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(sun)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)述各類鋼(gang)(gang)管漏(lou)磁(ci)(ci)檢測方(fang)法一直沿用(yong)至(zhi)今，在具體實施鋼(gang)(gang)管漏(lou)磁(ci)(ci)檢測的過程中，需要根據具體檢測條件來選擇合適的檢測方(fang)法，如(ru)鋼(gang)(gang)管軋制工藝、鋼(gang)(gang)管運行狀態、檢測靈敏度要求(qiu)以及成(cheng)本等。

2. 漏磁檢測設備(bei)

  在漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測方法(fa)研究(jiu)基礎上，立足(zu)于漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測具體需求，形成了各(ge)種類(lei)型的漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測設備(bei)，與之相關(guan)(guan)的關(guan)(guan)鍵技術主要(yao)包括漏(lou)(lou)磁(ci)場高靈敏度拾(shi)取、高強度均(jun)勻磁(ci)化以及(ji)傳感器掃查(cha)路(lu)徑規劃。

  a. 傳(chuan)感(gan)器(qi) 

     1959年(nian)(nian)，瑞士(shi)的(de)Ermt Vogt發明了(le)感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)；1970年(nian)(nian)，美國AMF公司的(de)Noel B．Proctor首次提出(chu)了(le)印刷線(xian)(xian)圈(quan)，從(cong)而提高了(le)傳(chuan)感(gan)器的(de)工藝精度和一致(zhi)性；1976年(nian)(nian)，加拿大(da)諾(nuo)蘭達礦業有限公司的(de)Krank Kitzinger等人(ren)首次采(cai)用霍爾(er)元(yuan)件測量漏磁場絕對(dui)值；1994-1996年(nian)(nian)，捷克(ke)的(de)Ripka和瑞士(shi)的(de)Popovic等人(ren)綜合(he)比較了(le)感(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)、霍爾(er)元(yuan)件、磁通(tong)門及磁阻(zu)的(de)敏感(gan)特性；2002年(nian)(nian)，法(fa)國的(de)Jean-Louis Robert等人(ren)首次制作了(le)適應高溫(wen)檢(jian)測環境的(de)霍爾(er)元(yuan)件；2008年(nian)(nian)，印度甘地(di)原子研究中心(xin)的(de)W．Sharatchandra Singh 發明了(le)巨磁阻(zu)傳(chuan)感(gan)器。

  b. 漏磁檢測設備 

     1980年，日本(ben)住友(you)金屬工(gong)業株式會(hui)社發(fa)明了(le)移動式漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備(bei)，美國(guo)(guo)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)分析公(gong)(gong)司(si)(si)(si)、德國(guo)(guo)NUKEM有(you)限公(gong)(gong)司(si)(si)(si)相繼(ji)研(yan)制了(le)鋼管(guan)(guan)周向加軸向復合磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備(bei)；1994-2000年，荷(he)蘭屯(tun)特大學(xue)、加拿(na)大Pipetronix 有(you)限公(gong)(gong)司(si)(si)(si)及BJ服務公(gong)(gong)司(si)(si)(si)利用漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備(bei)“管(guan)(guan)道豬”實施管(guan)(guan)道內檢測(ce)；我國(guo)(guo)華(hua)中科(ke)技(ji)大學(xue)的(de)(de)(de)康宜華(hua)等人(ren)自(zi)1989年報道了(le)自(zi)行(xing)研(yan)制的(de)(de)(de)首臺漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備(bei)以來(lai)，進行(xing)了(le)大量的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備(bei)的(de)(de)(de)開發(fa)工(gong)作，并開發(fa)了(le)數字化磁(ci)(ci)(ci)性(xing)無損檢測(ce)技(ji)術；另外，清華(hua)大學(xue)的(de)(de)(de)黃松(song)嶺、沈陽(yang)工(gong)業大學(xue)的(de)(de)(de)楊(yang)理踐(jian)及合肥(fei)工(gong)業大學(xue)的(de)(de)(de)何(he)輔云等人(ren)對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備(bei)的(de)(de)(de)應用也做了(le)大量研(yan)究工(gong)作。

3. 信(xin)號后處理(li)

  漏磁檢(jian)(jian)測(ce)在實施過程中將鐵磁性構件(jian)(jian)磁化至(zhi)飽和或者近(jin)飽和狀態(tai)，此(ci)時在缺陷(xian)附近(jin)會產(chan)生漏磁場，然后利用磁敏感元件(jian)(jian)拾(shi)取(qu)試件(jian)(jian)表面(mian)磁場變化并(bing)依次轉(zhuan)換為模擬信(xin)(xin)號和數(shu)字信(xin)(xin)號，最(zui)后根據檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)(xin)號特(te)征對試件(jian)(jian)質量狀態(tai)進(jin)行評價。因此(ci)，漏磁檢(jian)(jian)測(ce)最(zui)終是以(yi)缺陷(xian)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)(xin)號的特(te)性來分析和判斷構件(jian)(jian)質量的。

  檢(jian)(jian)(jian)測信號(hao)進(jin)行(xing)后(hou)續處(chu)理(li)的(de)研(yan)究進(jin)展：1996年(nian)(nian)，美國愛荷華州立大學的(de)Mandayam等(deng)人提出(chu)平衡式(shi)濾除算(suan)法，用(yong)于(yu)消除電磁(ci)感(gan)應現(xian)象(xiang)和磁(ci)導率(lv)不均對漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)測信號(hao)所產生(sheng)的(de)影響(xiang)；1997年(nian)(nian)，美國的(de)Bubenik等(deng)人提出(chu)內(nei)(nei)(nei)外(wai)缺(que)(que)陷(xian)(xian)區分的(de)可(ke)行(xing)性(xing)；2000年(nian)(nian)，印度(du)巴布哈原子研(yan)究中(zhong)心的(de)Mukhopadhyay采用(yong)小波分析處(chu)理(li)缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)場信號(hao)；2005年(nian)(nian)，美國的(de)Mikkola 發表(biao)了(le)內(nei)(nei)(nei)外(wai)缺(que)(que)陷(xian)(xian)區分方法；2006年(nian)(nian)，美國的(de)McJunkin等(deng)人提出(chu)內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)場強度(du)小，可(ke)以采用(yong)敏感(gan)度(du)小的(de)檢(jian)(jian)(jian)測探頭來檢(jian)(jian)(jian)測外(wai)部(bu)(bu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)，以實(shi)現(xian)內(nei)(nei)(nei)外(wai)部(bu)(bu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)評價一致性(xing)；2007年(nian)(nian)，印度(du)甘地(di)原子研(yan)究中(zhong)心的(de)R.Baskaran 將偽逆方法應用(yong)于(yu)漏(lou)磁(ci)信號(hao)圖像(xiang)處(chu)理(li)中(zhong)。在(zai)國內(nei)(nei)(nei)，康(kang)宜華、彭永勝、馬鳳銘及張勇等(deng)同樣在(zai)檢(jian)(jian)(jian)測信號(hao)后(hou)處(chu)理(li)方面做(zuo)了(le)相關(guan)研(yan)究工作。

4. 漏磁(ci)檢測理論

  為了給漏磁(ci)檢測(ce)技術的應用(yong)和推廣提供理(li)論(lun)支撐，關于漏磁(ci)場的形成機(ji)制、影(ying)響因(yin)素、信號解釋(shi)與反演(yan)等相關理(li)論(lun)得到快速發(fa)展。

  缺陷漏(lou)(lou)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)分布(bu)計算(suan)(suan)方(fang)法(fa)主要有(you)：磁偶極(ji)法(fa)、有(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)數值(zhi)(zhi)仿(fang)真、試驗法(fa)、全息照相法(fa)。1966年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)Shcherbinin 提出表(biao)(biao)面(mian)(mian)開(kai)口無(wu)(wu)限(xian)(xian)(xian)(xian)長(chang)缺陷的(de)(de)(de)(de)磁偶極(ji)子模(mo)型(xing)，分別用(yong)(yong)點(dian)磁偶極(ji)子、無(wu)(wu)限(xian)(xian)(xian)(xian)長(chang)磁偶極(ji)線和(he)無(wu)(wu)限(xian)(xian)(xian)(xian)長(chang)磁偶極(ji)帶來模(mo)擬工件表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)點(dian)狀(zhuang)缺陷、淺(qian)裂紋和(he)深裂紋。1972年(nian)，蘇(su)聯的(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利(li)用(yong)(yong)面(mian)(mian)磁偶極(ji)子模(mo)型(xing)計算(suan)(suan)了(le)截(jie)面(mian)(mian)為矩形開(kai)口的(de)(de)(de)(de)長(chang)度有(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)裂紋的(de)(de)(de)(de)3D漏(lou)(lou)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)分布(bu)，從而計算(suan)(suan)位(wei)數拓展到了(le)三(san)維空間。1975年(nian)，美國(guo)(guo)愛荷(he)華(hua)州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)Hwang等人(ren)采用(yong)(yong)有(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)數值(zhi)(zhi)模(mo)擬法(fa)對漏(lou)(lou)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)進(jin)行(xing)計算(suan)(suan)。1982-1986年(nian)，德國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)F?rster F采用(yong)(yong)試驗的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)對美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)Lord和(he)Hwang所提出的(de)(de)(de)(de)有(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)元(yuan)漏(lou)(lou)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)分析計算(suan)(suan)進(jin)行(xing)了(le)驗證(zheng)及部分修正。1986年(nian)，英國(guo)(guo)赫(he)爾(er)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)Palmer 通(tong)過拉普拉斯方(fang)程解得截(jie)面(mian)(mian)為半(ban)橢圓形的(de)(de)(de)(de)缺陷的(de)(de)(de)(de)2D漏(lou)(lou)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)分布(bu)，并且(qie)在此(ci)基礎上給(gei)(gei)出了(le)有(you)限(xian)(xian)(xian)(xian)長(chang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)開(kai)口的(de)(de)(de)(de)3D表(biao)(biao)達(da)式(shi)。2003年(nian)，烏克(ke)蘭國(guo)(guo)家科學(xue)院物(wu)理研究所的(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給(gei)(gei)出了(le)線性(xing)鐵磁性(xing)材料表(biao)(biao)面(mian)(mian)缺陷的(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)分布(bu)解析模(mo)型(xing)。

  國內研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)方面，1982年孫(sun)雨施(shi)提出了(le)永磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)計算(suan)模型，1984年張琪(qi)采用數學建模解析的(de)(de)(de)方法研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)漏磁(ci)場(chang)分(fen)布特性，1990年南京燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所的(de)(de)(de)仲維暢開始對磁(ci)偶(ou)極子開展(zhan)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作(zuo)；這期間，華(hua)中科技大(da)學的(de)(de)(de)楊叔子及康宜華(hua)、清華(hua)大(da)學的(de)(de)(de)李路明(ming)及軍械工程(cheng)學院的(de)(de)(de)徐章遂及南昌(chang)航空大(da)學的(de)(de)(de)任吉林等研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)對缺陷漏磁(ci)場(chang)分(fen)布計算(suan)也(ye)做了(le)大(da)量(liang)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作(zuo)。

  影(ying)響(xiang)(xiang)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素主(zhu)要包(bao)括：檢(jian)(jian)測(ce)速(su)度、缺(que)陷(xian)特性(xing)、構件受力(li)狀態、提離效應、激勵場(chang)強度及磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率變(bian)化等。1993年(nian)，美國(guo)(guo)愛(ai)荷華州立大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)電磁(ci)(ci)(ci)感應現象(xiang)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)影(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數字(zi)有(you)限(xian)元(yuan)模(mo)型。1995年(nian)，日本(ben)國(guo)(guo)家鋼(gang)鐵研究中心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用磁(ci)(ci)(ci)偶極(ji)子模(mo)型分(fen)(fen)析了(le)兩平行裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)布(bu)。1996-1998年(nian)，加拿大(da)(da)女王(wang)(wang)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等人分(fen)(fen)別研究了(le)壓力(li)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，分(fen)(fen)析了(le)相鄰缺(que)陷(xian)之間(jian)或(huo)不(bu)同走向缺(que)陷(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)關(guan)系。2000-2003年(nian)，日本(ben)九州工(gong)業大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用有(you)限(xian)元(yuan)法計算材料屬性(xing)、極(ji)靴(xue)氣隙(xi)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。2004年(nian)，韓(han)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過3D有(you)限(xian)元(yuan)數值仿真(zhen)和(he)試驗法發(fa)現電磁(ci)(ci)(ci)感應現象(xiang)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)信號(hao)波形和(he)幅(fu)值都會產生影(ying)響(xiang)(xiang)。2005年(nian)，加拿大(da)(da)女王(wang)(wang)大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研究了(le)凹痕尺(chi)寸與殘余應力(li)對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。2006年(nian)，英國(guo)(guo)紐卡斯爾大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等通過有(you)限(xian)元(yuan)數值仿真(zhen)研究了(le)在(zai)不(bu)同缺(que)陷(xian)深度下渦流(liu)效應對(dui)(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。國(guo)(guo)內，武(wu)漢大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)杜志葉(xie)、清華大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黃松(song)嶺和(he)沈(shen)陽工(gong)業大(da)(da)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)楊理(li)踐等也在(zai)這方面做了(le)相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)研究工(gong)作。

  缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)的(de)(de)目的(de)(de)是根(gen)據檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)得出(chu)(chu)缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)損傷程度(du)，從(cong)而(er)對構件(jian)質量進(jin)行(xing)(xing)有效(xiao)評(ping)價，其中(zhong)一個關鍵(jian)問題就(jiu)是尋找(zhao)檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)與缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)尺(chi)寸的(de)(de)對應關系。1995年(nian)(nian)(nian)，日本(ben)京都大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)(chu)了一種(zhong)(zhong)鋼絲(si)繩缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)模型(xing)。2000年(nian)(nian)(nian)，美(mei)國愛(ai)荷華州立大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用神經(jing)網(wang)絡及小波分析(xi)(xi)方法(fa)(fa)(fa)研究(jiu)了反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)問題。2002年(nian)(nian)(nian)，我(wo)國鐘(zhong)維(wei)暢利用磁偶極(ji)子理論進(jin)行(xing)(xing)了缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)推(tui)工(gong)(gong)作；同(tong)年(nian)(nian)(nian)，德(de)國的(de)(de)Jens Haueisen 等人(ren)采(cai)用最大熵(shang)法(fa)(fa)(fa)進(jin)行(xing)(xing)了評(ping)估(gu)分析(xi)(xi)，給出(chu)(chu)了一種(zhong)(zhong)可(ke)根(gen)據檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)得出(chu)(chu)缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)尺(chi)寸及位置(zhi)的(de)(de)有效(xiao)算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)；密西根(gen)州立大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)Ameet Vijay Joshi結(jie)合傳統(tong)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)，提出(chu)(chu)了一種(zhong)(zhong)高階統(tong)計法(fa)(fa)(fa)。2009年(nian)(nian)(nian)，合肥(fei)工(gong)(gong)業大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)張勇(yong)采(cai)用粒(li)子群優化(hua)算(suan)(suan)法(fa)(fa)(fa)對缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)進(jin)行(xing)(xing)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)，華中(zhong)科(ke)技大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)劉志(zhi)平及天津大學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)蔣奇(qi)也(ye)做了部(bu)分缺(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)反(fan)(fan)(fan)演(yan)(yan)工(gong)(gong)作。