無損檢測是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的一門應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，它以不損壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為前提，應(yīng)用物理的方法，檢測物體內(nèi)部或表面的物理性能、狀態(tài)特性以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢查物質(zhì)內(nèi)部是否存在不連續(xù)性（即缺陷），從而判斷被檢測物體是否合格，進(jìn)而評價(jià)其適用性。無損檢測學(xué)科幾乎涉及到了物理科學(xué)中的光學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)、原子物理學(xué)以及計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通訊等學(xué)科，在冶金、機(jī)械、石油、化工、航空、航天各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。假如沒有無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，鋼鐵的質(zhì)量難于保證，機(jī)器可能會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，飛機(jī)難于起飛，火箭難于上天，汽車可能會(huì)在路上翻車，火車可能會(huì)出軌，石油管道可能會(huì)發(fā)生泄漏，鍋爐和壓力容器可能會(huì)發(fā)生爆炸……,可以說，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，沒有哪種技術(shù)能夠象無損檢測那樣具有如此廣泛的科學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域。作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，無損檢測技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量上發(fā)揮著愈來愈重要的作用，其“質(zhì)量衛(wèi)士”的美譽(yù)已獲得

     無損檢測就其自身性質(zhì)而言，它著重于科學(xué)技術(shù)的具體應(yīng)用，因此，它是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)性學(xué)科，具有很強(qiáng)的操作性或工藝性。操作技術(shù)的嫻熟與否，很大程度上決定著檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，這種技術(shù)不僅表現(xiàn)在具體的操作上（例如：超聲波探頭的運(yùn)動(dòng)），而且表現(xiàn)在檢測機(jī)械的運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)化的控制、以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用上，因此將無損檢測稱之為綜合應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科并不為過。

     無損檢測技術(shù)不僅有著深刻的科學(xué)背景，而且有著豐富的文化內(nèi)涵；無損檢測凝聚著現(xiàn)代科學(xué)的智慧，閃耀著現(xiàn)代文化的光輝，現(xiàn)代文明有無損檢測的一份貢獻(xiàn)。在人類進(jìn)入輝煌的21世紀(jì)的今天，我們應(yīng)該以更高的視角來審視無損檢測文化現(xiàn)象。

     以1895年發(fā)現(xiàn)X射線為標(biāo)志，無損檢測作為應(yīng)用型技術(shù)性學(xué)科已有一百多年的歷史；然而，當(dāng)我們打開歷史的篇章，拂去歲月的封塵，我們會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，無損檢測技術(shù)的起源和發(fā)展有著豐厚的歷史底蘊(yùn)。讓我們沿著歷史長河，隨著物理科學(xué)發(fā)史的線索，以更寬廣的視野去尋找無損檢測學(xué)科成長的足跡。

    我們的祖國是世界文明古國,對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有過偉大的貢獻(xiàn),我國古代科學(xué)技術(shù)文化遺產(chǎn)中就有不少應(yīng)用無損檢測技術(shù)的記載，從中可以看出我國古代早已具有樸素的無損檢測科學(xué)思想。

      在我國先秦時(shí)期的《考工記》、《墨經(jīng)》等著作中，記載著光學(xué)、力學(xué)和聲學(xué)的物理學(xué)知識(shí)，從而使無損檢測的樸素思想可以追溯到遠(yuǎn)古的時(shí)代。早在2500多年前，我國春秋時(shí)期的齊國有部重要的手工業(yè)工藝技術(shù)典籍 《考工記》，就記載著當(dāng)時(shí)銅冶煉過程中用無損檢測的方法控制鑄銅質(zhì)量內(nèi)容：“凡鑄金之狀，金(銅)與錫，黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之，然后可鑄也?！边@段文字準(zhǔn)確地記載了銅冶煉時(shí)，通過觀察煙氣的顏色以確定冶煉的過程，即借助冶煉時(shí)煙氣的不同顏色來判斷被冶煉的銅料中雜質(zhì)揮發(fā)的情況，從而判定銅水出爐的時(shí)機(jī)。這說明我國春秋時(shí)代就有樸素的無損檢測技術(shù)應(yīng)用，這與今天的紅外測控技術(shù)何其相似。公元前400年，墨翟(公元前478—前392)在《墨經(jīng)》中記載并論述了有關(guān)小孔成像及光色與溫度的關(guān)系?！?22）著《準(zhǔn)南子》，記載了人造磁鐵和磁極斥力等現(xiàn)象?！?195）所著，這是一部在中國科學(xué)史上占有重要地位的著作，記載有關(guān)于地磁偏角的發(fā)現(xiàn)，凹面鏡成像原理和共振現(xiàn)象等?！秹粝P談》指出“方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！闭f明沈括在實(shí)驗(yàn)中已發(fā)現(xiàn)了磁偏角。《夢溪筆談》還除了通俗地講了凹面鏡成像和針孔成像的道理，對光的直線傳播、光的折射現(xiàn)象和虹的形成進(jìn)行了研究和解釋。這些道理在今天的磁力探傷和射線探傷中仍然適用?！?368)著《革象新書》，記載有他作過的光學(xué)實(shí)驗(yàn)以及光的照度、光的直線傳播、視角與小孔成象等問題。他在書中對光學(xué)現(xiàn)象作了比較深入的研究和詳細(xì)的描述，并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行小孔成像的研究，指出了小孔成像的規(guī)律。他在實(shí)驗(yàn)中指出，光通過小孔時(shí)，不論孔的形狀如何，屏上的光斑總是發(fā)光物的像。當(dāng)孔相當(dāng)大時(shí)，則屏上的光斑形狀隨孔的形狀而定，孔方則方，孔圓則圓。他對這個(gè)現(xiàn)象的解釋是“罅小則不足容日月之體，是以隨日、月之形而圓，及其缺則皆缺。”“罅大而可容日、月之體也。”說明了小孔成像與孔的大小有關(guān)。經(jīng)過一系列的周密的觀察實(shí)驗(yàn)以后，趙友欽指出：“凡景近竅者狹，景遠(yuǎn)竅者廣；燭遠(yuǎn)竅者景亦狹，燭近竅者景亦廣。景廣則淡，景狹則濃。燭雖近而光衰者，景亦淡，燭雖遠(yuǎn)而光盛者，景亦濃。由是察之，燭也，光也，竅也，景也，四者消長勝負(fù)，皆所當(dāng)論者也?！边@段論述與今天射線探傷中關(guān)于幾何不清晰度的解釋可以說是完全一樣。

     在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國發(fā)現(xiàn)磁石具有吸鐵和指南的性質(zhì)。公元前3世紀(jì)，古書《韓非子》記載有司南（磁鐵石指南的現(xiàn)象）；《呂氏春秋》記有“慈（磁）石召鐵”， 這也許是磁場吸引力的記載。

   《論衡》是東漢王充（公元27 97年）所著，記載有關(guān)力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)等方面的物理知識(shí)，內(nèi)容十分豐富。王充在《論衡》中有：“生人所以言語呼吁者，氣括口喉之中，動(dòng)搖其舌，張歙其口，故能成言。譬猶吹蕭笙，蕭笙折破，氣越不括，手無所弄，則不音。夫簫之管猶人之口吞也，手弄其孔猶人之動(dòng)吞也。”又說：“令人操行變氣遠(yuǎn)近，宜與魚等，氣應(yīng)而變，宜與水均?！笨梢娝颜J(rèn)識(shí)到人發(fā)聲是使空氣振動(dòng)而產(chǎn)生的，指出了振動(dòng)的傳播要通過媒質(zhì)，并將聲音在空氣中的傳播用可見的水波的傳播來作了比喻。這種比喻，在今天超聲檢測中講聲波的干涉和衍射時(shí)，仍然適用。

     根據(jù)聲音頻率的變化來判斷物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一種古老的檢驗(yàn)方法。在我國明朝時(shí)期宋應(yīng)星所著《天工開物》一書有如下記載：“凡釜，即成后，試法以敲之，響聲如木者佳，聲有差音則鐵質(zhì)未熟之故，它日易損壞?！边@種古老的聲音檢測方法，在今天質(zhì)量檢測中仍有廣泛的應(yīng)用。

     我國古代的科學(xué)技術(shù)如同群星燦爛，光輝閃耀，只是到了近代由于清朝封建王朝的腐敗和外國帝國主義的入侵，我國的科學(xué)技術(shù)才逐漸落后了。

     世界物理學(xué)的發(fā)展史，在致可分為古代物理學(xué)、經(jīng)典物理學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)三個(gè)階段。

    古代有關(guān)物理學(xué)的知識(shí)是與其它科學(xué)技術(shù)知識(shí)交織在一起被記錄下來的。公元前4世紀(jì)、5世紀(jì)、古希臘的亞里士多德在著作中就有關(guān)于物質(zhì)原子論的思想和力學(xué)思想。阿基米德發(fā)現(xiàn)了水的浮力現(xiàn)象。公元前3世紀(jì)歐幾里得論述了光的直線傳播性質(zhì)和反射定律。在中國先秦時(shí)期的《考工記》、《墨經(jīng)》以及北宋時(shí)期的《夢溪筆談》等大量的科學(xué)史料中均有光學(xué)、力學(xué)和聲學(xué)等物理學(xué)知識(shí)的記載。

     在歐洲公元5世紀(jì)到14世紀(jì)漫長的中世紀(jì)，封建神權(quán)社會(huì)制度嚴(yán)酷地禁錮著思想文化領(lǐng)域，自然科學(xué)發(fā)展緩慢。歐洲封建社會(huì)后期，從14世紀(jì)、15世紀(jì)開始，資本主義生產(chǎn)方式逐步發(fā)展，在資產(chǎn)反封建，反神學(xué)斗爭中，自然科學(xué)的革命首先在天文學(xué)中取得突破，哥白尼日心說在與教會(huì)激烈斗爭中捍衛(wèi)和發(fā)展，開始了近代自然科學(xué)革命。

    到17世紀(jì)以后，發(fā)現(xiàn)了力學(xué)三大定律，在此基礎(chǔ)上建立起物理學(xué)完整理論體系 經(jīng)典物理學(xué)。1687年發(fā)表了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)。從17世紀(jì)到19世紀(jì)，經(jīng)典物理學(xué)了快速的發(fā)展：惠更斯提出光的波動(dòng)說，導(dǎo)出了光的直線傳播和光的反射、折射定律，并解釋了雙折射現(xiàn)象；焦耳和赫姆霍茲等人完成了熱力學(xué)和分子物理學(xué)；富克林提出了“正電”、“負(fù)電”的概念，以后出現(xiàn)了庫侖定律，法拉弟定律；麥克斯韋建立了電磁場理論；惠更斯 菲涅耳原理解釋了波的直線傳播及折射現(xiàn)象；奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流可以使周圍的磁針偏轉(zhuǎn)；焦耳和楞次先后發(fā)現(xiàn)了電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，稱之為焦耳 楞次定律；多普勒發(fā)現(xiàn)振動(dòng)所產(chǎn)生的波源與波的頻率會(huì)出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，稱之為多普勒效應(yīng)；傅科發(fā)現(xiàn)處在迅變磁場中導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流會(huì)象旋渦一樣的運(yùn)動(dòng)，被稱為渦電流；瑞利從理論上分析了光的散射現(xiàn)象，稱之為瑞利散射；瑞利的《聲學(xué)原理》為近代聲學(xué)奠定了基礎(chǔ)；居里兄弟發(fā)現(xiàn)石英晶體受壓力時(shí)，它的表面會(huì)生產(chǎn)電荷，電荷量與壓力成正比的現(xiàn)象，稱為壓電效應(yīng)；到了1895年德國科學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，揭開了現(xiàn)代物理學(xué)的革命序幕；1896年貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射線，標(biāo)志著原子物理學(xué)的開始。1898年居里夫婦在研究了放射性物質(zhì)后發(fā)現(xiàn)了鐳；1899年盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)還分出兩種射線即α射線和β射線；1900年，維拉德發(fā)現(xiàn)放射線中還有一種不受磁場影響的射線，稱之為γ射線；1905年愛因斯坦創(chuàng)立了狹義相對論，揭示了時(shí)間與空間的本質(zhì)聯(lián)系，提出了光量子理論，解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，揭示微觀物體的波粒二象性，引起了物理學(xué)基本概念的重大變革，開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元；1915年愛因斯坦建立了廣義相對論，標(biāo)志著物理學(xué)進(jìn)入到現(xiàn)代物理的新時(shí)代。

    從古代物理、經(jīng)典物理到現(xiàn)代物理，從阿基米德浮力學(xué)、牛頓力學(xué)到愛因斯坦的相對論，這一串串閃耀著的智慧光輝的科學(xué)家的名家名字和他們的成就，至今使我們當(dāng)今從事無損檢測的科技工作者感到無限景仰；物理學(xué)的一個(gè)個(gè)原理，一個(gè)個(gè)效應(yīng)，都出現(xiàn)在當(dāng)今《無損檢測》的教科書上，使我們讀起來至今仍然是感到哪么的深?yuàn)W，然后當(dāng)它們轉(zhuǎn)化為具體的檢測方法時(shí)，使我們感到又是哪么的親切，掌握檢測技術(shù)是哪么的得心應(yīng)手。物理學(xué)的發(fā)展，孕育了豐厚的無損檢測文化歷史底蘊(yùn)，物理學(xué)是無損檢測技術(shù)的搖籃。今天重溫?zé)o損檢測文化的歷史底蘊(yùn)，象一把啟迪無損檢測科學(xué)技術(shù)知識(shí)的鑰匙，給我們智慧和力量，讓我們勇敢地去迎接現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)，為現(xiàn)代化的工業(yè)作出貢獻(xiàn)。

     以1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線為標(biāo)志，無損檢測作為一門多學(xué)科的綜合技術(shù)正式開始進(jìn)入工業(yè)化大生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。

    1900年海關(guān)開始應(yīng)用X射線檢驗(yàn)物品，1922年建立了世界工業(yè)射線實(shí)驗(yàn)室，用X射線檢查鑄件質(zhì)量，以后在軍事工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，射線檢測至今仍然是許多工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要手段。

   1912年超聲波探測技術(shù)早在航海中用于探查海面上的冰山，1929年超聲波技術(shù)用于產(chǎn)品缺陷的檢驗(yàn)，至今仍是鍋爐壓力容器、鐵軌、重要機(jī)械產(chǎn)品的主要檢測手段。

     早在我國春秋時(shí)期《呂氏春秋》有“慈（磁）石召鐵”的說法，但磁力檢測工業(yè)產(chǎn)品檢測還是二十世紀(jì)初的事。30年代用磁粉檢測方法來檢測車輛的曲柄等關(guān)健部件，以后在鋼結(jié)構(gòu)件上廣泛應(yīng)用磁粉探傷方法，使磁粉檢測得以普及到各種鐵磁性材料的表面檢測。

   毛細(xì)管現(xiàn)象是土壤水份蒸發(fā)的一種常見現(xiàn)象，隨著工業(yè)化大生產(chǎn)的出現(xiàn)，將“毛細(xì)管現(xiàn)象”的原理成功地應(yīng)用于金屬和非金屬材料開口缺陷的檢驗(yàn)，其靈敏度與磁粉檢測相當(dāng)，它的較大好處是可以檢測非鐵磁性物質(zhì)。

    經(jīng)典的電磁感應(yīng)定律和渦流電荷集膚效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代導(dǎo)電材料渦流檢測方法的產(chǎn)生。1935年渦流探測儀器研究成功。五十年代初，發(fā)表了一系列有關(guān)電磁感應(yīng)的論文，開創(chuàng)了現(xiàn)代渦流檢測的新篇章。

   到了二十世紀(jì)中期，在現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)下，建立了以射線檢測（RT）、超聲檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、（PT）和電磁檢測（ET）五大常規(guī)檢測方法為代表的無損檢測體系。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和相互間，新的無損檢測技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新的無損檢測方法層出不窮，建立起一套較完整的無損檢測體系，覆蓋工業(yè)化大生產(chǎn)的大部分領(lǐng)域；在無損檢測體系建立的過程中，逐漸形成了一套較完整的無損檢測文化。

    無損檢測文化內(nèi)涵表現(xiàn)為：在近代物理學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)上建立一套較完整的無損檢測理論；建立了一支高素質(zhì)的無損檢測隊(duì)伍，從事無損檢測理論的研究和無損檢測實(shí)際檢測的應(yīng)用；擁有一大批無損檢測儀器、設(shè)備制造廠家；無損檢測在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域充分的應(yīng)用，對工業(yè)產(chǎn)品，是重大工程的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證起到重要作用。現(xiàn)代工業(yè)重要產(chǎn)品具有“高溫、高壓、高速、高應(yīng)力”的特點(diǎn)，如果沒有無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，“四高”產(chǎn)品的質(zhì)量難于保證。無損檢測技術(shù)經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，其主要性已世界的公認(rèn)?？梢哉f，現(xiàn)代工業(yè)離不開先進(jìn)的無損檢測技術(shù)，這個(gè)論述已經(jīng)越來越被人們普遍的接受。作為一種科學(xué)文化，無損檢測文化已越來越受到廣泛的關(guān)注和重視。

     進(jìn)入二十世紀(jì)后期，世界的科學(xué)技術(shù)飛速的發(fā)展，也預(yù)示著無損檢測技術(shù)的飛速發(fā)展。以計(jì)算機(jī)和新材料為代表的新技術(shù)，無損檢測技術(shù)的快速發(fā)展，例如，射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)，工業(yè)CT技術(shù)的出現(xiàn)，使射線檢測不斷拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。雖然傳統(tǒng)的射線膠片照相檢測技術(shù)在檢測靈敏度、圖象清晰度等方面已日臻完善，然而射線檢測引進(jìn)計(jì)算機(jī)數(shù)字圖象處理技術(shù)后，的數(shù)字處理圖象質(zhì)量可以與膠片圖象質(zhì)量相媲美。γ射線的應(yīng)用和高能加速器的出現(xiàn)，增大了射線的檢測厚度，使原來不易被低能射線穿透構(gòu)件的檢測變?yōu)榭赡?例如在海關(guān)對集裝箱物品的檢驗(yàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，材料制成圖象采集器件比現(xiàn)在的圖象增強(qiáng)器體積更小，容量更大，分辨率更高，圖象更加清晰?？梢灶A(yù)想，技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)射線成象技術(shù)的發(fā)展。

    在當(dāng)今的無損檢測技術(shù)中，超聲檢測以檢測靈敏度高、聲束指向性好、對裂紋等危害性缺陷檢出率高、適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn)至今在無損檢測領(lǐng)域中占有重要的地位。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的介入，超聲成象技術(shù)異軍突起，使超聲檢測技術(shù)向數(shù)字成象自動(dòng)化方向發(fā)展；超聲檢測在復(fù)合材料和非金屬材料以及市政工程（例如城市供水供氣管網(wǎng)的核查）、水利工程（例如水庫大壩蟻穴的檢查）將發(fā)揮越來越在的作用。渦流檢測正向著數(shù)字成象、自動(dòng)檢測和遠(yuǎn)場檢測方向發(fā)展。

      利用鐵磁性部件缺陷在外部強(qiáng)磁場的作用下產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象來檢測部件缺陷的漏磁檢測法，已作為常規(guī)檢測技術(shù)應(yīng)用于各種鐵磁部件的質(zhì)量檢驗(yàn)中。在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了一種先進(jìn)的無損檢測技術(shù) 金屬磁記憶診斷技術(shù)，它能地應(yīng)用于在役設(shè)備早期損傷檢測。其基本原理是：鐵磁性金屬如出現(xiàn)缺陷或缺陷形成之前，其微小區(qū)域的變化在地球磁場的作用下，會(huì)發(fā)出磁場變化的信息，即所謂的磁記憶特性。由于設(shè)備構(gòu)件自身的遺傳性即在生產(chǎn)制造中形成的微觀的缺陷以及在后來的運(yùn)行中負(fù)荷的關(guān)系，金屬的磁記憶以累積的方式表現(xiàn)出來，運(yùn)行中構(gòu)件負(fù)荷作用力的大小和方向的變化會(huì)引起金屬磁量值和方向的變化，對金屬構(gòu)件表面漏磁場進(jìn)行掃描檢測，便可確定應(yīng)力集中的區(qū)域，從而間接地判斷該鐵磁構(gòu)件存在缺陷的可能性。金屬的磁記憶方法不需要對設(shè)備表面進(jìn)行預(yù)處理，能夠快速、準(zhǔn)確地對設(shè)備進(jìn)行診斷，從而達(dá)到設(shè)備疲勞損傷早期預(yù)警控制的目的。