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(gang)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(ce)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(ge)類鋼管(guan)漏磁檢(jian)(jian)測方法一(yi)直(zhi)沿用至(zhi)今，在具(ju)體(ti)實施鋼管(guan)漏磁檢(jian)(jian)測的(de)過程中，需要根據具(ju)體(ti)檢(jian)(jian)測條件來選(xuan)擇合適的(de)檢(jian)(jian)測方法，如鋼管(guan)軋(ya)制工(gong)藝、鋼管(guan)運行(xing)狀態、檢(jian)(jian)測靈敏度要求以及成本等(deng)。
2. 漏磁(ci)檢測設備
在漏磁(ci)檢測方(fang)法(fa)研究(jiu)基(ji)礎上，立(li)足(zu)于漏磁(ci)檢測具體需求，形成了(le)各(ge)種(zhong)類型的漏磁(ci)檢測設備，與之相關(guan)的關(guan)鍵技術主(zhu)要包括漏磁(ci)場高(gao)靈敏度(du)拾取、高(gao)強(qiang)度(du)均勻磁(ci)化(hua)以及傳感器(qi)掃查路(lu)徑(jing)規(gui)劃。
a. 傳(chuan)感器(qi)
1959年(nian)(nian)，瑞士(shi)的Ermt Vogt發(fa)明了(le)感應(ying)線圈(quan)(quan)(quan)；1970年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)AMF公司(si)的Noel B．Proctor首次(ci)提(ti)(ti)出了(le)印(yin)刷(shua)線圈(quan)(quan)(quan)，從而提(ti)(ti)高了(le)傳感器的工藝精(jing)度(du)和(he)一致(zhi)性(xing)；1976年(nian)(nian)，加拿大諾蘭達(da)礦業有(you)限公司(si)的Krank Kitzinger等人首次(ci)采用霍爾(er)(er)元件測量漏磁(ci)場絕對值(zhi)；1994-1996年(nian)(nian)，捷克的Ripka和(he)瑞士(shi)的Popovic等人綜合比較了(le)感應(ying)線圈(quan)(quan)(quan)、霍爾(er)(er)元件、磁(ci)通門及(ji)磁(ci)阻(zu)的敏感特(te)性(xing)；2002年(nian)(nian)，法國(guo)的Jean-Louis Robert等人首次(ci)制作了(le)適(shi)應(ying)高溫檢測環(huan)境的霍爾(er)(er)元件；2008年(nian)(nian)，印(yin)度(du)甘地原子研究中心的W．Sharatchandra Singh 發(fa)明了(le)巨磁(ci)阻(zu)傳感器。
b. 漏磁檢測設(she)備
1980年(nian)，日本住(zhu)友金屬工(gong)業(ye)株式會社發(fa)明了移動式漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)，美國磁性分析公(gong)(gong)司、德國NUKEM有限公(gong)(gong)司相繼研制(zhi)了鋼管(guan)周向加(jia)軸(zhou)向復合磁化的(de)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)；1994-2000年(nian)，荷(he)蘭屯特大(da)學、加(jia)拿(na)大(da)Pipetronix 有限公(gong)(gong)司及BJ服務公(gong)(gong)司利(li)用(yong)(yong)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)“管(guan)道豬”實(shi)施管(guan)道內檢(jian)(jian)測(ce)；我國華中科(ke)技(ji)(ji)大(da)學的(de)康宜華等(deng)(deng)人自1989年(nian)報道了自行(xing)研制(zhi)的(de)首臺漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)以來(lai)，進行(xing)了大(da)量(liang)的(de)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)開發(fa)工(gong)作(zuo)，并(bing)開發(fa)了數字化磁性無損檢(jian)(jian)測(ce)技(ji)(ji)術；另外(wai)，清(qing)華大(da)學的(de)黃松嶺、沈陽工(gong)業(ye)大(da)學的(de)楊理踐及合肥工(gong)業(ye)大(da)學的(de)何輔云等(deng)(deng)人對漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)應用(yong)(yong)也(ye)做了大(da)量(liang)研究工(gong)作(zuo)。
3. 信號后處理
漏(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)(ce)在實施過程中將鐵磁(ci)性構(gou)件(jian)磁(ci)化(hua)至飽和或者近飽和狀態(tai)，此時在缺(que)陷(xian)附近會產生(sheng)漏(lou)磁(ci)場，然后(hou)利(li)用磁(ci)敏感元件(jian)拾(shi)取試(shi)件(jian)表面磁(ci)場變化(hua)并(bing)依次轉換為模擬信(xin)(xin)(xin)號(hao)和數(shu)字(zi)信(xin)(xin)(xin)號(hao)，最后(hou)根據檢測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)特征對(dui)試(shi)件(jian)質量(liang)狀態(tai)進行(xing)評價。因此，漏(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)(ce)最終是(shi)以(yi)缺(que)陷(xian)檢測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)的特性來(lai)分析和判斷構(gou)件(jian)質量(liang)的。
檢(jian)測(ce)信號(hao)進行(xing)后續(xu)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)研(yan)究進展(zhan)：1996年，美國(guo)愛荷(he)華州立大學(xue)的(de)(de)(de)(de)Mandayam等(deng)人提(ti)出(chu)平衡式濾除(chu)算法，用于消除(chu)電磁(ci)(ci)感(gan)應現象(xiang)和磁(ci)(ci)導率不均(jun)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信號(hao)所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)；1997年，美國(guo)的(de)(de)(de)(de)Bubenik等(deng)人提(ti)出(chu)內(nei)外(wai)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)區分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)可行(xing)性；2000年，印度(du)巴布哈原(yuan)子研(yan)究中心的(de)(de)(de)(de)Mukhopadhyay采(cai)用小(xiao)波分(fen)(fen)析處(chu)(chu)理缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場信號(hao)；2005年，美國(guo)的(de)(de)(de)(de)Mikkola 發表(biao)了(le)內(nei)外(wai)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)區分(fen)(fen)方法；2006年，美國(guo)的(de)(de)(de)(de)McJunkin等(deng)人提(ti)出(chu)內(nei)部缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場強(qiang)度(du)小(xiao)，可以采(cai)用敏感(gan)度(du)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)探頭(tou)來(lai)檢(jian)測(ce)外(wai)部缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)，以實現內(nei)外(wai)部缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)評價一(yi)致性；2007年，印度(du)甘地原(yuan)子研(yan)究中心的(de)(de)(de)(de)R.Baskaran 將偽逆(ni)方法應用于漏(lou)磁(ci)(ci)信號(hao)圖像處(chu)(chu)理中。在(zai)(zai)國(guo)內(nei)，康宜華、彭永勝、馬(ma)鳳(feng)銘(ming)及(ji)張勇(yong)等(deng)同樣在(zai)(zai)檢(jian)測(ce)信號(hao)后處(chu)(chu)理方面(mian)做(zuo)了(le)相關研(yan)究工作(zuo)。
4. 漏磁檢測理論
為了給漏磁檢測技術的應用和推廣提(ti)供理論(lun)支撐，關(guan)(guan)于漏磁場的形成機制、影響因素(su)、信號解釋(shi)與反演等相(xiang)關(guan)(guan)理論(lun)得到快速發(fa)展。
缺陷漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)計算(suan)方法主(zhu)要(yao)有(you)：磁(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)法、有(you)限元數值仿真(zhen)、試驗法、全息照相法。1966年(nian)，蘇(su)聯(lian)的(de)(de)(de) Zatespin 和(he)(he)(he)Shcherbinin 提出(chu)表(biao)(biao)面(mian)開(kai)口無限長(chang)缺陷的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)子(zi)模型(xing)(xing)，分(fen)別(bie)用(yong)點磁(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)子(zi)、無限長(chang)磁(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)線和(he)(he)(he)無限長(chang)磁(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)帶(dai)來模擬工件表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)點狀缺陷、淺裂(lie)(lie)(lie)紋和(he)(he)(he)深裂(lie)(lie)(lie)紋。1972年(nian)，蘇(su)聯(lian)的(de)(de)(de)Shcherbinin利(li)用(yong)面(mian)磁(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)子(zi)模型(xing)(xing)計算(suan)了截面(mian)為矩形開(kai)口的(de)(de)(de)長(chang)度有(you)限的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，從而計算(suan)位數拓展到了三維(wei)空間。1975年(nian)，美國(guo)愛荷(he)華州立大學(xue)(xue)（ISU）的(de)(de)(de)Hwang等人采用(yong)有(you)限元數值模擬法對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)進行計算(suan)。1982-1986年(nian)，德國(guo)的(de)(de)(de)F?rster F采用(yong)試驗的(de)(de)(de)方法對美國(guo)的(de)(de)(de)Lord和(he)(he)(he)Hwang所提出(chu)的(de)(de)(de)有(you)限元漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)析計算(suan)進行了驗證及部分(fen)修正。1986年(nian)，英國(guo)赫爾大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)Edwards和(he)(he)(he)Palmer 通過(guo)拉普拉斯方程(cheng)解得截面(mian)為半橢(tuo)圓(yuan)形的(de)(de)(de)缺陷的(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，并且在此基礎上(shang)給出(chu)了有(you)限長(chang)表(biao)(biao)面(mian)開(kai)口的(de)(de)(de)3D表(biao)(biao)達(da)式。2003年(nian)，烏克蘭(lan)國(guo)家科學(xue)(xue)院物(wu)理研究所的(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出(chu)了線性鐵(tie)磁(ci)(ci)性材料表(biao)(biao)面(mian)缺陷的(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)解析模型(xing)(xing)。
國內研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方面，1982年孫(sun)雨施(shi)提出了永磁(ci)(ci)場的(de)(de)計(ji)算模型(xing)，1984年張琪采用數學(xue)(xue)建模解析的(de)(de)方法研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了漏磁(ci)(ci)場分(fen)布(bu)特性，1990年南(nan)京燃(ran)氣(qi)輪機(ji)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)的(de)(de)仲維暢開始對磁(ci)(ci)偶極子開展大(da)(da)(da)量(liang)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)；這(zhe)期間(jian)，華(hua)中(zhong)科(ke)技(ji)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)楊叔子及(ji)康宜(yi)華(hua)、清(qing)華(hua)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)李路明及(ji)軍械(xie)工(gong)程學(xue)(xue)院(yuan)的(de)(de)徐章遂及(ji)南(nan)昌航空大(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)任吉林等研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊對缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場分(fen)布(bu)計(ji)算也(ye)做了大(da)(da)(da)量(liang)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)。
影響漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素主要包(bao)括：檢(jian)(jian)測(ce)(ce)速(su)度(du)、缺(que)陷(xian)(xian)特性、構(gou)件受力(li)狀態、提離(li)效(xiao)應(ying)(ying)、激勵(li)場強度(du)及磁(ci)(ci)導率變化(hua)等(deng)。1993年(nian)(nian)，美國(guo)(guo)(guo)愛荷(he)華州立(li)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立(li)了(le)(le)電(dian)磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)現(xian)象(xiang)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)影響的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字有(you)(you)限(xian)(xian)元模(mo)型(xing)。1995年(nian)(nian)，日本國(guo)(guo)(guo)家鋼鐵研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)偶極(ji)子(zi)模(mo)型(xing)分(fen)析了(le)(le)兩(liang)平(ping)行裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場分(fen)布(bu)。1996-1998年(nian)(nian)，加拿大(da)(da)女(nv)王(wang)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)(he)Lynann Clapham等(deng)人(ren)分(fen)別(bie)研(yan)究(jiu)了(le)(le)壓力(li)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，分(fen)析了(le)(le)相鄰(lin)缺(que)陷(xian)(xian)之(zhi)間或不(bu)同走向(xiang)缺(que)陷(xian)(xian)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)關系。2000-2003年(nian)(nian)，日本九州工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)(he)Nishio 采用有(you)(you)限(xian)(xian)元法計算材料屬(shu)性、極(ji)靴(xue)氣(qi)隙對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。2004年(nian)(nian)，韓(han)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)過(guo)3D有(you)(you)限(xian)(xian)元數值仿(fang)真(zhen)和(he)(he)試驗法發現(xian)電(dian)磁(ci)(ci)感應(ying)(ying)現(xian)象(xiang)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)波形和(he)(he)幅值都會產生影響。2005年(nian)(nian)，加拿大(da)(da)女(nv)王(wang)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)究(jiu)了(le)(le)凹痕尺寸(cun)與殘余應(ying)(ying)力(li)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。2006年(nian)(nian)，英國(guo)(guo)(guo)紐卡(ka)斯爾大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)(he)Yong Li等(deng)通(tong)過(guo)有(you)(you)限(xian)(xian)元數值仿(fang)真(zhen)研(yan)究(jiu)了(le)(le)在(zai)不(bu)同缺(que)陷(xian)(xian)深(shen)度(du)下渦流效(xiao)應(ying)(ying)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。國(guo)(guo)(guo)內，武漢(han)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)杜志葉、清華大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)(he)沈(shen)陽(yang)工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐(jian)等(deng)也(ye)在(zai)這(zhe)方面做了(le)(le)相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)真(zhen)研(yan)究(jiu)工作。
缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)(yan)的(de)(de)目的(de)(de)是根(gen)據(ju)檢測信(xin)號(hao)得(de)出(chu)(chu)缺(que)陷(xian)損傷程度，從而對(dui)構件質量進(jin)行有(you)效評價，其中(zhong)一(yi)(yi)個關(guan)鍵問(wen)題就是尋找(zhao)檢測信(xin)號(hao)與缺(que)陷(xian)尺(chi)(chi)寸的(de)(de)對(dui)應關(guan)系。1995年，日本(ben)京都大(da)(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)(chu)了(le)一(yi)(yi)種鋼絲繩(sheng)缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)(yan)模型。2000年，美國(guo)愛(ai)荷華州立大(da)(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用神經網(wang)絡及小(xiao)波分(fen)析方法(fa)(fa)(fa)研究了(le)反(fan)演(yan)(yan)問(wen)題。2002年，我國(guo)鐘維(wei)暢利用磁偶(ou)極(ji)子理論進(jin)行了(le)缺(que)陷(xian)的(de)(de)反(fan)推工作；同(tong)年，德國(guo)的(de)(de)Jens Haueisen 等人采(cai)用最(zui)大(da)(da)(da)(da)熵法(fa)(fa)(fa)進(jin)行了(le)評估分(fen)析，給(gei)出(chu)(chu)了(le)一(yi)(yi)種可根(gen)據(ju)檢測信(xin)號(hao)得(de)出(chu)(chu)缺(que)陷(xian)的(de)(de)尺(chi)(chi)寸及位置的(de)(de)有(you)效算(suan)法(fa)(fa)(fa)；密西根(gen)州立大(da)(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統(tong)反(fan)演(yan)(yan)算(suan)法(fa)(fa)(fa)，提出(chu)(chu)了(le)一(yi)(yi)種高(gao)階統(tong)計法(fa)(fa)(fa)。2009年，合肥工業(ye)大(da)(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)張勇采(cai)用粒子群優化算(suan)法(fa)(fa)(fa)對(dui)缺(que)陷(xian)進(jin)行反(fan)演(yan)(yan)，華中(zhong)科技大(da)(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)劉志平及天津(jin)大(da)(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)蔣奇也做了(le)部(bu)分(fen)缺(que)陷(xian)反(fan)演(yan)(yan)工作。
