漏磁检测技术是常用的无损检测方法之一。因其具有原理简单、对检测环境要求低、检测效果好等优点,在由铁磁性材料制成的储罐底板[1-3]、油气管道[4-6]、钢丝绳[7,8]等金属构件的缺陷检测中广泛应用。
通过漏磁检测技术实现对铁磁性构件缺陷的有效探测与评估,可以保证在役设施的安全运行,降低维修成本,避免意外事故。这在航空航天、油气储运、机械制造等对设施安全状态、缺陷评估要求较高的场合中发挥着重要的作用。漏磁检测技术的重要环节是对获取的漏磁检测数据进行分析处理,得到相应的缺陷信息,进而实现对缺陷的识别、量化和重构,而后者又可以统称为缺陷漏磁成像。
缺陷漏磁成像技术,是基于缺陷漏磁检测数据对缺陷轮廓进行反演,并最终以图像形式呈现缺陷特征的一种方法。由于缺陷的形状参数与漏磁场之间较强的非线性关系,且受到检测过程中检测速度、提离值、被测材质等多种因素的影响,漏磁信号的稳定性和重复性较差,缺陷形状参数与漏磁信号之间难以建立严格准确的数学关系。因此,缺陷漏磁成像一直是漏磁检测的研究热点和技术难点。
早在20世纪30年代初期,Zuschlug首次提出应用磁敏传感器测量漏磁场的思想,国际上便开始了漏磁检测技术的初步理论研究。但直到1947年Hastings设计出第一套漏磁检测系统,漏磁检测及其缺陷漏磁成像技术才开始得到应用。
之后的几十年中,缺陷漏磁成像技术伴随漏磁检测基础原理和适用模型的探索与完善、漏磁检测装置尤其是传感器技术的改进与突破以及计算机技术、图像处理技术和信息融合技术等的不断发展,从最初缺陷漏磁场的简单识别、缺陷的定性和定量分析,逐步发展到如今缺陷三维轮廓的重构研究。
归纳起来缺陷漏磁成像技术共经历了三个主要阶段,即缺陷的漏磁数据可视化、缺陷轮廓的二维成像以及缺陷的三维成像。
本文依次从缺陷漏磁成像技术发展的三个阶段对各阶段常用的成像方法进行归纳梳理,并展望了缺陷漏磁成像技术的发展