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(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。
上述各(ge)類鋼管(guan)漏磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)方法(fa)一直沿用至今，在(zai)具體(ti)實(shi)施鋼管(guan)漏磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)的(de)過(guo)程中，需要根據(ju)具體(ti)檢(jian)測(ce)(ce)條件來選擇合適的(de)檢(jian)測(ce)(ce)方法(fa)，如鋼管(guan)軋制工藝(yi)、鋼管(guan)運行狀態、檢(jian)測(ce)(ce)靈(ling)敏(min)度要求以及成本等。
2. 漏磁(ci)檢測設備(bei)
在漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測方法研究基礎上，立足(zu)于(yu)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測具體需求，形成了各種(zhong)類型的漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測設備，與之相(xiang)關的關鍵技術主要包括漏(lou)磁(ci)(ci)場高(gao)靈敏(min)度(du)拾取、高(gao)強度(du)均勻磁(ci)(ci)化以(yi)及傳(chuan)感器(qi)掃查(cha)路(lu)徑規劃。
a. 傳感(gan)器(qi)
1959年，瑞(rui)士(shi)的(de)(de)(de)(de)Ermt Vogt發明(ming)了(le)(le)感應線圈；1970年，美國(guo)AMF公司的(de)(de)(de)(de)Noel B．Proctor首(shou)次提出了(le)(le)印(yin)(yin)刷線圈，從(cong)而提高了(le)(le)傳感器(qi)的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)精度(du)和一致性；1976年，加拿大諾(nuo)蘭達(da)礦業有限公司的(de)(de)(de)(de)Krank Kitzinger等人(ren)首(shou)次采用(yong)霍(huo)爾(er)元件(jian)測量漏磁(ci)場絕對值；1994-1996年，捷(jie)克的(de)(de)(de)(de)Ripka和瑞(rui)士(shi)的(de)(de)(de)(de)Popovic等人(ren)綜合比較了(le)(le)感應線圈、霍(huo)爾(er)元件(jian)、磁(ci)通門及磁(ci)阻的(de)(de)(de)(de)敏感特性；2002年，法國(guo)的(de)(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等人(ren)首(shou)次制作(zuo)了(le)(le)適應高溫(wen)檢測環境(jing)的(de)(de)(de)(de)霍(huo)爾(er)元件(jian)；2008年，印(yin)(yin)度(du)甘地原子研究中心的(de)(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發明(ming)了(le)(le)巨磁(ci)阻傳感器(qi)。
b. 漏磁檢測(ce)設備
1980年，日本住(zhu)友金屬(shu)工業株(zhu)式會社(she)發明了(le)(le)移(yi)動式漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備(bei)(bei)，美國磁(ci)(ci)性分析公(gong)司、德(de)國NUKEM有限(xian)公(gong)司相繼研制了(le)(le)鋼管(guan)周向(xiang)加(jia)軸向(xiang)復合磁(ci)(ci)化(hua)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備(bei)(bei)；1994-2000年，荷蘭屯(tun)特大(da)學(xue)、加(jia)拿大(da)Pipetronix 有限(xian)公(gong)司及(ji)BJ服務公(gong)司利用(yong)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備(bei)(bei)“管(guan)道(dao)豬”實施管(guan)道(dao)內檢測；我國華中科技(ji)大(da)學(xue)的(de)(de)康宜華等(deng)人自1989年報道(dao)了(le)(le)自行研制的(de)(de)首(shou)臺漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備(bei)(bei)以來，進行了(le)(le)大(da)量的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備(bei)(bei)的(de)(de)開發工作(zuo)，并開發了(le)(le)數(shu)字化(hua)磁(ci)(ci)性無損檢測技(ji)術；另(ling)外，清華大(da)學(xue)的(de)(de)黃松嶺、沈陽工業大(da)學(xue)的(de)(de)楊(yang)理踐及(ji)合肥工業大(da)學(xue)的(de)(de)何輔云等(deng)人對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測設備(bei)(bei)的(de)(de)應(ying)用(yong)也做了(le)(le)大(da)量研究(jiu)工作(zuo)。
3. 信號后處理
漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)在實施過程(cheng)中將鐵磁(ci)性構件(jian)磁(ci)化(hua)至飽(bao)(bao)和(he)或者(zhe)近飽(bao)(bao)和(he)狀態，此(ci)(ci)時(shi)在缺陷(xian)附近會產生(sheng)漏(lou)磁(ci)場，然后(hou)利用磁(ci)敏(min)感(gan)元件(jian)拾取試件(jian)表面磁(ci)場變(bian)化(hua)并(bing)依次轉換為(wei)模擬信(xin)(xin)號和(he)數(shu)字信(xin)(xin)號，最后(hou)根據檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號特(te)(te)征對(dui)試件(jian)質量狀態進(jin)行評價。因此(ci)(ci)，漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)最終(zhong)是以缺陷(xian)檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號的特(te)(te)性來分析和(he)判斷構件(jian)質量的。
檢(jian)(jian)測信號進行后(hou)續(xu)處(chu)理(li)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)進展(zhan)：1996年(nian)(nian)，美國(guo)愛荷華州立(li)大學的(de)Mandayam等(deng)人提(ti)出(chu)平衡式濾除算(suan)法，用于消(xiao)除電磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應現象和磁(ci)(ci)(ci)導率不均對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信號所產生(sheng)的(de)影響；1997年(nian)(nian)，美國(guo)的(de)Bubenik等(deng)人提(ti)出(chu)內外(wai)缺(que)陷(xian)區分(fen)的(de)可(ke)行性(xing)；2000年(nian)(nian)，印度巴布(bu)哈原子(zi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)Mukhopadhyay采(cai)用小(xiao)(xiao)波分(fen)析處(chu)理(li)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)信號；2005年(nian)(nian)，美國(guo)的(de)Mikkola 發表(biao)了(le)(le)內外(wai)缺(que)陷(xian)區分(fen)方法；2006年(nian)(nian)，美國(guo)的(de)McJunkin等(deng)人提(ti)出(chu)內部缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強度小(xiao)(xiao)，可(ke)以采(cai)用敏感(gan)度小(xiao)(xiao)的(de)檢(jian)(jian)測探頭來檢(jian)(jian)測外(wai)部缺(que)陷(xian)，以實現內外(wai)部缺(que)陷(xian)評價一致性(xing)；2007年(nian)(nian)，印度甘地原子(zi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)R.Baskaran 將偽逆(ni)方法應用于漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)信號圖像處(chu)理(li)中(zhong)。在(zai)(zai)國(guo)內，康(kang)宜(yi)華、彭永勝、馬鳳銘及張勇等(deng)同樣在(zai)(zai)檢(jian)(jian)測信號后(hou)處(chu)理(li)方面做(zuo)了(le)(le)相關研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作。
4. 漏(lou)磁檢測理論
為了給漏磁檢測技術(shu)的應用和推廣提供理(li)論支撐，關于漏磁場的形(xing)成機制、影響因素、信號(hao)解(jie)釋與反演等相關理(li)論得到快速發展(zhan)。
缺(que)陷漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分(fen)布(bu)(bu)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)主要有(you)(you)：磁(ci)偶極(ji)(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)、有(you)(you)限元數值仿真(zhen)、試驗(yan)法(fa)(fa)(fa)、全息照(zhao)相法(fa)(fa)(fa)。1966年，蘇(su)聯(lian)的(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出表面(mian)開口無限長缺(que)陷的(de)(de)(de)磁(ci)偶極(ji)(ji)(ji)子(zi)模(mo)型(xing)，分(fen)別用點磁(ci)偶極(ji)(ji)(ji)子(zi)、無限長磁(ci)偶極(ji)(ji)(ji)線和(he)無限長磁(ci)偶極(ji)(ji)(ji)帶(dai)來模(mo)擬工件(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)點狀缺(que)陷、淺(qian)裂紋和(he)深(shen)裂紋。1972年，蘇(su)聯(lian)的(de)(de)(de)Shcherbinin利用面(mian)磁(ci)偶極(ji)(ji)(ji)子(zi)模(mo)型(xing)計(ji)算(suan)了截面(mian)為矩形開口的(de)(de)(de)長度有(you)(you)限的(de)(de)(de)裂紋的(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分(fen)布(bu)(bu)，從而計(ji)算(suan)位數拓展到了三維空(kong)間。1975年，美(mei)國愛荷華州(zhou)立(li)大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)Hwang等人采(cai)用有(you)(you)限元數值模(mo)擬法(fa)(fa)(fa)對漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)場(chang)進行計(ji)算(suan)。1982-1986年，德(de)國的(de)(de)(de)F?rster F采(cai)用試驗(yan)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)對美(mei)國的(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所(suo)提出的(de)(de)(de)有(you)(you)限元漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分(fen)析計(ji)算(suan)進行了驗(yan)證(zheng)及部分(fen)修正。1986年，英國赫爾大學(xue)的(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉普拉斯(si)方(fang)程解得截面(mian)為半(ban)橢圓形的(de)(de)(de)缺(que)陷的(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分(fen)布(bu)(bu)，并(bing)且在此基(ji)礎上給出了有(you)(you)限長表面(mian)開口的(de)(de)(de)3D表達式。2003年，烏(wu)克蘭(lan)國家科學(xue)院物理研究所(suo)的(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出了線性(xing)鐵磁(ci)性(xing)材料表面(mian)缺(que)陷的(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)場(chang)分(fen)布(bu)(bu)解析模(mo)型(xing)。
國內研(yan)(yan)究方面，1982年(nian)孫雨施提出了(le)永磁(ci)場的(de)計算模型，1984年(nian)張(zhang)琪采用數學(xue)(xue)建(jian)模解析的(de)方法(fa)研(yan)(yan)究了(le)漏磁(ci)場分布(bu)特性(xing)，1990年(nian)南京燃氣輪機研(yan)(yan)究所的(de)仲維(wei)暢開始對磁(ci)偶極(ji)子開展(zhan)大量的(de)研(yan)(yan)究工(gong)(gong)作；這期間，華中科技(ji)大學(xue)(xue)的(de)楊叔子及(ji)康宜華、清華大學(xue)(xue)的(de)李路(lu)明(ming)及(ji)軍械工(gong)(gong)程學(xue)(xue)院的(de)徐章遂及(ji)南昌航空大學(xue)(xue)的(de)任吉(ji)林等(deng)研(yan)(yan)究團隊對缺陷(xian)漏磁(ci)場分布(bu)計算也做了(le)大量研(yan)(yan)究工(gong)(gong)作。
影(ying)(ying)響(xiang)漏(lou)(lou)(lou)磁場分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素主(zhu)要包括：檢測速度、缺陷(xian)特性、構件(jian)受力狀態、提離效(xiao)(xiao)應(ying)、激勵(li)場強(qiang)度及(ji)(ji)磁導率變化等。1993年(nian)，美國(guo)愛荷華(hua)(hua)州立大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)(le)電(dian)磁感應(ying)現象對(dui)(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁檢測影(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字有(you)(you)限(xian)元(yuan)模型(xing)。1995年(nian)，日本國(guo)家鋼鐵研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁偶極子模型(xing)分析了(le)(le)兩(liang)平行裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁場分布。1996-1998年(nian)，加(jia)拿(na)大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji)(ji) Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等人分別研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)壓力對(dui)(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁檢測信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，分析了(le)(le)相鄰(lin)缺陷(xian)之間(jian)或不同(tong)走向(xiang)缺陷(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁檢測信(xin)號(hao)(hao)關系。2000-2003年(nian)，日本九州工(gong)業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有(you)(you)限(xian)元(yuan)法計算(suan)材(cai)料(liao)屬性、極靴(xue)氣(qi)隙對(dui)(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。2004年(nian)，韓國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過(guo)3D有(you)(you)限(xian)元(yuan)數值(zhi)(zhi)仿真和(he)試驗(yan)法發(fa)現電(dian)磁感應(ying)現象對(dui)(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁信(xin)號(hao)(hao)波(bo)形和(he)幅值(zhi)(zhi)都會產生影(ying)(ying)響(xiang)。2005年(nian)，加(jia)拿(na)大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)凹痕尺寸與殘余應(ying)力對(dui)(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁檢測信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。2006年(nian)，英國(guo)紐卡斯(si)爾大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等通過(guo)有(you)(you)限(xian)元(yuan)數值(zhi)(zhi)仿真研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)在(zai)不同(tong)缺陷(xian)深(shen)度下渦(wo)流效(xiao)(xiao)應(ying)對(dui)(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁檢測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。國(guo)內，武漢大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)杜(du)志葉(xie)、清(qing)華(hua)(hua)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)沈陽工(gong)業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐等也在(zai)這(zhe)方面做了(le)(le)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿真研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)工(gong)作。
缺(que)陷(xian)(xian)反演(yan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)根(gen)據檢測信號(hao)得出缺(que)陷(xian)(xian)損(sun)傷(shang)程(cheng)度(du)，從而對構件質量進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)評價，其(qi)中(zhong)一(yi)個關鍵問(wen)題就是(shi)尋找(zhao)檢測信號(hao)與缺(que)陷(xian)(xian)尺寸的(de)(de)(de)對應(ying)關系(xi)。1995年(nian)，日本京都大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)KoichiHanasaki提出了一(yi)種鋼絲繩缺(que)陷(xian)(xian)反演(yan)模型。2000年(nian)，美國(guo)愛荷華州立大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采用神經網絡及(ji)小波分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)研究了反演(yan)問(wen)題。2002年(nian)，我國(guo)鐘維暢(chang)利用磁偶極(ji)子理論(lun)進(jin)行(xing)了缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)反推工(gong)作；同年(nian)，德(de)國(guo)的(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人采用最大(da)熵法(fa)(fa)進(jin)行(xing)了評估分(fen)析，給出了一(yi)種可根(gen)據檢測信號(hao)得出缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)尺寸及(ji)位置的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)算(suan)(suan)法(fa)(fa)；密西根(gen)州立大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統反演(yan)算(suan)(suan)法(fa)(fa)，提出了一(yi)種高階統計法(fa)(fa)。2009年(nian)，合肥工(gong)業大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)張勇采用粒子群優化(hua)算(suan)(suan)法(fa)(fa)對缺(que)陷(xian)(xian)進(jin)行(xing)反演(yan)，華中(zhong)科技大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)劉(liu)志平及(ji)天津大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)蔣奇(qi)也做(zuo)了部分(fen)缺(que)陷(xian)(xian)反演(yan)工(gong)作。
