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。
上述各(ge)類鋼(gang)管漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)方法一直沿用至今，在具體實施(shi)鋼(gang)管漏(lou)(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)的(de)過(guo)程中，需要根據具體檢(jian)(jian)測(ce)條(tiao)件(jian)來(lai)選擇(ze)合(he)適的(de)檢(jian)(jian)測(ce)方法，如鋼(gang)管軋制工(gong)藝(yi)、鋼(gang)管運(yun)行狀態、檢(jian)(jian)測(ce)靈敏(min)度要求以(yi)及(ji)成(cheng)本等。
2. 漏磁檢測設備
在(zai)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)方法研究基礎上，立(li)足于漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)具體需求，形成(cheng)了各種類(lei)型的(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)設備，與之相關的(de)(de)關鍵技術主(zhu)要(yao)包括漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)場高靈敏(min)度拾取(qu)、高強(qiang)度均勻磁(ci)(ci)化以及傳(chuan)感器掃查路(lu)徑規劃。
a. 傳(chuan)感器(qi)
1959年(nian)，瑞(rui)士的(de)(de)(de)Ermt Vogt發明了感(gan)應線圈；1970年(nian)，美國AMF公司的(de)(de)(de)Noel B．Proctor首(shou)次提(ti)出了印(yin)刷線圈，從而提(ti)高了傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)工(gong)藝精度和一致性(xing)(xing)；1976年(nian)，加拿大諾(nuo)蘭達礦業有限公司的(de)(de)(de)Krank Kitzinger等人(ren)首(shou)次采用霍爾元(yuan)(yuan)件(jian)測量漏磁場(chang)絕對值；1994-1996年(nian)，捷克的(de)(de)(de)Ripka和瑞(rui)士的(de)(de)(de)Popovic等人(ren)綜合比較(jiao)了感(gan)應線圈、霍爾元(yuan)(yuan)件(jian)、磁通門(men)及(ji)磁阻的(de)(de)(de)敏感(gan)特性(xing)(xing)；2002年(nian)，法國的(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等人(ren)首(shou)次制作了適應高溫(wen)檢測環境(jing)的(de)(de)(de)霍爾元(yuan)(yuan)件(jian)；2008年(nian)，印(yin)度甘地(di)原(yuan)子(zi)研究中心的(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發明了巨(ju)磁阻傳感(gan)器(qi)。
b. 漏磁檢測(ce)設備
1980年，日本住友金屬工(gong)(gong)業(ye)株式會社發明了(le)(le)移動式漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)備，美國磁(ci)(ci)性分析公(gong)司(si)(si)、德國NUKEM有限(xian)公(gong)司(si)(si)相繼研制了(le)(le)鋼管(guan)周向加(jia)軸向復合磁(ci)(ci)化的漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)備；1994-2000年，荷蘭(lan)屯特大(da)(da)學、加(jia)拿(na)大(da)(da)Pipetronix 有限(xian)公(gong)司(si)(si)及BJ服務公(gong)司(si)(si)利用(yong)漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)備“管(guan)道豬”實施管(guan)道內檢(jian)(jian)測(ce)(ce)；我國華中(zhong)科(ke)技大(da)(da)學的康宜華等(deng)人自1989年報道了(le)(le)自行(xing)研制的首臺漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)備以來，進行(xing)了(le)(le)大(da)(da)量(liang)的漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)備的開發工(gong)(gong)作，并開發了(le)(le)數字化磁(ci)(ci)性無損(sun)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)技術；另外，清華大(da)(da)學的黃(huang)松嶺、沈陽工(gong)(gong)業(ye)大(da)(da)學的楊理(li)踐及合肥(fei)工(gong)(gong)業(ye)大(da)(da)學的何輔云等(deng)人對漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)設(she)備的應用(yong)也(ye)做了(le)(le)大(da)(da)量(liang)研究工(gong)(gong)作。
3. 信號后處(chu)理
漏磁檢(jian)測(ce)在(zai)實(shi)施過程中將鐵磁性構件磁化(hua)至飽和或者近(jin)飽和狀(zhuang)態，此時在(zai)缺(que)陷附近(jin)會產(chan)生漏磁場，然后(hou)利用(yong)磁敏感元件拾取試件表面(mian)磁場變(bian)化(hua)并依次轉換為模(mo)擬信(xin)(xin)(xin)號(hao)和數字信(xin)(xin)(xin)號(hao)，最(zui)后(hou)根據檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)特(te)征(zheng)對試件質量狀(zhuang)態進行(xing)評價。因(yin)此，漏磁檢(jian)測(ce)最(zui)終(zhong)是以缺(que)陷檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)特(te)性來分析和判斷(duan)構件質量的(de)。
檢(jian)測信(xin)(xin)(xin)號(hao)進行后續處理的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)進展(zhan)：1996年(nian)，美國(guo)(guo)愛荷華州(zhou)立(li)大學的(de)(de)(de)Mandayam等人(ren)(ren)提出平(ping)衡式濾除(chu)算法(fa)，用(yong)于消除(chu)電磁(ci)(ci)感應現象和(he)磁(ci)(ci)導率不均(jun)對漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測信(xin)(xin)(xin)號(hao)所(suo)產(chan)生的(de)(de)(de)影響；1997年(nian)，美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)Bubenik等人(ren)(ren)提出內(nei)外(wai)缺(que)(que)(que)(que)陷區(qu)分的(de)(de)(de)可(ke)行性；2000年(nian)，印(yin)度(du)巴布哈原(yuan)(yuan)子研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)Mukhopadhyay采(cai)(cai)用(yong)小波分析處理缺(que)(que)(que)(que)陷漏(lou)磁(ci)(ci)場信(xin)(xin)(xin)號(hao)；2005年(nian)，美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)Mikkola 發表了內(nei)外(wai)缺(que)(que)(que)(que)陷區(qu)分方法(fa)；2006年(nian)，美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)McJunkin等人(ren)(ren)提出內(nei)部(bu)缺(que)(que)(que)(que)陷漏(lou)磁(ci)(ci)場強度(du)小，可(ke)以采(cai)(cai)用(yong)敏感度(du)小的(de)(de)(de)檢(jian)測探頭來檢(jian)測外(wai)部(bu)缺(que)(que)(que)(que)陷，以實現內(nei)外(wai)部(bu)缺(que)(que)(que)(que)陷評價一致性；2007年(nian)，印(yin)度(du)甘(gan)地原(yuan)(yuan)子研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)R.Baskaran 將偽逆方法(fa)應用(yong)于漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)圖像處理中(zhong)(zhong)。在國(guo)(guo)內(nei)，康宜華、彭永勝、馬鳳銘(ming)及(ji)張勇等同樣在檢(jian)測信(xin)(xin)(xin)號(hao)后處理方面做(zuo)了相關(guan)研(yan)究(jiu)工作。
4. 漏磁檢測理(li)論
為了給漏磁(ci)檢測技(ji)術的(de)應用(yong)和推廣提供理論支撐，關(guan)于漏磁(ci)場的(de)形成機制、影響(xiang)因素、信(xin)號解釋(shi)與(yu)反演等相關(guan)理論得到快速發(fa)展(zhan)。
缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場(chang)分布(bu)計算(suan)(suan)方法(fa)(fa)主要有(you)(you)：磁(ci)(ci)偶極法(fa)(fa)、有(you)(you)限(xian)(xian)元數值(zhi)仿真、試驗法(fa)(fa)、全息照相(xiang)法(fa)(fa)。1966年，蘇聯(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)(de) Zatespin 和(he)(he)Shcherbinin 提出表(biao)面(mian)(mian)開口無限(xian)(xian)長缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)偶極子模(mo)型，分別用(yong)(yong)點(dian)磁(ci)(ci)偶極子、無限(xian)(xian)長磁(ci)(ci)偶極線和(he)(he)無限(xian)(xian)長磁(ci)(ci)偶極帶來模(mo)擬工件表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)狀(zhuang)缺(que)陷、淺裂(lie)(lie)紋和(he)(he)深裂(lie)(lie)紋。1972年，蘇聯(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)Shcherbinin利用(yong)(yong)面(mian)(mian)磁(ci)(ci)偶極子模(mo)型計算(suan)(suan)了(le)截面(mian)(mian)為(wei)矩形開口的(de)(de)(de)(de)(de)長度有(you)(you)限(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)3D漏磁(ci)(ci)場(chang)分布(bu)，從而計算(suan)(suan)位(wei)數拓展到(dao)了(le)三維(wei)空間。1975年，美國(guo)愛荷華州立大學(xue)（ISU）的(de)(de)(de)(de)(de)Hwang等人采用(yong)(yong)有(you)(you)限(xian)(xian)元數值(zhi)模(mo)擬法(fa)(fa)對漏磁(ci)(ci)場(chang)進(jin)行計算(suan)(suan)。1982-1986年，德國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)F?rster F采用(yong)(yong)試驗的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa)對美國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)Lord和(he)(he)Hwang所提出的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)限(xian)(xian)元漏磁(ci)(ci)場(chang)分析計算(suan)(suan)進(jin)行了(le)驗證及(ji)部分修正。1986年，英(ying)國(guo)赫爾大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Edwards和(he)(he)Palmer 通過拉(la)普拉(la)斯方程解(jie)得(de)截面(mian)(mian)為(wei)半橢圓形的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)2D漏磁(ci)(ci)場(chang)分布(bu)，并且在此基礎上給出了(le)有(you)(you)限(xian)(xian)長表(biao)面(mian)(mian)開口的(de)(de)(de)(de)(de)3D表(biao)達式。2003年，烏克(ke)蘭國(guo)家科學(xue)院物理(li)研究所的(de)(de)(de)(de)(de)S．Lukyanetsa 給出了(le)線性鐵磁(ci)(ci)性材料表(biao)面(mian)(mian)缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)分布(bu)解(jie)析模(mo)型。
國內(nei)研究(jiu)(jiu)方(fang)面(mian)，1982年孫雨施提出了永磁場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)計算(suan)模(mo)型，1984年張琪采(cai)用數(shu)學(xue)(xue)建模(mo)解析(xi)的(de)(de)方(fang)法(fa)研究(jiu)(jiu)了漏磁場(chang)(chang)(chang)分(fen)布(bu)特性，1990年南京燃氣(qi)輪(lun)機研究(jiu)(jiu)所的(de)(de)仲維暢開(kai)始對(dui)磁偶極子(zi)開(kai)展大(da)量的(de)(de)研究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)；這(zhe)期間(jian)，華中科技大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)楊叔子(zi)及康宜華、清華大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)李路明(ming)及軍械工(gong)程(cheng)學(xue)(xue)院的(de)(de)徐(xu)章遂(sui)及南昌航空大(da)學(xue)(xue)的(de)(de)任吉林等研究(jiu)(jiu)團隊(dui)對(dui)缺陷(xian)漏磁場(chang)(chang)(chang)分(fen)布(bu)計算(suan)也做了大(da)量研究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)。
影(ying)(ying)(ying)響(xiang)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)因素(su)主(zhu)要包括：檢測速度(du)、缺(que)(que)陷特性(xing)、構(gou)件受力狀態、提離效應(ying)、激勵場強(qiang)度(du)及(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)導率變化等(deng)。1993年(nian)，美國愛荷華(hua)(hua)州立大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立了(le)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)現象(xiang)對(dui)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測影(ying)(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)字有限元(yuan)模型。1995年(nian)，日本國家鋼(gang)鐵研(yan)究(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極子模型分(fen)析了(le)兩平行(xing)裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場分(fen)布。1996-1998年(nian)，加拿大(da)(da)女王(wang)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及(ji) Weihua Mao 和(he)(he)Lynann Clapham等(deng)人分(fen)別研(yan)究(jiu)了(le)壓力對(dui)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)，分(fen)析了(le)相鄰缺(que)(que)陷之間(jian)或不(bu)(bu)同(tong)走向缺(que)(que)陷之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測信(xin)號(hao)(hao)關(guan)系。2000-2003年(nian)，日本九州工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)(he)Nishio 采用(yong)有限元(yuan)法(fa)計(ji)算材料屬性(xing)、極靴氣隙對(dui)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2004年(nian)，韓(han)國的(de)(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通過3D有限元(yuan)數(shu)值仿(fang)真(zhen)(zhen)和(he)(he)試驗法(fa)發現電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)現象(xiang)對(dui)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)波形和(he)(he)幅值都會產生影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2005年(nian)，加拿大(da)(da)女王(wang)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研(yan)究(jiu)了(le)凹痕尺寸與殘余應(ying)力對(dui)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。2006年(nian)，英(ying)國紐(niu)卡斯爾大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)(he)Yong Li等(deng)通過有限元(yuan)數(shu)值仿(fang)真(zhen)(zhen)研(yan)究(jiu)了(le)在不(bu)(bu)同(tong)缺(que)(que)陷深度(du)下渦流(liu)效應(ying)對(dui)漏(lou)(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。國內，武漢大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)杜志(zhi)葉、清華(hua)(hua)大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)(he)沈陽(yang)工業大(da)(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)楊(yang)理踐等(deng)也(ye)在這方面做了(le)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)真(zhen)(zhen)研(yan)究(jiu)工作。
缺(que)(que)(que)陷(xian)反演的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是根據(ju)(ju)檢(jian)測信號(hao)得出(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)損傷程(cheng)度(du)，從而(er)對(dui)(dui)構件質量進(jin)行(xing)(xing)有(you)效評價(jia)，其中(zhong)一(yi)個關(guan)鍵問題就是尋找檢(jian)測信號(hao)與缺(que)(que)(que)陷(xian)尺(chi)寸的(de)(de)(de)對(dui)(dui)應關(guan)系。1995年(nian)，日本(ben)京都大(da)(da)學的(de)(de)(de)KoichiHanasaki提(ti)出(chu)了(le)(le)一(yi)種鋼絲繩缺(que)(que)(que)陷(xian)反演模型。2000年(nian)，美(mei)國(guo)愛荷華(hua)州立大(da)(da)學的(de)(de)(de) Kyungtae和Hwang采(cai)用神經網絡及小波分(fen)析方法(fa)研究了(le)(le)反演問題。2002年(nian)，我國(guo)鐘維暢(chang)利用磁偶(ou)極子理論進(jin)行(xing)(xing)了(le)(le)缺(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)反推工(gong)作；同(tong)年(nian)，德國(guo)的(de)(de)(de)Jens Haueisen 等人采(cai)用最大(da)(da)熵法(fa)進(jin)行(xing)(xing)了(le)(le)評估分(fen)析，給出(chu)了(le)(le)一(yi)種可根據(ju)(ju)檢(jian)測信號(hao)得出(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)的(de)(de)(de)尺(chi)寸及位置的(de)(de)(de)有(you)效算(suan)法(fa)；密西(xi)根州立大(da)(da)學的(de)(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統(tong)反演算(suan)法(fa)，提(ti)出(chu)了(le)(le)一(yi)種高階統(tong)計法(fa)。2009年(nian)，合肥工(gong)業(ye)大(da)(da)學的(de)(de)(de)張勇采(cai)用粒子群(qun)優化(hua)算(suan)法(fa)對(dui)(dui)缺(que)(que)(que)陷(xian)進(jin)行(xing)(xing)反演，華(hua)中(zhong)科技大(da)(da)學的(de)(de)(de)劉志(zhi)平及天津大(da)(da)學的(de)(de)(de)蔣(jiang)奇也做了(le)(le)部分(fen)缺(que)(que)(que)陷(xian)反演工(gong)作。
