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(shu)各類鋼(gang)管(guan)(guan)漏磁(ci)檢測(ce)(ce)方法一(yi)直沿用至今，在具體(ti)實(shi)施鋼(gang)管(guan)(guan)漏磁(ci)檢測(ce)(ce)的過程中，需要根據(ju)具體(ti)檢測(ce)(ce)條件來選擇(ze)合適的檢測(ce)(ce)方法，如鋼(gang)管(guan)(guan)軋制工(gong)藝、鋼(gang)管(guan)(guan)運行狀態、檢測(ce)(ce)靈(ling)敏(min)度要求以及成(cheng)本等。
2. 漏磁檢測設備(bei)
在漏磁(ci)(ci)檢(jian)測方法研究基礎(chu)上(shang)，立足于(yu)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測具體(ti)需(xu)求，形成(cheng)了各(ge)種(zhong)類型的(de)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測設備，與之相(xiang)關的(de)關鍵技術(shu)主要(yao)包括漏磁(ci)(ci)場高靈敏度拾(shi)取、高強度均勻磁(ci)(ci)化以(yi)及傳(chuan)感器掃查路徑規(gui)劃。
a. 傳感器(qi)
1959年(nian)，瑞士的(de)(de)(de)Ermt Vogt發明了(le)(le)(le)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)；1970年(nian)，美國AMF公司的(de)(de)(de)Noel B．Proctor首(shou)次(ci)提出(chu)了(le)(le)(le)印刷(shua)線(xian)圈(quan)，從而(er)提高了(le)(le)(le)傳感(gan)器的(de)(de)(de)工藝精度(du)和一致性；1976年(nian)，加拿大諾(nuo)蘭(lan)達礦業有限公司的(de)(de)(de)Krank Kitzinger等(deng)人(ren)首(shou)次(ci)采用霍爾元(yuan)(yuan)件(jian)測量漏磁(ci)場絕對值；1994-1996年(nian)，捷(jie)克的(de)(de)(de)Ripka和瑞士的(de)(de)(de)Popovic等(deng)人(ren)綜合比較了(le)(le)(le)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)、霍爾元(yuan)(yuan)件(jian)、磁(ci)通門及磁(ci)阻的(de)(de)(de)敏感(gan)特(te)性；2002年(nian)，法國的(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等(deng)人(ren)首(shou)次(ci)制作了(le)(le)(le)適應(ying)高溫檢測環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)霍爾元(yuan)(yuan)件(jian)；2008年(nian)，印度(du)甘地原子研究中心的(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發明了(le)(le)(le)巨磁(ci)阻傳感(gan)器。
b. 漏磁檢測設(she)備
1980年，日本住友金屬工(gong)(gong)業(ye)株式(shi)會社發(fa)明了(le)移動式(shi)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)，美國磁性分析(xi)公司(si)(si)(si)、德(de)國NUKEM有限公司(si)(si)(si)相繼研制了(le)鋼管(guan)周向加(jia)軸向復合磁化的(de)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)；1994-2000年，荷(he)蘭屯(tun)特大(da)學(xue)(xue)(xue)、加(jia)拿大(da)Pipetronix 有限公司(si)(si)(si)及BJ服務公司(si)(si)(si)利用漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)“管(guan)道豬”實施管(guan)道內檢(jian)(jian)測(ce)；我(wo)國華(hua)(hua)(hua)中科技(ji)大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)康(kang)宜華(hua)(hua)(hua)等人(ren)自1989年報道了(le)自行研制的(de)首臺漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)以來，進行了(le)大(da)量的(de)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)的(de)開發(fa)工(gong)(gong)作(zuo)，并開發(fa)了(le)數字化磁性無(wu)損(sun)檢(jian)(jian)測(ce)技(ji)術；另外，清華(hua)(hua)(hua)大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)黃松嶺(ling)、沈(shen)陽工(gong)(gong)業(ye)大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)楊理踐及合肥工(gong)(gong)業(ye)大(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)何輔云等人(ren)對(dui)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)的(de)應(ying)用也做了(le)大(da)量研究工(gong)(gong)作(zuo)。
3. 信號后處理(li)
漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測在實施過(guo)程中將鐵磁(ci)(ci)(ci)性構件磁(ci)(ci)(ci)化(hua)至飽(bao)和(he)或者近飽(bao)和(he)狀態，此時(shi)在缺陷附近會(hui)產(chan)生漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，然后利用磁(ci)(ci)(ci)敏感(gan)元(yuan)件拾取試(shi)件表面磁(ci)(ci)(ci)場(chang)變化(hua)并依次轉換為模擬信(xin)號和(he)數字信(xin)號，最(zui)后根據檢(jian)(jian)測信(xin)號特征對試(shi)件質(zhi)(zhi)量狀態進行評價。因(yin)此，漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測最(zui)終是以(yi)缺陷檢(jian)(jian)測信(xin)號的特性來(lai)分(fen)析和(he)判斷構件質(zhi)(zhi)量的。
檢測(ce)信(xin)(xin)號進行后(hou)續處(chu)理(li)的(de)(de)(de)研究進展：1996年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)愛荷華州(zhou)立大學的(de)(de)(de)Mandayam等(deng)人提(ti)出(chu)(chu)平衡式(shi)濾除(chu)算法(fa)，用(yong)于(yu)(yu)消除(chu)電(dian)磁(ci)(ci)感應現象(xiang)和(he)磁(ci)(ci)導率不均對漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)信(xin)(xin)號所產生(sheng)的(de)(de)(de)影響；1997年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)Bubenik等(deng)人提(ti)出(chu)(chu)內(nei)外(wai)缺(que)陷(xian)區分的(de)(de)(de)可(ke)(ke)行性(xing)；2000年(nian)，印(yin)度(du)巴布哈(ha)原(yuan)子(zi)研究中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)Mukhopadhyay采用(yong)小(xiao)(xiao)波分析(xi)處(chu)理(li)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場信(xin)(xin)號；2005年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)Mikkola 發表(biao)了內(nei)外(wai)缺(que)陷(xian)區分方法(fa)；2006年(nian)，美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)McJunkin等(deng)人提(ti)出(chu)(chu)內(nei)部(bu)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場強度(du)小(xiao)(xiao)，可(ke)(ke)以采用(yong)敏感度(du)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)檢測(ce)探(tan)頭(tou)來檢測(ce)外(wai)部(bu)缺(que)陷(xian)，以實現內(nei)外(wai)部(bu)缺(que)陷(xian)評價一致性(xing)；2007年(nian)，印(yin)度(du)甘地原(yuan)子(zi)研究中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)R.Baskaran 將(jiang)偽(wei)逆方法(fa)應用(yong)于(yu)(yu)漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)(xin)號圖(tu)像處(chu)理(li)中(zhong)(zhong)。在(zai)國(guo)(guo)內(nei)，康宜(yi)華、彭永勝、馬(ma)鳳銘及張勇(yong)等(deng)同樣在(zai)檢測(ce)信(xin)(xin)號后(hou)處(chu)理(li)方面做了相(xiang)關研究工作。
4. 漏磁檢(jian)測理(li)論
為了給漏磁檢測技(ji)術的應用和(he)推廣(guang)提供理(li)(li)論支撐，關(guan)于(yu)漏磁場的形成機制、影響因素、信號解釋(shi)與反演等相關(guan)理(li)(li)論得(de)到快速發展(zhan)。
缺(que)陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)計(ji)(ji)(ji)算(suan)方法(fa)主(zhu)要有(you)(you)：磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)法(fa)、有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)元數(shu)值仿真、試驗(yan)法(fa)、全息照(zhao)相法(fa)。1966年，蘇(su)聯的(de)(de) Zatespin 和Shcherbinin 提出(chu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)開(kai)(kai)口(kou)無(wu)(wu)限(xian)(xian)(xian)長(chang)(chang)缺(que)陷的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)子模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)，分(fen)別用(yong)點磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)子、無(wu)(wu)限(xian)(xian)(xian)長(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)線和無(wu)(wu)限(xian)(xian)(xian)長(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)帶來模(mo)(mo)(mo)擬工件表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)點狀缺(que)陷、淺裂紋(wen)和深(shen)裂紋(wen)。1972年，蘇(su)聯的(de)(de)Shcherbinin利用(yong)面(mian)(mian)(mian)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)子模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)計(ji)(ji)(ji)算(suan)了(le)截面(mian)(mian)(mian)為矩形開(kai)(kai)口(kou)的(de)(de)長(chang)(chang)度有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)的(de)(de)裂紋(wen)的(de)(de)3D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，從而計(ji)(ji)(ji)算(suan)位數(shu)拓展到(dao)了(le)三維空間。1975年，美國(guo)愛荷華州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)Hwang等(deng)人采用(yong)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)元數(shu)值模(mo)(mo)(mo)擬法(fa)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)進行(xing)(xing)計(ji)(ji)(ji)算(suan)。1982-1986年，德國(guo)的(de)(de)F?rster F采用(yong)試驗(yan)的(de)(de)方法(fa)對(dui)美國(guo)的(de)(de)Lord和Hwang所提出(chu)的(de)(de)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)元漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)析(xi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)進行(xing)(xing)了(le)驗(yan)證(zheng)及部(bu)分(fen)修正。1986年，英國(guo)赫(he)爾大學(xue)的(de)(de)Edwards和Palmer 通(tong)過拉普(pu)拉斯方程(cheng)解得截面(mian)(mian)(mian)為半(ban)橢圓形的(de)(de)缺(que)陷的(de)(de)2D漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)，并且在此基礎上(shang)給(gei)出(chu)了(le)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)長(chang)(chang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)開(kai)(kai)口(kou)的(de)(de)3D表(biao)(biao)達式。2003年，烏克蘭國(guo)家科學(xue)院物理研究(jiu)所的(de)(de)S．Lukyanetsa 給(gei)出(chu)了(le)線性鐵磁(ci)(ci)(ci)性材(cai)料表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)缺(que)陷的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)解析(xi)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)。
國內研(yan)究(jiu)(jiu)方面，1982年孫(sun)雨(yu)施提(ti)出(chu)了永磁(ci)(ci)場(chang)的(de)計算模型，1984年張琪采用數學(xue)建模解析(xi)的(de)方法(fa)研(yan)究(jiu)(jiu)了漏磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布特性，1990年南京燃氣輪機(ji)研(yan)究(jiu)(jiu)所的(de)仲維暢開(kai)始對磁(ci)(ci)偶極子(zi)開(kai)展大(da)(da)量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)工作；這期間，華中(zhong)科技大(da)(da)學(xue)的(de)楊叔子(zi)及康(kang)宜(yi)華、清華大(da)(da)學(xue)的(de)李路明及軍械工程學(xue)院(yuan)的(de)徐章遂及南昌航空大(da)(da)學(xue)的(de)任吉林等研(yan)究(jiu)(jiu)團隊對缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布計算也做了大(da)(da)量(liang)研(yan)究(jiu)(jiu)工作。
影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因素主(zhu)要包括：檢(jian)測(ce)速度(du)、缺(que)陷特性、構件(jian)受力狀態(tai)、提離效(xiao)應、激勵場(chang)強度(du)及磁(ci)(ci)(ci)導率變化等。1993年(nian)(nian)，美國(guo)(guo)愛(ai)荷華州立大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建(jian)立了(le)(le)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應現(xian)象(xiang)對(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字有限元(yuan)模型。1995年(nian)(nian)，日本(ben)(ben)國(guo)(guo)家(jia)鋼(gang)鐵研究(jiu)中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(ji)子模型分析了(le)(le)兩平行裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分布。1996-1998年(nian)(nian)，加(jia)拿大(da)女(nv)王(wang)大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和Lynann Clapham等人分別研究(jiu)了(le)(le)壓力對(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)，分析了(le)(le)相鄰缺(que)陷之間或不(bu)同(tong)走(zou)向缺(que)陷之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信(xin)號關系。2000-2003年(nian)(nian)，日本(ben)(ben)九州工業大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和Nishio 采用有限元(yuan)法計算材料(liao)屬性、極(ji)(ji)靴(xue)氣隙對(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。2004年(nian)(nian)，韓國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)過3D有限元(yuan)數值仿(fang)(fang)真(zhen)(zhen)和試驗法發現(xian)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)感應現(xian)象(xiang)對(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號波(bo)形和幅值都(dou)會產生影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。2005年(nian)(nian)，加(jia)拿大(da)女(nv)王(wang)大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研究(jiu)了(le)(le)凹痕尺寸與殘余應力對(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。2006年(nian)(nian)，英國(guo)(guo)紐卡斯(si)爾大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和Yong Li等通(tong)過有限元(yuan)數值仿(fang)(fang)真(zhen)(zhen)研究(jiu)了(le)(le)在(zai)不(bu)同(tong)缺(que)陷深度(du)下渦(wo)流效(xiao)應對(dui)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。國(guo)(guo)內，武漢大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)杜志(zhi)葉、清(qing)華大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黃松(song)嶺和沈(shen)陽工業大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)楊理踐等也在(zai)這(zhe)方面做(zuo)了(le)(le)相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)(fang)真(zhen)(zhen)研究(jiu)工作。
缺(que)(que)陷(xian)反(fan)演的(de)目(mu)的(de)是根(gen)據檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)得(de)出(chu)缺(que)(que)陷(xian)損(sun)傷(shang)程度(du)，從而對(dui)(dui)構件質量進行有(you)(you)效(xiao)評價，其中一(yi)(yi)個(ge)關鍵問題就(jiu)是尋(xun)找檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)與(yu)缺(que)(que)陷(xian)尺寸的(de)對(dui)(dui)應關系。1995年(nian)(nian)，日本京都大(da)(da)學(xue)的(de)KoichiHanasaki提(ti)出(chu)了(le)(le)一(yi)(yi)種鋼絲繩缺(que)(que)陷(xian)反(fan)演模型。2000年(nian)(nian)，美國(guo)(guo)愛荷華州立大(da)(da)學(xue)的(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用神經網絡及小(xiao)波分(fen)(fen)析方(fang)法研究(jiu)了(le)(le)反(fan)演問題。2002年(nian)(nian)，我國(guo)(guo)鐘維(wei)暢利(li)用磁(ci)偶極(ji)子理論進行了(le)(le)缺(que)(que)陷(xian)的(de)反(fan)推工作；同(tong)年(nian)(nian)，德國(guo)(guo)的(de)Jens Haueisen 等人采(cai)用最大(da)(da)熵法進行了(le)(le)評估分(fen)(fen)析，給(gei)出(chu)了(le)(le)一(yi)(yi)種可(ke)根(gen)據檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)得(de)出(chu)缺(que)(que)陷(xian)的(de)尺寸及位置的(de)有(you)(you)效(xiao)算(suan)法；密西根(gen)州立大(da)(da)學(xue)的(de)Ameet Vijay Joshi結合(he)傳統反(fan)演算(suan)法，提(ti)出(chu)了(le)(le)一(yi)(yi)種高(gao)階統計法。2009年(nian)(nian)，合(he)肥工業(ye)大(da)(da)學(xue)的(de)張勇采(cai)用粒(li)子群優化算(suan)法對(dui)(dui)缺(que)(que)陷(xian)進行反(fan)演，華中科(ke)技大(da)(da)學(xue)的(de)劉志(zhi)平及天津大(da)(da)學(xue)的(de)蔣奇也做了(le)(le)部分(fen)(fen)缺(que)(que)陷(xian)反(fan)演工作。
