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(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(ce)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(lei)鋼(gang)管漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方法一直(zhi)沿(yan)用至今(jin)，在具(ju)體實施鋼(gang)管漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)過程中(zhong)，需要根據具(ju)體檢(jian)測(ce)(ce)(ce)條件(jian)來選擇(ze)合適(shi)的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方法，如鋼(gang)管軋(ya)制工藝、鋼(gang)管運行狀(zhuang)態(tai)、檢(jian)測(ce)(ce)(ce)靈(ling)敏(min)度要求以及成本等。
2. 漏磁檢測設備(bei)
在(zai)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測方法研究基礎(chu)上，立足于(yu)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測具體(ti)需(xu)求，形成了各種類型的(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測設備，與(yu)之(zhi)相關(guan)的(de)關(guan)鍵技術主要(yao)包(bao)括漏(lou)磁(ci)場高(gao)靈敏(min)度(du)拾取、高(gao)強度(du)均勻磁(ci)化以及傳感器掃查路徑規劃。
a. 傳(chuan)感(gan)器
1959年(nian)(nian)(nian)，瑞士的(de)Ermt Vogt發明了(le)(le)(le)(le)感(gan)(gan)(gan)應線圈；1970年(nian)(nian)(nian)，美國(guo)AMF公司的(de)Noel B．Proctor首(shou)次(ci)(ci)提出了(le)(le)(le)(le)印刷線圈，從而提高(gao)了(le)(le)(le)(le)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器的(de)工(gong)藝精度和一致性；1976年(nian)(nian)(nian)，加拿大諾蘭達礦業(ye)有(you)限公司的(de)Krank Kitzinger等人首(shou)次(ci)(ci)采用(yong)霍爾(er)元(yuan)件(jian)測量(liang)漏磁(ci)場(chang)絕對(dui)值；1994-1996年(nian)(nian)(nian)，捷克的(de)Ripka和瑞士的(de)Popovic等人綜合比較了(le)(le)(le)(le)感(gan)(gan)(gan)應線圈、霍爾(er)元(yuan)件(jian)、磁(ci)通門及磁(ci)阻的(de)敏感(gan)(gan)(gan)特(te)性；2002年(nian)(nian)(nian)，法國(guo)的(de)Jean-Louis Robert等人首(shou)次(ci)(ci)制(zhi)作了(le)(le)(le)(le)適應高(gao)溫檢測環境的(de)霍爾(er)元(yuan)件(jian)；2008年(nian)(nian)(nian)，印度甘地原子研究中心的(de)W．Sharatchandra Singh 發明了(le)(le)(le)(le)巨磁(ci)阻傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器。
b. 漏磁(ci)檢測設備
1980年(nian)，日(ri)本住(zhu)友金(jin)屬工(gong)業株式會社發(fa)明了移動式漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備，美國磁(ci)(ci)(ci)性(xing)分析公(gong)司(si)、德國NUKEM有(you)限公(gong)司(si)相繼研制了鋼管(guan)(guan)周(zhou)向加軸向復(fu)合(he)磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備；1994-2000年(nian)，荷蘭(lan)屯特大學(xue)(xue)、加拿(na)大Pipetronix 有(you)限公(gong)司(si)及BJ服務公(gong)司(si)利用(yong)(yong)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備“管(guan)(guan)道豬”實(shi)施管(guan)(guan)道內檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)；我(wo)國華(hua)中科技大學(xue)(xue)的(de)(de)康宜華(hua)等人自(zi)1989年(nian)報道了自(zi)行(xing)研制的(de)(de)首臺漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備以來(lai)，進行(xing)了大量(liang)的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備的(de)(de)開(kai)發(fa)工(gong)作(zuo)(zuo)，并(bing)開(kai)發(fa)了數字化磁(ci)(ci)(ci)性(xing)無(wu)損檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)技術；另外，清(qing)華(hua)大學(xue)(xue)的(de)(de)黃松嶺、沈陽工(gong)業大學(xue)(xue)的(de)(de)楊理踐(jian)及合(he)肥工(gong)業大學(xue)(xue)的(de)(de)何輔云等人對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)設備的(de)(de)應用(yong)(yong)也做了大量(liang)研究工(gong)作(zuo)(zuo)。
3. 信號后處(chu)理
漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)在實施過程中(zhong)將(jiang)鐵(tie)磁(ci)性(xing)構件(jian)磁(ci)化至(zhi)飽和(he)(he)(he)或者近飽和(he)(he)(he)狀態，此(ci)時在缺陷附近會產生(sheng)漏(lou)磁(ci)場(chang)，然后利用磁(ci)敏感元件(jian)拾取試件(jian)表面磁(ci)場(chang)變化并依次(ci)轉(zhuan)換(huan)為模擬(ni)信(xin)號(hao)和(he)(he)(he)數字信(xin)號(hao)，最后根據(ju)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)特征(zheng)對試件(jian)質量(liang)狀態進行評(ping)價。因此(ci)，漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)最終是以缺陷檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)的特性(xing)來分析和(he)(he)(he)判斷構件(jian)質量(liang)的。
檢測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)進(jin)行(xing)后續處(chu)理(li)的研究(jiu)進(jin)展：1996年(nian)(nian)(nian)(nian)，美(mei)國愛荷華州立大學的Mandayam等人提出平衡式濾除算法，用(yong)(yong)于(yu)消除電磁(ci)(ci)感應現象和磁(ci)(ci)導(dao)率不均對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)所產生的影響；1997年(nian)(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的Bubenik等人提出內(nei)(nei)外(wai)缺陷區(qu)分的可(ke)(ke)行(xing)性(xing)；2000年(nian)(nian)(nian)(nian)，印(yin)(yin)度(du)(du)巴布哈原(yuan)子(zi)研究(jiu)中心的Mukhopadhyay采用(yong)(yong)小波(bo)分析處(chu)理(li)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場信(xin)(xin)號(hao)(hao)；2005年(nian)(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的Mikkola 發表了(le)內(nei)(nei)外(wai)缺陷區(qu)分方法；2006年(nian)(nian)(nian)(nian)，美(mei)國的McJunkin等人提出內(nei)(nei)部(bu)(bu)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場強度(du)(du)小，可(ke)(ke)以采用(yong)(yong)敏感度(du)(du)小的檢測(ce)(ce)(ce)探頭來(lai)檢測(ce)(ce)(ce)外(wai)部(bu)(bu)缺陷，以實現內(nei)(nei)外(wai)部(bu)(bu)缺陷評價一(yi)致性(xing)；2007年(nian)(nian)(nian)(nian)，印(yin)(yin)度(du)(du)甘地(di)原(yuan)子(zi)研究(jiu)中心的R.Baskaran 將(jiang)偽逆方法應用(yong)(yong)于(yu)漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)圖像處(chu)理(li)中。在國內(nei)(nei)，康宜(yi)華、彭永(yong)勝、馬鳳銘及(ji)張勇等同樣在檢測(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)后處(chu)理(li)方面做了(le)相關(guan)研究(jiu)工作。
4. 漏磁檢測理(li)論
為了給(gei)漏磁檢測技術的(de)應用和推廣提(ti)供理論支(zhi)撐，關于漏磁場(chang)的(de)形(xing)成機制、影響因素、信號(hao)解釋與(yu)反演等相關理論得到快速發展(zhan)。
缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)計(ji)算方(fang)法(fa)(fa)主(zhu)要有(you)(you)(you)：磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)法(fa)(fa)、有(you)(you)(you)限(xian)元數(shu)(shu)值仿真、試驗法(fa)(fa)、全息(xi)照(zhao)相法(fa)(fa)。1966年(nian)(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出表面(mian)開(kai)口無限(xian)長(chang)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)子模型，分(fen)(fen)別用點磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)子、無限(xian)長(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)線(xian)和(he)無限(xian)長(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)帶來(lai)模擬(ni)工件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)點狀缺陷、淺裂紋和(he)深裂紋。1972年(nian)(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用面(mian)磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)(ji)子模型計(ji)算了(le)截(jie)面(mian)為矩形開(kai)口的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度有(you)(you)(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)3D漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)，從而計(ji)算位數(shu)(shu)拓展(zhan)到了(le)三維空間。1975年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)愛荷華州立大學（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人采用有(you)(you)(you)限(xian)元數(shu)(shu)值模擬(ni)法(fa)(fa)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)進行(xing)(xing)計(ji)算。1982-1986年(nian)(nian)，德國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采用試驗的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)對(dui)(dui)美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所(suo)提出的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)限(xian)元漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)析計(ji)算進行(xing)(xing)了(le)驗證及部分(fen)(fen)修(xiu)正。1986年(nian)(nian)，英國(guo)赫(he)爾大學的(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通(tong)過拉普拉斯方(fang)程(cheng)解(jie)得(de)截(jie)面(mian)為半橢圓(yuan)形的(de)(de)(de)(de)(de)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)2D漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)，并且在此基礎上給(gei)出了(le)有(you)(you)(you)限(xian)長(chang)表面(mian)開(kai)口的(de)(de)(de)(de)(de)3D表達式。2003年(nian)(nian)，烏克蘭國(guo)家科學院物理研究所(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給(gei)出了(le)線(xian)性鐵磁(ci)(ci)(ci)性材料(liao)表面(mian)缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)解(jie)析模型。
國內研究方(fang)面，1982年孫雨施提出了永磁(ci)場(chang)的(de)計(ji)算(suan)模型，1984年張琪采用(yong)數學(xue)建模解析的(de)方(fang)法研究了漏磁(ci)場(chang)分布(bu)特性，1990年南京燃(ran)氣輪機研究所的(de)仲(zhong)維(wei)暢開(kai)始對(dui)磁(ci)偶極子(zi)(zi)開(kai)展大(da)量的(de)研究工作；這期間，華中科技(ji)大(da)學(xue)的(de)楊叔子(zi)(zi)及康(kang)宜華、清(qing)華大(da)學(xue)的(de)李路(lu)明及軍械工程學(xue)院的(de)徐章遂及南昌航(hang)空大(da)學(xue)的(de)任吉林(lin)等研究團隊對(dui)缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)分布(bu)計(ji)算(suan)也做(zuo)了大(da)量研究工作。
影(ying)響漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)因素主要包括：檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)速(su)度(du)、缺陷特性、構件受力狀態、提離效(xiao)應、激勵場(chang)強度(du)及(ji)磁(ci)(ci)導(dao)率(lv)變化(hua)等。1993年(nian)，美國愛荷華州(zhou)(zhou)立大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)YK Shin 建(jian)立了(le)電磁(ci)(ci)感應現(xian)象(xiang)對(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)影(ying)響的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)字有限元模型。1995年(nian)，日本(ben)國家鋼(gang)鐵研究(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)偶極子模型分(fen)析了(le)兩(liang)平行(xing)裂紋的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布。1996-1998年(nian)，加(jia)拿大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji) Weihua Mao 和Lynann Clapham等人分(fen)別研究(jiu)了(le)壓(ya)力對(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，分(fen)析了(le)相(xiang)鄰缺陷之間(jian)或(huo)不同(tong)走向缺陷之間(jian)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)信號(hao)(hao)關系(xi)。2000-2003年(nian)，日本(ben)九(jiu)州(zhou)(zhou)工業(ye)大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和Nishio 采用有限元法(fa)(fa)計算(suan)材(cai)料(liao)屬性、極靴氣(qi)隙(xi)對(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。2004年(nian)，韓國的(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過3D有限元數(shu)(shu)值仿(fang)真(zhen)和試驗法(fa)(fa)發現(xian)電磁(ci)(ci)感應現(xian)象(xiang)對(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)信號(hao)(hao)波形和幅(fu)值都會(hui)產生影(ying)響。2005年(nian)，加(jia)拿大(da)(da)女王大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研究(jiu)了(le)凹(ao)痕尺寸(cun)與殘余應力對(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)信號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。2006年(nian)，英國紐卡斯爾大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和Yong Li等通過有限元數(shu)(shu)值仿(fang)真(zhen)研究(jiu)了(le)在(zai)不同(tong)缺陷深度(du)下渦流效(xiao)應對(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。國內，武漢大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)杜志葉、清華大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)黃(huang)松(song)嶺(ling)和沈(shen)陽工業(ye)大(da)(da)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)楊理踐等也在(zai)這方(fang)面做了(le)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)仿(fang)真(zhen)研究(jiu)工作(zuo)。
缺(que)(que)(que)陷(xian)反(fan)(fan)演(yan)(yan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)根據檢測信號得出(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)損傷程度，從而對構件質量進行(xing)有(you)效評價(jia)，其中一(yi)個關(guan)鍵(jian)問(wen)題就是(shi)尋找檢測信號與缺(que)(que)(que)陷(xian)尺寸(cun)(cun)的(de)(de)(de)對應關(guan)系。1995年(nian)(nian)，日本(ben)京都大(da)(da)學的(de)(de)(de)KoichiHanasaki提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)一(yi)種鋼(gang)絲繩缺(que)(que)(que)陷(xian)反(fan)(fan)演(yan)(yan)模型(xing)。2000年(nian)(nian)，美國(guo)愛荷(he)華(hua)州立(li)大(da)(da)學的(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采用神經網(wang)絡及小(xiao)波分析方(fang)法(fa)研(yan)究了(le)(le)(le)反(fan)(fan)演(yan)(yan)問(wen)題。2002年(nian)(nian)，我國(guo)鐘維(wei)暢利用磁偶極子理論進行(xing)了(le)(le)(le)缺(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)推工作；同年(nian)(nian)，德國(guo)的(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人采用最大(da)(da)熵法(fa)進行(xing)了(le)(le)(le)評估分析，給出(chu)了(le)(le)(le)一(yi)種可根據檢測信號得出(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)及位置的(de)(de)(de)有(you)效算法(fa)；密西根州立(li)大(da)(da)學的(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合(he)傳(chuan)統(tong)反(fan)(fan)演(yan)(yan)算法(fa)，提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)一(yi)種高階統(tong)計法(fa)。2009年(nian)(nian)，合(he)肥工業大(da)(da)學的(de)(de)(de)張(zhang)勇采用粒子群優化算法(fa)對缺(que)(que)(que)陷(xian)進行(xing)反(fan)(fan)演(yan)(yan)，華(hua)中科技大(da)(da)學的(de)(de)(de)劉(liu)志平及天津(jin)大(da)(da)學的(de)(de)(de)蔣奇也做(zuo)了(le)(le)(le)部分缺(que)(que)(que)陷(xian)反(fan)(fan)演(yan)(yan)工作。
