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(lou)磁(ci)檢測(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(shu)各類(lei)鋼(gang)管(guan)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測方法(fa)一直沿用至今，在具(ju)體實施鋼(gang)管(guan)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測的過程中(zhong)，需要(yao)根據具(ju)體檢(jian)測條件來選擇(ze)合適的檢(jian)測方法(fa)，如鋼(gang)管(guan)軋制(zhi)工(gong)藝、鋼(gang)管(guan)運行狀態、檢(jian)測靈(ling)敏度要(yao)求以及成本等(deng)。
2. 漏磁(ci)檢測設備
在漏(lou)磁(ci)檢測方法研究基礎上(shang)，立足于漏(lou)磁(ci)檢測具體需(xu)求，形成了各種類型的漏(lou)磁(ci)檢測設備，與之相(xiang)關的關鍵技術主要包括漏(lou)磁(ci)場高(gao)靈敏度拾取(qu)、高(gao)強度均勻磁(ci)化以及傳感(gan)器掃查路徑規劃。
a. 傳感器
1959年(nian)，瑞士(shi)的(de)(de)(de)Ermt Vogt發(fa)(fa)明了(le)感應線圈(quan)；1970年(nian)，美國AMF公(gong)司的(de)(de)(de)Noel B．Proctor首次提出了(le)印刷線圈(quan)，從而提高了(le)傳感器的(de)(de)(de)工藝精度和一致性；1976年(nian)，加拿(na)大諾蘭達礦業有限公(gong)司的(de)(de)(de)Krank Kitzinger等(deng)人(ren)首次采用霍爾(er)元件測量漏(lou)磁場絕對值；1994-1996年(nian)，捷克的(de)(de)(de)Ripka和瑞士(shi)的(de)(de)(de)Popovic等(deng)人(ren)綜(zong)合比較(jiao)了(le)感應線圈(quan)、霍爾(er)元件、磁通(tong)門及磁阻的(de)(de)(de)敏感特(te)性；2002年(nian)，法(fa)國的(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等(deng)人(ren)首次制作了(le)適應高溫檢測環境的(de)(de)(de)霍爾(er)元件；2008年(nian)，印度甘地原子(zi)研究中(zhong)心的(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發(fa)(fa)明了(le)巨(ju)磁阻傳感器。
b. 漏磁(ci)檢(jian)測設備
1980年，日本住友金屬工(gong)(gong)業株式會社發(fa)明了移(yi)動式漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)設備，美國(guo)(guo)磁(ci)性(xing)分析公司(si)、德(de)國(guo)(guo)NUKEM有限(xian)公司(si)相繼研(yan)(yan)制了鋼管(guan)(guan)周向(xiang)加軸向(xiang)復合(he)磁(ci)化的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)設備；1994-2000年，荷(he)蘭屯特大學(xue)(xue)、加拿大Pipetronix 有限(xian)公司(si)及(ji)BJ服務公司(si)利用漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)設備“管(guan)(guan)道(dao)(dao)豬”實施管(guan)(guan)道(dao)(dao)內檢(jian)測(ce)；我國(guo)(guo)華中科(ke)技大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)康宜華等(deng)人(ren)自1989年報(bao)道(dao)(dao)了自行研(yan)(yan)制的(de)(de)(de)首(shou)臺漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)設備以來，進行了大量(liang)的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)設備的(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)工(gong)(gong)作(zuo)，并(bing)開(kai)(kai)發(fa)了數字(zi)化磁(ci)性(xing)無損檢(jian)測(ce)技術；另(ling)外，清華大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)黃松嶺、沈陽工(gong)(gong)業大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)楊理踐及(ji)合(he)肥(fei)工(gong)(gong)業大學(xue)(xue)的(de)(de)(de)何輔云等(deng)人(ren)對漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)設備的(de)(de)(de)應用也做了大量(liang)研(yan)(yan)究工(gong)(gong)作(zuo)。
3. 信號后(hou)處理
漏磁檢(jian)測在實施過程中(zhong)將鐵(tie)磁性構(gou)件(jian)磁化(hua)至(zhi)飽(bao)和(he)或者近(jin)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態，此時在缺(que)陷附近(jin)會(hui)產生(sheng)漏磁場，然后利用磁敏感(gan)元(yuan)件(jian)拾取(qu)試件(jian)表(biao)面磁場變化(hua)并依(yi)次轉換為模擬信(xin)(xin)號(hao)(hao)和(he)數字(zi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)，最后根據檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)(hao)特征對(dui)試件(jian)質(zhi)量(liang)狀(zhuang)態進行評價。因此，漏磁檢(jian)測最終是(shi)以缺(que)陷檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)(hao)的特性來分析和(he)判斷構(gou)件(jian)質(zhi)量(liang)的。
檢測(ce)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)后(hou)續處(chu)理(li)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)進(jin)展(zhan)：1996年(nian)(nian)，美國(guo)愛荷華州立(li)大學(xue)的(de)(de)(de)Mandayam等人(ren)(ren)提出(chu)平衡(heng)式濾除(chu)算法，用于消除(chu)電磁(ci)(ci)感應現象和磁(ci)(ci)導率不均對漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)信(xin)號(hao)所產生的(de)(de)(de)影響(xiang)；1997年(nian)(nian)，美國(guo)的(de)(de)(de)Bubenik等人(ren)(ren)提出(chu)內(nei)(nei)(nei)外缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)區分(fen)(fen)的(de)(de)(de)可行(xing)性(xing)(xing)；2000年(nian)(nian)，印度巴布哈(ha)原子研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)Mukhopadhyay采用小(xiao)波分(fen)(fen)析處(chu)理(li)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)信(xin)號(hao)；2005年(nian)(nian)，美國(guo)的(de)(de)(de)Mikkola 發(fa)表(biao)了(le)內(nei)(nei)(nei)外缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)區分(fen)(fen)方(fang)法；2006年(nian)(nian)，美國(guo)的(de)(de)(de)McJunkin等人(ren)(ren)提出(chu)內(nei)(nei)(nei)部缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)強度小(xiao)，可以采用敏感度小(xiao)的(de)(de)(de)檢測(ce)探(tan)頭來檢測(ce)外部缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)，以實現內(nei)(nei)(nei)外部缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)評價一致性(xing)(xing)；2007年(nian)(nian)，印度甘(gan)地原子研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)R.Baskaran 將偽(wei)逆(ni)方(fang)法應用于漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)圖像處(chu)理(li)中。在國(guo)內(nei)(nei)(nei)，康(kang)宜(yi)華、彭永勝、馬(ma)鳳銘及(ji)張勇等同樣在檢測(ce)信(xin)號(hao)后(hou)處(chu)理(li)方(fang)面做(zuo)了(le)相關研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作。
4. 漏磁檢測理(li)論
為(wei)了給漏(lou)磁(ci)檢測技術的(de)應用和推廣提供理論支(zhi)撐，關(guan)于漏(lou)磁(ci)場的(de)形成(cheng)機制(zhi)、影(ying)響因素、信號解釋與反演等相關(guan)理論得到(dao)快速發展。
缺(que)(que)(que)陷漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布計(ji)算(suan)(suan)方法(fa)主(zhu)要有(you)(you)：磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)法(fa)、有(you)(you)限元(yuan)數值仿真(zhen)、試(shi)驗(yan)法(fa)、全息照相法(fa)。1966年(nian)，蘇(su)(su)聯的(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出(chu)表面(mian)開口(kou)無(wu)限長(chang)缺(que)(que)(que)陷的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)子模型(xing)(xing)(xing)，分別用(yong)點磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)子、無(wu)限長(chang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)線和(he)無(wu)限長(chang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)帶來模擬工件表面(mian)的(de)(de)(de)點狀缺(que)(que)(que)陷、淺裂(lie)紋(wen)和(he)深裂(lie)紋(wen)。1972年(nian)，蘇(su)(su)聯的(de)(de)(de)Shcherbinin利用(yong)面(mian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)(ou)(ou)極(ji)(ji)(ji)子模型(xing)(xing)(xing)計(ji)算(suan)(suan)了(le)截面(mian)為矩形開口(kou)的(de)(de)(de)長(chang)度有(you)(you)限的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布，從而計(ji)算(suan)(suan)位數拓展到(dao)了(le)三維空間。1975年(nian)，美國愛荷華州立大學（ISU）的(de)(de)(de)Hwang等人(ren)采用(yong)有(you)(you)限元(yuan)數值模擬法(fa)對漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)進行計(ji)算(suan)(suan)。1982-1986年(nian)，德國的(de)(de)(de)F?rster F采用(yong)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)方法(fa)對美國的(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所提出(chu)的(de)(de)(de)有(you)(you)限元(yuan)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分析(xi)計(ji)算(suan)(suan)進行了(le)驗(yan)證及部分修正(zheng)。1986年(nian)，英國赫爾(er)大學的(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通過拉普拉斯方程解(jie)得截面(mian)為半橢圓形的(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)陷的(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布，并且(qie)在此(ci)基礎上給出(chu)了(le)有(you)(you)限長(chang)表面(mian)開口(kou)的(de)(de)(de)3D表達式。2003年(nian)，烏克蘭(lan)國家(jia)科學院物理研究所的(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出(chu)了(le)線性鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性材(cai)料表面(mian)缺(que)(que)(que)陷的(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)分布解(jie)析(xi)模型(xing)(xing)(xing)。
國內(nei)研(yan)究(jiu)(jiu)方面，1982年孫雨施提(ti)出了永磁(ci)場(chang)的計算(suan)模型，1984年張琪采用數學(xue)建模解(jie)析(xi)的方法研(yan)究(jiu)(jiu)了漏磁(ci)場(chang)分布特(te)性，1990年南(nan)京燃氣輪機研(yan)究(jiu)(jiu)所的仲維暢(chang)開始(shi)對磁(ci)偶極子(zi)開展大(da)量的研(yan)究(jiu)(jiu)工作；這期間，華(hua)(hua)中(zhong)科技大(da)學(xue)的楊叔子(zi)及(ji)康宜華(hua)(hua)、清華(hua)(hua)大(da)學(xue)的李路明及(ji)軍械工程學(xue)院的徐章遂及(ji)南(nan)昌(chang)航空大(da)學(xue)的任吉林等研(yan)究(jiu)(jiu)團隊對缺陷漏磁(ci)場(chang)分布計算(suan)也(ye)做了大(da)量研(yan)究(jiu)(jiu)工作。
影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)因素主要包括：檢(jian)(jian)測速度、缺(que)陷特(te)性(xing)、構(gou)件受(shou)力(li)狀(zhuang)態、提離效(xiao)應、激勵場(chang)(chang)強度及(ji)(ji)磁(ci)(ci)導率變(bian)化等。1993年(nian)，美國(guo)愛(ai)荷華州(zhou)立大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)電磁(ci)(ci)感(gan)應現象對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)數(shu)字有(you)限元模型。1995年(nian)，日本國(guo)家(jia)鋼鐵研(yan)(yan)究(jiu)中心(xin)的(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)偶極(ji)子模型分(fen)(fen)析(xi)了(le)兩平行裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)(fen)布。1996-1998年(nian)，加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)(da)女王大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji)(ji) Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等人分(fen)(fen)別(bie)研(yan)(yan)究(jiu)了(le)壓力(li)對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信號(hao)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，分(fen)(fen)析(xi)了(le)相(xiang)鄰(lin)缺(que)陷之間或不同走向缺(que)陷之間的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信號(hao)關系。2000-2003年(nian)，日本九州(zhou)工業(ye)(ye)大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有(you)限元法(fa)計(ji)算(suan)材料屬性(xing)、極(ji)靴氣隙(xi)對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。2004年(nian)，韓國(guo)的(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過(guo)3D有(you)限元數(shu)值(zhi)仿真(zhen)(zhen)和(he)試驗法(fa)發現電磁(ci)(ci)感(gan)應現象對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)信號(hao)波形和(he)幅值(zhi)都會產生影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。2005年(nian)，加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)(da)女王大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)(yan)究(jiu)了(le)凹痕尺寸與殘余應力(li)對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測信號(hao)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。2006年(nian)，英國(guo)紐卡(ka)斯爾大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等通過(guo)有(you)限元數(shu)值(zhi)仿真(zhen)(zhen)研(yan)(yan)究(jiu)了(le)在不同缺(que)陷深度下(xia)渦(wo)流(liu)效(xiao)應對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。國(guo)內，武漢大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)杜志葉、清(qing)華大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)黃松(song)嶺(ling)和(he)沈陽(yang)工業(ye)(ye)大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)楊理踐等也在這方面做(zuo)了(le)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)(zhen)研(yan)(yan)究(jiu)工作。
缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)反(fan)(fan)演(yan)(yan)(yan)的(de)目的(de)是(shi)根(gen)據檢測(ce)信號(hao)(hao)得出(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)損(sun)傷程(cheng)度(du)，從而對(dui)構件質(zhi)量(liang)進(jin)(jin)行有效(xiao)(xiao)評價，其(qi)中(zhong)一(yi)(yi)個關鍵問(wen)題就是(shi)尋找檢測(ce)信號(hao)(hao)與(yu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)尺寸的(de)對(dui)應關系(xi)。1995年，日本京都大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)KoichiHanasaki提出(chu)了(le)(le)(le)(le)一(yi)(yi)種(zhong)鋼絲繩缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)反(fan)(fan)演(yan)(yan)(yan)模型。2000年，美(mei)國(guo)愛荷華州立大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de) Kyungtae和Hwang采用神(shen)經(jing)網絡及(ji)小波分(fen)析方法(fa)(fa)(fa)研究了(le)(le)(le)(le)反(fan)(fan)演(yan)(yan)(yan)問(wen)題。2002年，我國(guo)鐘(zhong)維暢利用磁偶(ou)極子理論進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)(le)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)反(fan)(fan)推工作(zuo)；同年，德國(guo)的(de)Jens Haueisen 等人采用最大(da)(da)(da)(da)熵法(fa)(fa)(fa)進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)(le)評估(gu)分(fen)析，給出(chu)了(le)(le)(le)(le)一(yi)(yi)種(zhong)可(ke)根(gen)據檢測(ce)信號(hao)(hao)得出(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)尺寸及(ji)位置(zhi)的(de)有效(xiao)(xiao)算法(fa)(fa)(fa)；密西根(gen)州立大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)Ameet Vijay Joshi結(jie)合傳統(tong)反(fan)(fan)演(yan)(yan)(yan)算法(fa)(fa)(fa)，提出(chu)了(le)(le)(le)(le)一(yi)(yi)種(zhong)高(gao)階統(tong)計法(fa)(fa)(fa)。2009年，合肥(fei)工業大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)張勇(yong)采用粒子群優化算法(fa)(fa)(fa)對(dui)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)進(jin)(jin)行反(fan)(fan)演(yan)(yan)(yan)，華中(zhong)科技大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)劉志平及(ji)天津大(da)(da)(da)(da)學(xue)(xue)的(de)蔣奇也做(zuo)了(le)(le)(le)(le)部分(fen)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)反(fan)(fan)演(yan)(yan)(yan)工作(zuo)。
