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(xiu)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)測方(fang)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)管漏磁檢(jian)測(ce)方(fang)法一(yi)直(zhi)沿用至今(jin)，在(zai)具(ju)體實施鋼(gang)管漏磁檢(jian)測(ce)的過程(cheng)中(zhong)，需要根據具(ju)體檢(jian)測(ce)條件來選擇合(he)適(shi)的檢(jian)測(ce)方(fang)法，如(ru)鋼(gang)管軋(ya)制工藝、鋼(gang)管運(yun)行(xing)狀態、檢(jian)測(ce)靈敏(min)度要求以及成(cheng)本等。
2. 漏磁檢測設備
在漏磁(ci)檢(jian)測方法研(yan)究基(ji)礎(chu)上，立足于(yu)漏磁(ci)檢(jian)測具體需(xu)求(qiu)，形成了各種類型的(de)漏磁(ci)檢(jian)測設備，與之相關的(de)關鍵技術主要(yao)包括漏磁(ci)場(chang)高靈(ling)敏度拾取、高強(qiang)度均勻磁(ci)化以(yi)及傳(chuan)感器掃查路徑規劃。
a. 傳感器
1959年，瑞(rui)士(shi)的(de)(de)Ermt Vogt發明(ming)了感(gan)應線(xian)圈；1970年，美(mei)國AMF公司(si)(si)的(de)(de)Noel B．Proctor首次(ci)提出了印(yin)刷線(xian)圈，從而提高了傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)工(gong)藝精度(du)和一致性；1976年，加拿(na)大(da)諾蘭(lan)達礦業有限公司(si)(si)的(de)(de)Krank Kitzinger等(deng)(deng)人(ren)首次(ci)采用霍爾元(yuan)件(jian)測(ce)量漏磁場絕對(dui)值(zhi)；1994-1996年，捷(jie)克(ke)的(de)(de)Ripka和瑞(rui)士(shi)的(de)(de)Popovic等(deng)(deng)人(ren)綜合比(bi)較了感(gan)應線(xian)圈、霍爾元(yuan)件(jian)、磁通門及磁阻的(de)(de)敏感(gan)特性；2002年，法國的(de)(de)Jean-Louis Robert等(deng)(deng)人(ren)首次(ci)制作了適應高溫檢測(ce)環境(jing)的(de)(de)霍爾元(yuan)件(jian)；2008年，印(yin)度(du)甘(gan)地原(yuan)子研究(jiu)中心的(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發明(ming)了巨磁阻傳(chuan)感(gan)器。
b. 漏磁檢(jian)測設備
1980年(nian)，日本住(zhu)友金屬工(gong)(gong)業株式會社發(fa)(fa)明了(le)移動式漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)(she)(she)備(bei)，美國磁(ci)性分析(xi)公司、德國NUKEM有限(xian)公司相繼研制了(le)鋼(gang)管周向加軸向復合磁(ci)化(hua)的(de)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)(she)(she)備(bei)；1994-2000年(nian)，荷蘭屯(tun)特大(da)學(xue)、加拿大(da)Pipetronix 有限(xian)公司及BJ服(fu)務公司利用漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)(she)(she)備(bei)“管道豬”實施管道內檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)；我(wo)國華中科(ke)技大(da)學(xue)的(de)康(kang)宜華等(deng)人(ren)自1989年(nian)報道了(le)自行研制的(de)首臺漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)(she)(she)備(bei)以來，進行了(le)大(da)量(liang)的(de)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)開發(fa)(fa)工(gong)(gong)作，并開發(fa)(fa)了(le)數(shu)字化(hua)磁(ci)性無損檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)技術；另外，清華大(da)學(xue)的(de)黃松嶺、沈陽工(gong)(gong)業大(da)學(xue)的(de)楊理踐及合肥工(gong)(gong)業大(da)學(xue)的(de)何(he)輔云等(deng)人(ren)對漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)應(ying)用也做了(le)大(da)量(liang)研究工(gong)(gong)作。
3. 信號后處理
漏(lou)(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)在實施(shi)過(guo)程中將鐵磁(ci)性(xing)構件磁(ci)化至飽和或者近(jin)(jin)飽和狀態，此時在缺(que)陷(xian)附近(jin)(jin)會產生漏(lou)(lou)磁(ci)場，然(ran)后利用磁(ci)敏感元件拾取試件表(biao)面(mian)磁(ci)場變化并依次(ci)轉換為模(mo)擬信(xin)(xin)號(hao)和數(shu)字信(xin)(xin)號(hao)，最后根據檢測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)特(te)征(zheng)對試件質量狀態進行評價。因(yin)此，漏(lou)(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)最終(zhong)是以(yi)缺(que)陷(xian)檢測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)特(te)性(xing)來分析和判斷構件質量的(de)。
檢(jian)測信號(hao)進行后續處(chu)理(li)(li)的(de)(de)研究進展：1996年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)愛荷華州立大學的(de)(de)Mandayam等(deng)人提出(chu)平(ping)衡式濾除算法，用于消除電磁感應現象(xiang)和磁導率(lv)不(bu)均對漏(lou)(lou)磁檢(jian)測信號(hao)所(suo)產生的(de)(de)影(ying)響；1997年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)的(de)(de)Bubenik等(deng)人提出(chu)內(nei)外(wai)缺陷(xian)區分(fen)的(de)(de)可行性(xing)；2000年(nian)(nian)，印度(du)巴(ba)布哈(ha)原子(zi)研究中心的(de)(de)Mukhopadhyay采(cai)用小波分(fen)析處(chu)理(li)(li)缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁場信號(hao)；2005年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)的(de)(de)Mikkola 發表(biao)了(le)內(nei)外(wai)缺陷(xian)區分(fen)方法；2006年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)的(de)(de)McJunkin等(deng)人提出(chu)內(nei)部(bu)缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁場強度(du)小，可以(yi)采(cai)用敏感度(du)小的(de)(de)檢(jian)測探頭來檢(jian)測外(wai)部(bu)缺陷(xian)，以(yi)實現內(nei)外(wai)部(bu)缺陷(xian)評價一致(zhi)性(xing)；2007年(nian)(nian)，印度(du)甘地(di)原子(zi)研究中心的(de)(de)R.Baskaran 將偽(wei)逆(ni)方法應用于漏(lou)(lou)磁信號(hao)圖像(xiang)處(chu)理(li)(li)中。在國(guo)內(nei)，康宜華、彭永勝、馬鳳銘(ming)及張勇(yong)等(deng)同樣(yang)在檢(jian)測信號(hao)后處(chu)理(li)(li)方面做了(le)相關研究工作。
4. 漏磁檢測理(li)論
為了(le)給漏磁(ci)檢(jian)測技(ji)術的(de)應(ying)用和推廣提供理論支(zhi)撐，關于漏磁(ci)場的(de)形成機制、影響因素、信號解(jie)釋與(yu)反(fan)演等相關理論得到快速發(fa)展。
缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)(fa)主要有(you)：磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)法(fa)(fa)、有(you)限(xian)(xian)元(yuan)數(shu)值仿(fang)真(zhen)、試驗法(fa)(fa)、全息(xi)照相法(fa)(fa)。1966年，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出(chu)(chu)(chu)表面(mian)開口無(wu)(wu)限(xian)(xian)長(chang)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)子模型(xing)(xing)，分(fen)別用(yong)點磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)子、無(wu)(wu)限(xian)(xian)長(chang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)線和(he)無(wu)(wu)限(xian)(xian)長(chang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)帶(dai)來模擬工件表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)點狀缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)、淺裂紋和(he)深(shen)裂紋。1972年，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用(yong)面(mian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)子模型(xing)(xing)計(ji)算(suan)了(le)截面(mian)為(wei)矩形開口的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度有(you)限(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，從(cong)而計(ji)算(suan)位數(shu)拓展到了(le)三維空間。1975年，美國愛荷華州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人采(cai)用(yong)有(you)限(xian)(xian)元(yuan)數(shu)值模擬法(fa)(fa)對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)進(jin)行計(ji)算(suan)。1982-1986年，德國的(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采(cai)用(yong)試驗的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)對(dui)美國的(de)(de)(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所提出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)限(xian)(xian)元(yuan)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)析計(ji)算(suan)進(jin)行了(le)驗證及部分(fen)修正。1986年，英國赫爾大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉普拉斯方(fang)程解得(de)截面(mian)為(wei)半橢圓形的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，并且(qie)在此基礎上給(gei)出(chu)(chu)(chu)了(le)有(you)限(xian)(xian)長(chang)表面(mian)開口的(de)(de)(de)(de)(de)3D表達式。2003年，烏克蘭國家(jia)科學(xue)院(yuan)物理研究所的(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給(gei)出(chu)(chu)(chu)了(le)線性鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性材料表面(mian)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)解析模型(xing)(xing)。
國內研(yan)究方面，1982年(nian)孫雨施提出(chu)了(le)(le)永磁(ci)場(chang)的(de)計(ji)算(suan)(suan)模(mo)型(xing)，1984年(nian)張琪采(cai)用數學(xue)(xue)建模(mo)解析的(de)方法研(yan)究了(le)(le)漏磁(ci)場(chang)分布特(te)性，1990年(nian)南京(jing)燃氣輪機研(yan)究所的(de)仲維暢開始(shi)對(dui)磁(ci)偶極(ji)子開展大量的(de)研(yan)究工(gong)作(zuo)；這期間，華中(zhong)科技(ji)大學(xue)(xue)的(de)楊叔子及康宜(yi)華、清華大學(xue)(xue)的(de)李路(lu)明及軍械工(gong)程學(xue)(xue)院(yuan)的(de)徐章(zhang)遂及南昌航空大學(xue)(xue)的(de)任吉林(lin)等研(yan)究團隊對(dui)缺陷漏磁(ci)場(chang)分布計(ji)算(suan)(suan)也做了(le)(le)大量研(yan)究工(gong)作(zuo)。
影(ying)響(xiang)(xiang)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分(fen)(fen)布的(de)因素主(zhu)要包括：檢(jian)(jian)測速度(du)、缺陷(xian)特(te)性、構件受力狀(zhuang)態、提離(li)效(xiao)應(ying)、激(ji)勵場強度(du)及磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率變化等(deng)。1993年(nian)(nian)，美國(guo)(guo)愛荷華州立大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)YK Shin 建立了(le)(le)(le)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)現(xian)象(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測影(ying)響(xiang)(xiang)的(de)數(shu)字有(you)限元(yuan)(yuan)模型(xing)。1995年(nian)(nian)，日本國(guo)(guo)家鋼鐵(tie)研究中心的(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)子模型(xing)分(fen)(fen)析了(le)(le)(le)兩平行裂紋的(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分(fen)(fen)布。1996-1998年(nian)(nian)，加拿(na)大(da)(da)(da)女(nv)王(wang)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等(deng)人分(fen)(fen)別(bie)研究了(le)(le)(le)壓(ya)力對(dui)(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信(xin)號的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，分(fen)(fen)析了(le)(le)(le)相(xiang)鄰缺陷(xian)之(zhi)(zhi)間(jian)或(huo)不同走(zou)向缺陷(xian)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信(xin)號關系。2000-2003年(nian)(nian)，日本九州工(gong)業(ye)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有(you)限元(yuan)(yuan)法計算材料屬性、極(ji)靴氣隙對(dui)(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。2004年(nian)(nian)，韓國(guo)(guo)的(de)Gwan Soo Park 通過3D有(you)限元(yuan)(yuan)數(shu)值(zhi)仿真和(he)試驗法發現(xian)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)現(xian)象(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號波(bo)形(xing)和(he)幅(fu)值(zhi)都(dou)會產生影(ying)響(xiang)(xiang)。2005年(nian)(nian)，加拿(na)大(da)(da)(da)女(nv)王(wang)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de) Vijay Babbar研究了(le)(le)(le)凹痕尺寸(cun)與殘余應(ying)力對(dui)(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信(xin)號的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。2006年(nian)(nian)，英國(guo)(guo)紐卡斯爾大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等(deng)通過有(you)限元(yuan)(yuan)數(shu)值(zhi)仿真研究了(le)(le)(le)在不同缺陷(xian)深度(du)下(xia)渦流(liu)效(xiao)應(ying)對(dui)(dui)(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。國(guo)(guo)內，武漢大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)杜志葉、清華大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)黃松(song)嶺和(he)沈(shen)陽工(gong)業(ye)大(da)(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)楊(yang)理踐(jian)等(deng)也在這方面(mian)做了(le)(le)(le)相(xiang)應(ying)的(de)仿真研究工(gong)作。
缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是根據檢測(ce)信(xin)號(hao)得(de)出(chu)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)損傷程度，從而(er)對構(gou)件(jian)質量進(jin)行有(you)效評(ping)價，其中一個關(guan)鍵問題就是尋找檢測(ce)信(xin)號(hao)與(yu)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)尺(chi)寸的(de)(de)(de)對應關(guan)系。1995年，日本京都大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)了(le)一種(zhong)鋼(gang)絲繩缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演模型。2000年，美國愛荷華州立(li)大學(xue)(xue)的(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采用神經(jing)網絡及小波分(fen)(fen)析方法(fa)研究了(le)反(fan)(fan)(fan)演問題。2002年，我(wo)國鐘維暢利用磁偶極(ji)子理論進(jin)行了(le)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)推工作；同年，德國的(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人(ren)采用最大熵法(fa)進(jin)行了(le)評(ping)估分(fen)(fen)析，給出(chu)了(le)一種(zhong)可根據檢測(ce)信(xin)號(hao)得(de)出(chu)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)尺(chi)寸及位置的(de)(de)(de)有(you)效算法(fa)；密西根州立(li)大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合(he)傳統反(fan)(fan)(fan)演算法(fa)，提出(chu)了(le)一種(zhong)高階統計法(fa)。2009年，合(he)肥工業大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)張(zhang)勇(yong)采用粒(li)子群優(you)化算法(fa)對缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)進(jin)行反(fan)(fan)(fan)演，華中科技大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)劉志平(ping)及天津大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)蔣奇也(ye)做了(le)部(bu)分(fen)(fen)缺(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演工作。
