磁(ci)敏感元件(jian)通過排列組合(he)形成(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)，探(tan)頭(tou)(tou)(tou)封裝于(yu)保護體內形成(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)體，探(tan)頭(tou)(tou)(tou)安裝在支架上形成(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)部件(jian)。
作為漏磁檢測設備的重要組成部分，探頭部件將不銹鋼管表面的漏磁場依次轉換為模擬信號以及數字信號，以便利用計算機進行自動化處理與評判。為實現不銹鋼管高速高精度檢測，探頭部件必須滿足以下要求：
（1）一致(zhi)性(xing) 由于缺陷通(tong)過檢(jian)測(ce)探頭中某一磁敏感元件具有(you)隨(sui)機性(xing)，因此，必須進行合理的(de)傳(chuan)感器陣列布置，使得缺陷以(yi)任意相(xiang)對路(lu)徑通(tong)過檢(jian)測(ce)探頭時都可(ke)獲得相(xiang)同(tong)的(de)信(xin)號輸出。
（2）通(tong)用(yong)性(xing) 鋼管(guan)規格(ge)繁多(duo)，如果每種外徑鋼管(guan)均(jun)配置相(xiang)應探頭(tou)，則(ze)需要大量探頭(tou)備件，因此，探頭(tou)通(tong)用(yong)性(xing)一直是評價(jia)檢測系統(tong)是否具有實用(yong)價(jia)值的重要因素(su)。
（3）掃(sao)查靈敏度(du) 由于探(tan)頭(tou)掃(sao)查方(fang)向影響缺陷檢測(ce)靈敏度(du)，因此(ci)必須合理規劃探(tan)頭(tou)掃(sao)查路徑，以保證周(zhou)、軸向缺陷都具有較好(hao)的檢測(ce)靈敏度(du)。
為(wei)此，這里扼要闡述(shu)線陣漏磁檢測直(zhi)探(tan)頭布置，以及探(tan)頭掃(sao)查(cha)路徑規劃方法，它(ta)可以較好地解決漏磁檢測探(tan)頭部(bu)件系(xi)統(tong)的一致性、通用性和(he)掃(sao)查(cha)靈(ling)敏度問題。
一、探頭掃查(cha)路徑規(gui)劃
為(wei)實現對不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)缺陷的全覆蓋(gai)檢測，一般(ban)采用螺旋掃查(cha)技術(shu)對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)進行(xing)檢測。此時，感(gan)應線圈運動方(fang)向(xiang)與(yu)缺陷走向(xiang)之間會形成(cheng)夾角0，如(ru)圖(tu)3-9所示，根據(ju)法拉(la)第電磁感(gan)應定律(lv)，可獲得感(gan)應線圈的感(gan)應電動勢為(wei)
式中，e為(wei)(wei)(wei)感應(ying)線(xian)圈(quan)的(de)感應(ying)電動勢(shi)；f(nc,w,l)）為(wei)(wei)(wei)線(xian)圈(quan)結構函數(shu)，和(he)l分別為(wei)(wei)(wei)線(xian)圈(quan)的(de)匝數(shu)、寬度(du)和(he)u長度(du)；Bmn為(wei)(wei)(wei)缺(que)陷(xian)漏磁場磁感應(ying)強(qiang)度(du)；v為(wei)(wei)(wei)感應(ying)線(xian)圈(quan)掃查速度(du)；0為(wei)(wei)(wei)感應(ying)線(xian)圈(quan)運動方向(xiang)與缺(que)陷(xian)走向(xiang)之間的(de)夾角(jiao)。
由式（3-20）可以得出，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)的(de)(de)感(gan)(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢與夾角0相關：當(dang)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)運動(dong)方(fang)向(xiang)與缺陷走向(xiang)垂直時，即(ji)，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)輸出的(de)(de)感(gan)(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢幅值最大；當(dang)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)運動(dong)方(fang)向(xiang)與缺陷走向(xiang)平行時，即(ji)，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)基本沒有(you)感(gan)(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢產生(sheng)。
不銹鋼管(guan)漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)通過復合磁(ci)化方(fang)式實現對(dui)周(zhou)、軸向(xiang)裂紋(wen)的全面檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，即(ji)軸向(xiang)磁(ci)化檢(jian)(jian)測(ce)(ce)周(zhou)向(xiang)裂紋(wen)、周(zhou)向(xiang)磁(ci)化檢(jian)(jian)測(ce)(ce)軸向(xiang)裂紋(wen)。根據感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)敏感(gan)方(fang)向(xiang)與(yu)裂紋(wen)走向(xiang)夾角對(dui)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號幅(fu)值(zhi)(zhi)的影(ying)響規(gui)律，即(ji)當感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)敏感(gan)方(fang)向(xiang)與(yu)裂紋(wen)走向(xiang)平行時，檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號幅(fu)值(zhi)(zhi)最高，周(zhou)向(xiang)、軸向(xiang)裂紋(wen)感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)的布置方(fang)式如(ru)圖3-10所示。
當不銹(xiu)鋼管(guan)做螺旋(xuan)前(qian)進(jin)運動(dong)(dong)時(shi)，感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)將在(zai)鋼管(guan)表面上形成(cheng)螺旋(xuan)掃(sao)查(cha)軌(gui)跡。將鋼管(guan)表面沿周向展開，如(ru)圖(tu)3-11所(suo)示。設鋼管(guan)軸(zhou)向運動(dong)(dong)速(su)度(du)(du)(du)為(wei)Va感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)螺旋(xuan)掃(sao)查(cha)速(su)度(du)(du)(du)為(wei)v，鋼管(guan)直徑為(wei)d1，掃(sao)查(cha)軌(gui)跡螺距為(wei)P，感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)掃(sao)查(cha)軌(gui)跡與(yu)鋼管(guan)軸(zhou)向夾(jia)角為(wei)0，軸(zhou)向裂(lie)紋感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)運動(dong)(dong)方向與(yu)軸(zhou)向裂(lie)紋走向夾(jia)角為(wei)，周向裂(lie)紋感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)運動(dong)(dong)方向與(yu)周向裂(lie)紋走向夾(jia)角為(wei)α2，軸(zhou)向、周向裂(lie)紋漏磁(ci)場磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)(du)(du)分(fen)別(bie)為(wei)和(he)Bco根(gen)據(ju)圖(tu)3-11所(suo)示幾何關系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根(gen)據(ju)式（3-20），可分(fen)別(bie)獲得軸(zhou)向、周向裂(lie)紋感(gan)應(ying)線(xian)(xian)圈(quan)的漏磁(ci)場感(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢輸和(he)，即：
從式(shi)（3-21）和式(shi)（3-22）可以(yi)看(kan)出，軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應電(dian)動勢與(yu)(yu)sin0成(cheng)正(zheng)比，而(er)周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應電(dian)動勢與(yu)(yu)cos0成(cheng)正(zheng)比。因此，為(wei)使(shi)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)、周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)均(jun)具有(you)較高的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測靈敏度(du)，夾(jia)角0應設(she)計在(zai)合理的(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)。由(you)于鋼管與(yu)(yu)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化場具有(you)軸(zhou)(zhou)(zhou)對稱性，高強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)均(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)化場更容易獲得，因此，在(zai)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)條件(jian)下，周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應強(qiang)度(du)B。比軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應強(qiang)度(du)B。更大(da)。大(da)量現(xian)場試驗(yan)表明，當感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)(quan)運(yun)動方向(xiang)與(yu)(yu)鋼管軸(zhou)(zhou)(zhou)線(xian)之間的(de)(de)(de)(de)夾(jia)角0保持在(zai)50°～60°范圍內(nei)時(shi)，軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)、周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)均(jun)能獲得較好的(de)(de)(de)(de)檢(jian)出性。
在生產制造過(guo)程中，不銹鋼管中存在的(de)青線(xian)和(he)內螺旋會影響軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)相對(dui)檢(jian)出率，根據式(shi)（3-21）和(he)式(shi)（3-22）可以得出，可以通(tong)過(guo)改變(bian)夾(jia)角0來調(diao)整(zheng)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)檢(jian)測靈敏度。為(wei)此，可以利用圖3-12所示的(de)同步輸送(song)對(dui)輥(gun)輪(lun)組來實現(xian)。輸送(song)對(dui)輥(gun)輪(lun)固定于(yu)旋轉盤(pan)上，通(tong)過(guo)連(lian)接(jie)拉(la)桿同步調(diao)整(zheng)所有對(dui)輥(gun)輪(lun)組的(de)角度，最終實現(xian)夾(jia)角0的(de)連(lian)續調(diao)整(zheng)。
二(er)、線陣漏磁檢測(ce)直(zhi)探頭
一般情況下，不銹鋼(gang)管漏磁(ci)檢(jian)測(ce)探頭由內部多個感(gan)應線(xian)圈組成。為使(shi)相(xiang)同的(de)缺陷漏磁(ci)場以任意路徑通(tong)過檢(jian)測(ce)探頭均可獲得(de)相(xiang)同的(de)信號輸出，可采用傳(chuan)感(gan)器線(xian)陣(zhen)布置(zhi)方(fang)式，使(shi)缺陷始終被一個或一個以上的(de)檢(jian)測(ce)通(tong)道拾取，并且這種方(fang)法容(rong)易保證檢(jian)測(ce)探頭制作(zuo)工藝的(de)一致性。
圖(tu)(tu)3-13a所示(shi)為目前常用(yong)的(de)(de)周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)漏(lou)磁(ci)檢測(ce)探頭(tou)(tou)布置(zhi)方案，主要通過在(zai)鋼(gang)管周(zhou)(zhou)向布置(zhi)傳感器陣(zhen)列(lie)來實(shi)現周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)的(de)(de)全覆(fu)蓋掃查(cha)。該方案要求(qiu)每(mei)種(zhong)外(wai)徑(jing)規格鋼(gang)管配置(zhi)對應弧度的(de)(de)弧形(xing)探頭(tou)(tou)。另(ling)外(wai)，也(ye)可采取(qu)圖(tu)(tu)3-13b所示(shi)的(de)(de)軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)直探頭(tou)(tou)布置(zhi)方案，將沿周(zhou)(zhou)向布置(zhi)的(de)(de)圓弧陣(zhen)列(lie)傳感器轉(zhuan)換(huan)為沿軸(zhou)向布置(zhi)的(de)(de)線型(xing)陣(zhen)列(lie)傳感器。
如圖3-14所示(shi)，圓弧陣列(lie)和線(xian)型陣列(lie)傳(chuan)(chuan)感(gan)器分別對(dui)應為弧形探(tan)(tan)頭和直探(tan)(tan)頭，其(qi)內部(bu)傳(chuan)(chuan)感(gan)器單元(yuan)總數量相等。弧形探(tan)(tan)頭一(yi)般應用在(zai)鋼管(guan)直線(xian)前(qian)進的檢(jian)(jian)測(ce)方案中，而(er)直探(tan)(tan)頭必須要(yao)求鋼管(guan)做(zuo)螺旋推進運動。當更換被檢(jian)(jian)鋼管(guan)規(gui)格時(shi)，每種(zhong)外徑規(gui)格鋼管(guan)需配(pei)置對(dui)應弧度的弧形探(tan)(tan)頭，而(er)直探(tan)(tan)頭可與任何外徑鋼管(guan)匹配(pei)，從而(er)減(jian)少了(le)探(tan)(tan)頭備件的數量與種(zhong)類。當然，與圖3-13a所示(shi)方案相比，圖3-13b所示(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器陣列(lie)布置方法要(yao)求磁化均勻區軸(zhou)向長度由4增加到。
進一(yi)(yi)步(bu)分(fen)析不銹鋼(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)探頭(tou)布置(zhi)方案(an)，圖3-15a所示為(wei)(wei)目前(qian)常用(yong)的軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)探頭(tou)布置(zhi)方案(an)，其在檢(jian)(jian)測(ce)區(qu)域中間(jian)位(wei)置(zhi)對稱布置(zhi)雙列直(zhi)探頭(tou)。為(wei)(wei)滿足高速檢(jian)(jian)測(ce)的覆蓋率(lv)要求，需要設計(ji)更(geng)長(chang)的探頭(tou)，此時，磁化(hua)均勻(yun)區(qu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)長(chang)度(du)為(wei)(wei)l1，周向(xiang)(xiang)(xiang)范圍為(wei)(wei)β1。一(yi)(yi)方面(mian)，檢(jian)(jian)測(ce)探頭(tou)越(yue)長(chang)，與之對應的磁化(hua)均勻(yun)區(qu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)長(chang)度(du)l1越(yue)大，需要建立更(geng)大空(kong)間(jian)分(fen)布的均勻(yun)磁化(hua)場，磁化(hua)設備龐大。另(ling)一(yi)(yi)方面(mian)，由于(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)本身存在直(zhi)線度(du)誤差，過長(chang)的探頭(tou)與彎曲鋼(gang)管(guan)(guan)表面(mian)貼合狀態不佳，影響檢(jian)(jian)測(ce)穩(wen)定性。
另一種(zhong)方式為(wei)四個線陣(zhen)漏(lou)磁(ci)直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)的布圖(tu)3-14 周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)內(nei)部傳感器布置(zhi)(zhi)示(shi)意(yi)圖(tu)置(zhi)(zhi)方案(an)，將雙列直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)分解為(wei)周(zhou)向(xiang)(xiang)布置(zhi)(zhi)的四列直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)，如圖(tu)3-15b所示(shi)，磁(ci)化均(jun)勻區軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)長度(du)為(wei)l2，周(zhou)向(xiang)(xiang)范(fan)圍為(wei)β2。兩(liang)種(zhong)方案(an)相(xiang)比，后者(zhe)可有效提高探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)的跟蹤性能，并使檢測(ce)(ce)設備更加緊湊(cou)。在相(xiang)同(tong)的檢測(ce)(ce)速度(du)和覆蓋率下，鋼管磁(ci)化均(jun)勻區軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)長度(du)，周(zhou)向(xiang)(xiang)均(jun)勻磁(ci)化范(fan)圍由β1增(zeng)加到β2。圖(tu)3-16所示(shi)為(wei)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)內(nei)部傳感器布置(zhi)(zhi)示(shi)意(yi)圖(tu)，兩(liang)種(zhong)方案(an)的傳感器單元總數量(liang)相(xiang)等。然而，無論哪一種(zhong)方案(an)，都需要(yao)鋼管與探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)(tou)之間(jian)形成(cheng)相(xiang)對螺旋掃描運動。
通(tong)過(guo)對比高速(su)漏(lou)磁檢(jian)測探(tan)(tan)頭(tou)布置(zhi)(zhi)方(fang)(fang)案可(ke)以看(kan)出，沿周向(xiang)(xiang)均勻布置(zhi)(zhi)四個線陣(zhen)直探(tan)(tan)頭(tou)的優化布置(zhi)(zhi)方(fang)(fang)案，如圖3-13b和(he)圖3-15b所示，既可(ke)滿足不銹鋼(gang)管高速(su)檢(jian)測要求，又實現了周向(xiang)(xiang)裂紋和(he)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)測探(tan)(tan)頭(tou)布置(zhi)(zhi)方(fang)(fang)式的統一，具有極(ji)大的實用價值。
三、高速氣浮掃查(cha)方法(fa)與機構
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)在螺(luo)(luo)旋(xuan)前進(jin)過程中會產生(sheng)三個移動(dong)(dong)(dong)自由度(du)(du)和(he)三個轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)自由度(du)(du)，如(ru)圖3-17所示(shi)。其(qi)中，鋼(gang)(gang)管(guan)軸(zhou)向移動(dong)(dong)(dong)v2和(he)沿中心軸(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)ω2共同組(zu)成(cheng)鋼(gang)(gang)管(guan)螺(luo)(luo)旋(xuan)前進(jin)運動(dong)(dong)(dong)，而其(qi)余四個自由度(du)(du)包括Ux、Vy、Wx和(he)組(zu)成(cheng)了(le)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)m擺動(dong)(dong)(dong)。根(gen)據漏磁檢測的(de)(de)提離效應可知(zhi)，鋼(gang)(gang)管(guan)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)(dong)造成(cheng)的(de)(de)傳(chuan)感器提離值變(bian)化會嚴重(zhong)影(ying)響(xiang)檢測信號的(de)(de)一致性(xing)。為此，探頭系統必(bi)須具有多個自由度(du)(du)的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤功(gong)能，以消(xiao)除鋼(gang)(gang)管(guan)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)(dong)帶來(lai)的(de)(de)影(ying)響(xiang)。
為此(ci)，可以(yi)采用(yong)圖3-18所示(shi)的(de)(de)(de)一種四自由度(du)探(tan)(tan)頭(tou)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)系統。整個隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)裝(zhuang)置安裝(zhuang)于數控進給機構上，以(yi)滿足不同規格(ge)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)進給需求(qiu)。根據圖3-13b和圖3-15b所示(shi)四個直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)布置方案，將探(tan)(tan)靴(xue)(xue)設計為弧(hu)(hu)形(xing)(xing)，其內(nei)徑(jing)與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)外徑(jing)相同。當鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)發生跳(tiao)動(dong)(dong)(dong)和擺動(dong)(dong)(dong)時，可保證(zheng)弧(hu)(hu)形(xing)(xing)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)內(nei)的(de)(de)(de)直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)與(yu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)表面(mian)提離值保持恒定(ding)。弧(hu)(hu)形(xing)(xing)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)與(yu)搖(yao)(yao)臂(bei)支(zhi)架通過球鉸進行連接，實現對鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)轉動(dong)(dong)(dong)自由度(du)和ωy的(de)(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)。搖(yao)(yao)臂(bei)在(zai)氣(qi)缸作(zuo)用(yong)下在(zai)Oxy平面(mian)內(nei)移xm動(dong)(dong)(dong)，可滿足探(tan)(tan)靴(xue)(xue)對鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)移動(dong)(dong)(dong)自由度(du)和的(de)(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)要求(qiu)。
為(wei)使(shi)漏磁(ci)檢(jian)測具有最大檢(jian)測靈敏度和良好(hao)的一(yi)致性，一(yi)般要(yao)求磁(ci)敏感元件盡可能靠近不(bu)銹鋼管(guan)并且保持提離(li)距離(li)恒(heng)定。傳統接(jie)觸式探靴(xue)(xue)以內表面緊(jin)貼(tie)鋼管(guan)，實(shi)現(xian)主動跟蹤。由(you)于(yu)探靴(xue)(xue)和鋼管(guan)之(zhi)間存在摩擦損(sun)耗作(zuo)用，一(yi)般對(dui)探靴(xue)(xue)摩擦面進行噴涂(tu)處理以延長(chang)使(shi)用壽命(ming)，當探靴(xue)(xue)涂(tu)層(ceng)厚(hou)度損(sun)耗到一(yi)定值時進行更換處理。
在(zai)(zai)高(gao)速(su)漏磁檢(jian)測(ce)過程(cheng)中，劇烈(lie)摩擦(ca)使(shi)探靴(xue)(xue)涂層(ceng)快(kuai)速(su)消(xiao)耗，并且摩擦(ca)產生的(de)大量熱量不(bu)能及時散發(fa)(fa)而(er)使(shi)環境溫度升高(gao)，影響(xiang)傳感器(qi)的(de)檢(jian)測(ce)精度和(he)穩定(ding)性。為此，可(ke)采用一(yi)種高(gao)速(su)氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)掃(sao)查(cha)系(xi)統(tong)，對(dui)(dui)(dui)鋼管實現(xian)非(fei)接觸(chu)式主動(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)掃(sao)查(cha)系(xi)統(tong)利用在(zai)(zai)探靴(xue)(xue)與不(bu)銹(xiu)鋼管表(biao)面之間形成(cheng)(cheng)的(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)來消(xiao)除接觸(chu)式摩擦(ca)作用，并實現(xian)對(dui)(dui)(dui)鋼管的(de)隨動(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探靴(xue)(xue)在(zai)(zai)軸向(xiang)方向(xiang)均(jun)勻布置簡單孔式節流(liu)(liu)器(qi)，壓(ya)力氣(qi)(qi)(qi)體通(tong)過節流(liu)(liu)孔后(hou)形成(cheng)(cheng)壓(ya)降，并在(zai)(zai)鋼管表(biao)面形成(cheng)(cheng)以(yi)扶正機(ji)構(gou)支點為中心的(de)對(dui)(dui)(dui)稱壓(ya)力分布，如圖3-19所示(shi)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探靴(xue)(xue)在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體浮(fu)(fu)(fu)力Fair與恒定(ding)外力F．的(de)共(gong)同作用下(xia)保持(chi)平(ping)衡(heng)，并形成(cheng)(cheng)厚(hou)(hou)度為hair的(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)。當鋼管發(fa)(fa)生偏移時，如向(xiang)左移動(dong)(dong)，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)(hou)度hair會減小(xiao)，從而(er)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)阻力增大，流(liu)(liu)速(su)降低，使(shi)整個氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)內(nei)(nei)壓(ya)力有(you)不(bu)同程(cheng)度的(de)提(ti)高(gao)，氣(qi)(qi)(qi)體作用力Fair增大，探靴(xue)(xue)在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體作用力F和(he)外力F.作用下(xia)向(xiang)左移動(dong)(dong)，并達到新的(de)平(ping)衡(heng)位置。這樣，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)(hou)度hair被限(xian)制(zhi)在(zai)(zai)微小(xiao)范圍內(nei)(nei)變化(hua)，從而(er)實現(xian)探靴(xue)(xue)對(dui)(dui)(dui)鋼管的(de)非(fei)接觸(chu)式跟(gen)(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)(hou)度小(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探靴(xue)(xue)所形成(cheng)(cheng)的(de)氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)層(ceng)對(dui)(dui)(dui)檢(jian)測(ce)信(xin)號基本沒有(you)影響(xiang)。
高速氣浮掃(sao)查系(xi)統利用(yong)在探(tan)頭(tou)與鋼管(guan)表面之間形成的(de)氣膜來消除(chu)摩擦作用(yong)，提高了探(tan)頭(tou)的(de)使用(yong)壽(shou)命，并消除(chu)了摩擦溫(wen)度的(de)影(ying)響，尤其適應不銹鋼管(guan)高速高精度漏磁檢測。其中，周向、軸向裂紋漏磁檢測探(tan)頭(tou)布置方(fang)式、探(tan)頭(tou)掃(sao)查路徑(jing)以及氣浮跟蹤機(ji)構可(ke)完全相(xiang)同，具有重要的(de)工(gong)程應用(yong)價值。
