磁敏感元件(jian)通過排列(lie)組合形成(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)，探(tan)頭(tou)(tou)封裝于(yu)保護體(ti)內形成(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)體(ti)，探(tan)頭(tou)(tou)安裝在支架上形成(cheng)探(tan)頭(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) 由于缺陷通過檢(jian)測(ce)探頭中(zhong)某一磁敏感元件具(ju)有隨機性(xing)，因(yin)此，必須進行合理(li)的(de)傳感器(qi)陣列(lie)布(bu)置，使得(de)缺陷以(yi)任意相對路徑通過檢(jian)測(ce)探頭時都可獲(huo)得(de)相同的(de)信(xin)號(hao)輸出。
（2）通(tong)用性 鋼管(guan)規格繁多(duo)，如果每(mei)種外徑鋼管(guan)均配置相應探(tan)頭，則需要大量探(tan)頭備件(jian)，因(yin)此(ci)，探(tan)頭通(tong)用性一直是(shi)評價(jia)(jia)檢(jian)測系統是(shi)否具有(you)實用價(jia)(jia)值的重要因(yin)素。
（3）掃查(cha)靈(ling)敏度 由于探頭(tou)掃查(cha)方向影響缺(que)陷檢測(ce)靈(ling)敏度，因此必須(xu)合理規(gui)劃探頭(tou)掃查(cha)路徑(jing)，以(yi)保證(zheng)周、軸向缺(que)陷都(dou)具有較好的檢測(ce)靈(ling)敏度。
為此，這里扼要闡述線(xian)陣(zhen)漏磁(ci)檢測直探頭(tou)布置，以及(ji)探頭(tou)掃(sao)查路徑規劃方法，它可(ke)以較好地解(jie)決漏磁(ci)檢測探頭(tou)部件系統的一致性(xing)、通(tong)用性(xing)和掃(sao)查靈(ling)敏度問題。
一、探頭掃(sao)查路徑規(gui)劃(hua)
為實現對不(bu)銹鋼管缺(que)陷(xian)的全覆(fu)蓋檢測，一般采用螺旋掃查技術對鋼管進行檢測。此時，感(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)運動方向與缺(que)陷(xian)走向之(zhi)間(jian)會形成夾角0，如圖(tu)3-9所示，根據法拉第電磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)定(ding)律(lv)，可獲(huo)得感(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)的感(gan)應(ying)(ying)電動勢為
式中(zhong)，e為感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)的感(gan)應(ying)(ying)電動勢；f(nc,w,l)）為線(xian)圈(quan)結構函數(shu)，和l分別為線(xian)圈(quan)的匝數(shu)、寬度和u長度；Bmn為缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)場磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)強度；v為感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)掃(sao)查速度；0為感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運動方(fang)向(xiang)與(yu)缺陷(xian)走向(xiang)之間(jian)的夾角。
由(you)式（3-20）可(ke)以得(de)出，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動(dong)勢(shi)(shi)與夾角0相(xiang)關：當感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)與缺陷走向(xiang)(xiang)垂直(zhi)時(shi)，即(ji)(ji)，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)輸出的感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動(dong)勢(shi)(shi)幅值最大；當感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)與缺陷走向(xiang)(xiang)平行(xing)時(shi)，即(ji)(ji)，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)基本沒有(you)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動(dong)勢(shi)(shi)產生。
不銹(xiu)鋼管漏磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)通(tong)過(guo)復合磁(ci)化(hua)方式實現(xian)對周(zhou)、軸向裂紋(wen)(wen)的(de)(de)全面檢(jian)測(ce)(ce)，即軸向磁(ci)化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)周(zhou)向裂紋(wen)(wen)、周(zhou)向磁(ci)化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)軸向裂紋(wen)(wen)。根據感應(ying)線(xian)圈敏感方向與裂紋(wen)(wen)走向夾角對檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)幅(fu)值(zhi)(zhi)的(de)(de)影響規律，即當(dang)感應(ying)線(xian)圈敏感方向與裂紋(wen)(wen)走向平(ping)行(xing)時，檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)幅(fu)值(zhi)(zhi)最高，周(zhou)向、軸向裂紋(wen)(wen)感應(ying)線(xian)圈的(de)(de)布置方式如圖3-10所示。
當不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)做(zuo)螺旋前進(jin)運(yun)(yun)動(dong)時，感應(ying)線(xian)圈(quan)將在(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面上形成螺旋掃查(cha)軌跡。將鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面沿周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展(zhan)開，如圖3-11所示。設鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運(yun)(yun)動(dong)速度為(wei)(wei)(wei)Va感應(ying)線(xian)圈(quan)螺旋掃查(cha)速度為(wei)(wei)(wei)v，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)直徑(jing)為(wei)(wei)(wei)d1，掃查(cha)軌跡螺距(ju)為(wei)(wei)(wei)P，感應(ying)線(xian)圈(quan)掃查(cha)軌跡與鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)(wei)0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感應(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)(yun)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)走(zou)(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)(wei)，周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感應(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)(yun)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)走(zou)(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)(wei)α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)漏(lou)磁場磁感應(ying)強(qiang)度分別(bie)為(wei)(wei)(wei)和(he)Bco根據圖3-11所示幾何關系可(ke)知(zhi)，α1=θ, α2=π/2-θ。根據式（3-20），可(ke)分別(bie)獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感應(ying)線(xian)圈(quan)的漏(lou)磁場感應(ying)電動(dong)勢(shi)輸(shu)和(he)，即：
從(cong)式（3-21）和式（3-22）可以(yi)看出(chu)，軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢(shi)與sin0成(cheng)正比(bi)，而周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢(shi)與cos0成(cheng)正比(bi)。因(yin)此，為使軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)(ying)線圈均(jun)具有較(jiao)高的(de)檢測(ce)靈敏度(du)(du)，夾(jia)角0應(ying)(ying)設計(ji)在(zai)合(he)理的(de)范(fan)圍內(nei)。由(you)于鋼(gang)管與軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁化場(chang)具有軸(zhou)對稱性，高強(qiang)度(du)(du)的(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)均(jun)勻磁化場(chang)更容易獲得(de)，因(yin)此，在(zai)相同的(de)條(tiao)件下，周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)漏(lou)磁場(chang)磁感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)B。比(bi)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)漏(lou)磁場(chang)磁感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)B。更大。大量現場(chang)試驗(yan)表明，當感(gan)應(ying)(ying)線圈運動(dong)方向(xiang)(xiang)與鋼(gang)管軸(zhou)線之間的(de)夾(jia)角0保(bao)持(chi)在(zai)50°～60°范(fan)圍內(nei)時，軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)均(jun)能獲得(de)較(jiao)好的(de)檢出(chu)性。
在生產制(zhi)造過程中，不銹鋼管中存在的青線(xian)和內螺旋(xuan)會影(ying)響軸向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的相對檢(jian)出率，根(gen)據式(shi)(shi)（3-21）和式(shi)(shi)（3-22）可以(yi)得出，可以(yi)通過改變夾角(jiao)0來調整軸向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的檢(jian)測靈敏度。為(wei)此，可以(yi)利用圖3-12所示的同步輸(shu)送(song)(song)對輥(gun)輪組來實(shi)現。輸(shu)送(song)(song)對輥(gun)輪固定(ding)于旋(xuan)轉盤上，通過連接拉(la)桿(gan)同步調整所有對輥(gun)輪組的角(jiao)度，最終實(shi)現夾角(jiao)0的連續調整。
二(er)、線(xian)陣(zhen)漏磁檢測直探頭
一般情況下(xia)，不(bu)銹鋼管漏磁檢(jian)測探(tan)頭由(you)內部多個感應線圈組成。為使相同的(de)缺陷漏磁場(chang)以任意路徑通過檢(jian)測探(tan)頭均(jun)可(ke)獲得相同的(de)信號輸出，可(ke)采用傳(chuan)感器(qi)線陣布置方(fang)(fang)式，使缺陷始(shi)終被(bei)一個或一個以上的(de)檢(jian)測通道拾取(qu)，并且(qie)這種方(fang)(fang)法(fa)容易保證檢(jian)測探(tan)頭制作(zuo)工藝的(de)一致(zhi)性(xing)。
圖(tu)(tu)3-13a所示為目前常用的(de)(de)周(zhou)向裂(lie)(lie)紋漏(lou)磁檢(jian)測探(tan)頭布(bu)置方(fang)案(an)(an)，主(zhu)要通過在鋼(gang)管周(zhou)向布(bu)置傳(chuan)(chuan)感器(qi)陣列(lie)來(lai)實現(xian)周(zhou)向裂(lie)(lie)紋的(de)(de)全覆蓋(gai)掃查。該方(fang)案(an)(an)要求每種(zhong)外徑規格(ge)鋼(gang)管配(pei)置對應弧度的(de)(de)弧形探(tan)頭。另外，也(ye)可采取(qu)圖(tu)(tu)3-13b所示的(de)(de)軸向裂(lie)(lie)紋直(zhi)探(tan)頭布(bu)置方(fang)案(an)(an)，將沿周(zhou)向布(bu)置的(de)(de)圓弧陣列(lie)傳(chuan)(chuan)感器(qi)轉換為沿軸向布(bu)置的(de)(de)線型(xing)陣列(lie)傳(chuan)(chuan)感器(qi)。
如圖(tu)(tu)3-14所示(shi)，圓(yuan)弧陣(zhen)列和線型陣(zhen)列傳(chuan)感(gan)器分別(bie)對應(ying)(ying)為弧形(xing)(xing)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)和直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，其內(nei)部傳(chuan)感(gan)器單(dan)元總數(shu)量(liang)相等。弧形(xing)(xing)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)一(yi)般應(ying)(ying)用在鋼管(guan)(guan)直(zhi)線前進(jin)的(de)檢測方案中，而直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)必須要求(qiu)鋼管(guan)(guan)做螺旋推進(jin)運動。當更換(huan)被檢鋼管(guan)(guan)規格(ge)時，每(mei)種(zhong)外(wai)徑規格(ge)鋼管(guan)(guan)需配(pei)(pei)置對應(ying)(ying)弧度的(de)弧形(xing)(xing)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，而直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)可與(yu)任何外(wai)徑鋼管(guan)(guan)匹配(pei)(pei)，從(cong)而減(jian)少了探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)備件(jian)的(de)數(shu)量(liang)與(yu)種(zhong)類。當然，與(yu)圖(tu)(tu)3-13a所示(shi)方案相比，圖(tu)(tu)3-13b所示(shi)傳(chuan)感(gan)器陣(zhen)列布置方法要求(qiu)磁化均勻(yun)區軸向長度由(you)4增加到。
進(jin)一步分析不銹鋼管(guan)軸向裂(lie)紋檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)布置(zhi)方案，圖3-15a所示為目前常用(yong)的軸向裂(lie)紋檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)布置(zhi)方案，其在(zai)檢(jian)(jian)測(ce)區(qu)域中間位置(zhi)對稱布置(zhi)雙列(lie)直探(tan)頭(tou)。為滿(man)足高(gao)速檢(jian)(jian)測(ce)的覆蓋(gai)率要(yao)(yao)求(qiu)，需(xu)(xu)要(yao)(yao)設(she)(she)計更長(chang)的探(tan)頭(tou)，此時，磁(ci)化(hua)(hua)(hua)均(jun)勻區(qu)軸向長(chang)度為l1，周向范(fan)圍為β1。一方面(mian)(mian)(mian)，檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)越長(chang)，與之對應的磁(ci)化(hua)(hua)(hua)均(jun)勻區(qu)軸向長(chang)度l1越大，需(xu)(xu)要(yao)(yao)建(jian)立更大空(kong)間分布的均(jun)勻磁(ci)化(hua)(hua)(hua)場，磁(ci)化(hua)(hua)(hua)設(she)(she)備(bei)龐大。另(ling)一方面(mian)(mian)(mian)，由于鋼管(guan)本身(shen)存在(zai)直線度誤差，過長(chang)的探(tan)頭(tou)與彎曲鋼管(guan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)貼合狀態(tai)不佳，影響檢(jian)(jian)測(ce)穩定性。
另一種方式為四個線陣漏磁直探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)的(de)布(bu)圖(tu)3-14 周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋檢測(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)內部(bu)(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)布(bu)置示(shi)(shi)(shi)(shi)意圖(tu)置方案(an)，將雙列直探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)分解為周(zhou)向(xiang)布(bu)置的(de)四列直探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，如(ru)圖(tu)3-15b所(suo)示(shi)(shi)(shi)(shi)，磁化(hua)均勻區軸向(xiang)長(chang)度為l2，周(zhou)向(xiang)范圍為β2。兩(liang)種方案(an)相(xiang)比，后者可有效提高探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)的(de)跟蹤(zong)性能，并使檢測(ce)(ce)(ce)設(she)備更加緊湊。在相(xiang)同的(de)檢測(ce)(ce)(ce)速度和覆(fu)蓋率下，鋼(gang)管磁化(hua)均勻區軸向(xiang)長(chang)度，周(zhou)向(xiang)均勻磁化(hua)范圍由β1增加到β2。圖(tu)3-16所(suo)示(shi)(shi)(shi)(shi)為軸向(xiang)裂(lie)紋檢測(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)內部(bu)(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)布(bu)置示(shi)(shi)(shi)(shi)意圖(tu)，兩(liang)種方案(an)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)總數量(liang)相(xiang)等(deng)。然而，無(wu)論哪一種方案(an)，都需要鋼(gang)管與(yu)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)之間形成相(xiang)對(dui)螺旋(xuan)掃(sao)描運動(dong)。
通過對(dui)比高(gao)速漏磁檢測(ce)探頭布(bu)置(zhi)方(fang)案(an)可以看出(chu)，沿周向(xiang)均勻布(bu)置(zhi)四個線陣直探頭的優化布(bu)置(zhi)方(fang)案(an)，如(ru)圖3-13b和圖3-15b所示，既可滿足不銹鋼管高(gao)速檢測(ce)要求，又實(shi)現了周向(xiang)裂紋和軸向(xiang)裂紋檢測(ce)探頭布(bu)置(zhi)方(fang)式的統一，具有極(ji)大的實(shi)用價(jia)值。
三、高速(su)氣(qi)浮掃(sao)查方法與機構
不銹鋼管(guan)在螺旋前進(jin)過程中(zhong)會(hui)產生三個(ge)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)自(zi)(zi)由(you)度和(he)(he)三個(ge)轉動(dong)(dong)(dong)自(zi)(zi)由(you)度，如圖3-17所示。其(qi)(qi)中(zhong)，鋼管(guan)軸向移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)v2和(he)(he)沿(yan)中(zhong)心(xin)軸旋轉ω2共同組成(cheng)鋼管(guan)螺旋前進(jin)運動(dong)(dong)(dong)，而其(qi)(qi)余四個(ge)自(zi)(zi)由(you)度包(bao)括(kuo)Ux、Vy、Wx和(he)(he)組成(cheng)了不銹鋼管(guan)的(de)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)(he)m擺動(dong)(dong)(dong)。根(gen)據漏磁檢(jian)測的(de)提離(li)效(xiao)應可知(zhi)，鋼管(guan)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)(he)擺動(dong)(dong)(dong)造(zao)成(cheng)的(de)傳感器(qi)提離(li)值變(bian)化會(hui)嚴重(zhong)影響檢(jian)測信號的(de)一(yi)致(zhi)性。為此，探頭系統必(bi)須(xu)具有(you)多個(ge)自(zi)(zi)由(you)度的(de)隨動(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)功能(neng)，以(yi)消除(chu)鋼管(guan)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)(he)擺動(dong)(dong)(dong)帶來的(de)影響。
為此，可(ke)以采用圖(tu)3-18所示的(de)(de)一(yi)種四(si)自由度探(tan)(tan)頭隨動跟蹤(zong)(zong)系統(tong)。整個隨動跟蹤(zong)(zong)裝置安裝于數控進(jin)給機構上，以滿足不(bu)同規格鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)徑向進(jin)給需求。根據(ju)圖(tu)3-13b和(he)(he)圖(tu)3-15b所示四(si)個直(zhi)探(tan)(tan)頭布置方案，將探(tan)(tan)靴(xue)(xue)設計為弧形，其(qi)內(nei)徑與鋼(gang)(gang)管(guan)外徑相同。當鋼(gang)(gang)管(guan)發生(sheng)跳動和(he)(he)擺動時，可(ke)保證弧形探(tan)(tan)靴(xue)(xue)內(nei)的(de)(de)直(zhi)探(tan)(tan)頭與不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)表面(mian)提(ti)離值保持(chi)恒(heng)定(ding)。弧形探(tan)(tan)靴(xue)(xue)與搖(yao)臂支架(jia)通過球鉸(jiao)進(jin)行連接，實現對鋼(gang)(gang)管(guan)轉動自由度和(he)(he)ωy的(de)(de)隨動跟蹤(zong)(zong)。搖(yao)臂在(zai)氣缸作(zuo)用下(xia)在(zai)Oxy平(ping)面(mian)內(nei)移xm動，可(ke)滿足探(tan)(tan)靴(xue)(xue)對鋼(gang)(gang)管(guan)移動自由度和(he)(he)的(de)(de)隨動跟蹤(zong)(zong)要求。
為(wei)使漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測具有最大檢(jian)測靈敏(min)度和良好的一(yi)(yi)致性，一(yi)(yi)般要求磁(ci)(ci)敏(min)感元件盡(jin)可(ke)能(neng)靠近不銹鋼管(guan)(guan)并且保持提離(li)距(ju)離(li)恒定。傳統接觸式(shi)探靴以(yi)內表面緊貼鋼管(guan)(guan)，實(shi)現主動跟蹤。由于探靴和鋼管(guan)(guan)之(zhi)間存在(zai)摩擦(ca)損耗作(zuo)用，一(yi)(yi)般對(dui)探靴摩擦(ca)面進(jin)(jin)行噴涂(tu)處理以(yi)延長使用壽命，當(dang)探靴涂(tu)層厚度損耗到(dao)一(yi)(yi)定值(zhi)時進(jin)(jin)行更換處理。
在高(gao)速漏磁檢(jian)測過(guo)程中，劇(ju)烈(lie)摩擦使探靴(xue)涂層(ceng)快速消耗，并(bing)且摩擦產生的大(da)量(liang)熱量(liang)不能及時(shi)散發而使環境溫(wen)度(du)(du)(du)升高(gao)，影響(xiang)傳感器的檢(jian)測精度(du)(du)(du)和穩定性。為(wei)此，可采用(yong)一種高(gao)速氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查(cha)系統，對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)實現(xian)(xian)非接觸(chu)式主動跟(gen)(gen)(gen)蹤。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查(cha)系統利用(yong)在探靴(xue)與不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表面(mian)之間形成(cheng)(cheng)的氣(qi)(qi)(qi)膜來消除接觸(chu)式摩擦作(zuo)用(yong)，并(bing)實現(xian)(xian)對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的隨動跟(gen)(gen)(gen)蹤。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探靴(xue)在軸向(xiang)方(fang)向(xiang)均勻布(bu)(bu)置簡單孔(kong)式節流器，壓(ya)力(li)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)通(tong)過(guo)節流孔(kong)后形成(cheng)(cheng)壓(ya)降(jiang)(jiang)，并(bing)在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表面(mian)形成(cheng)(cheng)以扶(fu)正(zheng)機構支點(dian)為(wei)中心的對(dui)稱壓(ya)力(li)分布(bu)(bu)，如圖3-19所示。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探靴(xue)在氣(qi)(qi)(qi)體(ti)浮(fu)力(li)Fair與恒定外(wai)力(li)F．的共同作(zuo)用(yong)下(xia)保持平衡(heng)，并(bing)形成(cheng)(cheng)厚(hou)度(du)(du)(du)為(wei)hair的氣(qi)(qi)(qi)膜。當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)發生偏移(yi)時(shi)，如向(xiang)左移(yi)動，氣(qi)(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)(du)(du)hair會減(jian)小(xiao)(xiao)，從(cong)而氣(qi)(qi)(qi)流阻力(li)增大(da)，流速降(jiang)(jiang)低(di)，使整個氣(qi)(qi)(qi)膜內(nei)壓(ya)力(li)有(you)不同程度(du)(du)(du)的提高(gao)，氣(qi)(qi)(qi)體(ti)作(zuo)用(yong)力(li)Fair增大(da)，探靴(xue)在氣(qi)(qi)(qi)體(ti)作(zuo)用(yong)力(li)F和外(wai)力(li)F.作(zuo)用(yong)下(xia)向(xiang)左移(yi)動，并(bing)達到新(xin)的平衡(heng)位置。這(zhe)樣，氣(qi)(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)(du)(du)hair被限制在微小(xiao)(xiao)范圍內(nei)變化，從(cong)而實現(xian)(xian)探靴(xue)對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的非接觸(chu)式跟(gen)(gen)(gen)蹤。由于氣(qi)(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)(du)(du)小(xiao)(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探靴(xue)所形成(cheng)(cheng)的氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)層(ceng)對(dui)檢(jian)測信號基本沒有(you)影響(xiang)。
高速氣(qi)浮掃查系統(tong)利(li)用(yong)在探頭(tou)與鋼(gang)管表面之間形成(cheng)的氣(qi)膜來消除摩擦作(zuo)用(yong)，提高了探頭(tou)的使用(yong)壽(shou)命(ming)，并消除了摩擦溫(wen)度的影響(xiang)，尤其適應不銹鋼(gang)管高速高精(jing)度漏(lou)磁檢測(ce)。其中，周向(xiang)(xiang)、軸向(xiang)(xiang)裂紋漏(lou)磁檢測(ce)探頭(tou)布置方式、探頭(tou)掃查路(lu)徑以及氣(qi)浮跟蹤機構可完(wan)全相同，具(ju)有重要的工程應用(yong)價值。
