1990年南京燃氣輪(lun)機(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)的仲維(wei)暢(chang)開始對磁(ci)偶(ou)極子開展大(da)量的研(yan)究(jiu)(jiu)工作；這(zhe)期間(jian)，華中科技大(da)學(xue)(xue)的楊叔子及(ji)康宜華、清(qing)華大(da)學(xue)(xue)的李(li)路明及(ji)軍械工程學(xue)(xue)院的徐(xu)章(zhang)遂(sui)及(ji)南昌航空大(da)學(xue)(xue)的任吉林等研(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)對缺(que)陷漏(lou)磁(ci)場分(fen)布(bu)計算也做了(le)大(da)量研(yan)究(jiu)(jiu)工作。
影(ying)(ying)(ying)響(xiang)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布的(de)(de)(de)(de)(de)因素(su)主要(yao)包括：檢(jian)測(ce)(ce)速度(du)、缺(que)(que)陷(xian)(xian)特性、構件(jian)受力(li)(li)狀(zhuang)態(tai)、提離效應(ying)、激勵場(chang)強度(du)及磁(ci)(ci)(ci)(ci)導(dao)率(lv)變化(hua)等(deng)。1993年(nian)，美國(guo)愛荷華(hua)州(zhou)立大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建(jian)立了(le)(le)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)現象(xiang)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)數字有(you)限元(yuan)模(mo)型(xing)。1995年(nian)，日本國(guo)家鋼(gang)鐵研究中心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極子模(mo)型(xing)分析了(le)(le)兩平行裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布。1996-1998年(nian)，加拿大女王大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等(deng)人分別研究了(le)(le)壓力(li)(li)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)，分析了(le)(le)相鄰缺(que)(que)陷(xian)(xian)之間(jian)(jian)或(huo)不(bu)同(tong)走(zou)向(xiang)缺(que)(que)陷(xian)(xian)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)關(guan)系。2000-2003年(nian)，日本九州(zhou)工(gong)業(ye)大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有(you)限元(yuan)法計算材料(liao)屬性、極靴(xue)氣隙對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2004年(nian)，韓國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過(guo)3D有(you)限元(yuan)數值(zhi)(zhi)仿真和(he)試驗法發現電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)現象(xiang)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)波形和(he)幅值(zhi)(zhi)都會(hui)產生(sheng)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2005年(nian)，加拿大女王大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研究了(le)(le)凹痕尺寸與殘余應(ying)力(li)(li)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2006年(nian)，英國(guo)紐(niu)卡斯爾大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等(deng)通過(guo)有(you)限元(yuan)數值(zhi)(zhi)仿真研究了(le)(le)在不(bu)同(tong)缺(que)(que)陷(xian)(xian)深度(du)下渦(wo)流(liu)效應(ying)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。國(guo)內，武漢大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)杜志葉(xie)、清華(hua)大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)沈陽工(gong)業(ye)大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐等(deng)也在這方面做了(le)(le)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)仿真研究工(gong)作(zuo)。
缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)反(fan)演(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)是根據(ju)檢測(ce)(ce)信號得出(chu)(chu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)損傷程度，從而對(dui)構件質量(liang)進(jin)(jin)行有效(xiao)評價，其中一個關鍵問題就是尋(xun)找(zhao)檢測(ce)(ce)信號與(yu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)應關系。1995年，日本京都大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)(chu)了(le)一種(zhong)(zhong)鋼絲繩缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)反(fan)演(yan)(yan)(yan)模型(xing)。2000年，美(mei)國愛(ai)荷華(hua)州立(li)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采用(yong)神經(jing)網絡及小波分析(xi)方法(fa)研究了(le)反(fan)演(yan)(yan)(yan)問題。2002年，我國鐘維暢利用(yong)磁偶極子(zi)理論進(jin)(jin)行了(le)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)推工作；同年，德國的(de)(de)(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人(ren)采用(yong)最大(da)熵(shang)法(fa)進(jin)(jin)行了(le)評估分析(xi)，給出(chu)(chu)了(le)一種(zhong)(zhong)可根據(ju)檢測(ce)(ce)信號得出(chu)(chu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸及位置的(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)算法(fa)；密西根州立(li)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統反(fan)演(yan)(yan)(yan)算法(fa)，提出(chu)(chu)了(le)一種(zhong)(zhong)高(gao)階統計法(fa)。2009年，合肥工業大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)張(zhang)勇采用(yong)粒子(zi)群優(you)化(hua)算法(fa)對(dui)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)進(jin)(jin)行反(fan)演(yan)(yan)(yan)，華(hua)中科(ke)技大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)劉(liu)志平及天(tian)津大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)蔣(jiang)奇也做了(le)部分缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)反(fan)演(yan)(yan)(yan)工作。
