磁敏感(gan)元件通過排列組合(he)形成(cheng)探(tan)頭，探(tan)頭封(feng)裝(zhuang)于保護體內(nei)形成(cheng)探(tan)頭體，探(tan)頭安裝(zhuang)在支架上形成(cheng)探(tan)頭部件。
作為漏磁檢測設備的重要組成部分，探頭部件將不(bu)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）一致性(xing) 由(you)于缺陷(xian)通過檢(jian)測探頭中某(mou)一磁(ci)敏感元件具有(you)隨機(ji)性(xing)，因(yin)此(ci)，必須進行合理的(de)傳感器(qi)陣列布置，使(shi)得缺陷(xian)以任意相對路(lu)徑通過檢(jian)測探頭時都可獲(huo)得相同的(de)信號(hao)輸出。
（2）通(tong)用(yong)性 鋼(gang)管(guan)規格繁多，如果每種(zhong)外徑鋼(gang)管(guan)均配置相應(ying)探頭(tou)，則(ze)需要大量(liang)探頭(tou)備件，因此，探頭(tou)通(tong)用(yong)性一直是(shi)評價檢(jian)測系統(tong)是(shi)否具(ju)有實用(yong)價值的重(zhong)要因素(su)。
（3）掃(sao)查靈敏度 由于(yu)探頭(tou)掃(sao)查方向(xiang)影(ying)響(xiang)缺陷檢測(ce)靈敏度，因(yin)此必須合理規劃探頭(tou)掃(sao)查路徑，以保證(zheng)周、軸向(xiang)缺陷都具有較(jiao)好的(de)檢測(ce)靈敏度。
為此，這里扼(e)要(yao)闡述線陣(zhen)漏(lou)(lou)磁檢測(ce)直探頭(tou)布置，以及探頭(tou)掃(sao)查(cha)路徑規劃方(fang)法，它可以較好(hao)地解(jie)決漏(lou)(lou)磁檢測(ce)探頭(tou)部件(jian)系統的一致(zhi)性、通用(yong)性和掃(sao)查(cha)靈敏度問題。
一、探頭掃(sao)查路(lu)徑(jing)規劃
為(wei)(wei)實(shi)現(xian)對(dui)不銹鋼(gang)管缺陷的(de)全(quan)覆(fu)蓋(gai)檢(jian)測(ce)，一般采用(yong)螺旋掃查技術(shu)對(dui)鋼(gang)管進行檢(jian)測(ce)。此時，感應線(xian)圈(quan)運(yun)動(dong)方向與缺陷走向之間會(hui)形成夾角0，如圖3-9所(suo)示，根據法拉第電磁感應定律，可獲得(de)感應線(xian)圈(quan)的(de)感應電動(dong)勢為(wei)(wei)
式中(zhong)，e為(wei)感應線(xian)圈(quan)的感應電動勢；f(nc,w,l)）為(wei)線(xian)圈(quan)結(jie)構函數，和l分別為(wei)線(xian)圈(quan)的匝數、寬度(du)和u長(chang)度(du)；Bmn為(wei)缺陷(xian)漏磁(ci)場磁(ci)感應強度(du)；v為(wei)感應線(xian)圈(quan)掃(sao)查速度(du)；0為(wei)感應線(xian)圈(quan)運動方向與缺陷(xian)走向之間的夾角(jiao)。
由式（3-20）可(ke)以得出，感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)的感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)電動勢與夾(jia)角0相關：當感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)動方向與缺陷走向垂直時，即(ji)，感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)輸出的感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)電動勢幅值最大；當感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)動方向與缺陷走向平行時，即(ji)，感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)基(ji)本沒有感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)電動勢產生。
不銹(xiu)鋼(gang)管漏磁(ci)檢(jian)(jian)測通過復合磁(ci)化方式實現(xian)對周(zhou)、軸(zhou)向裂紋的(de)全面檢(jian)(jian)測，即軸(zhou)向磁(ci)化檢(jian)(jian)測周(zhou)向裂紋、周(zhou)向磁(ci)化檢(jian)(jian)測軸(zhou)向裂紋。根據感應線圈(quan)(quan)敏感方向與(yu)裂紋走(zou)向夾角對檢(jian)(jian)測信號幅(fu)值的(de)影響規律，即當感應線圈(quan)(quan)敏感方向與(yu)裂紋走(zou)向平行(xing)時，檢(jian)(jian)測信號幅(fu)值最高(gao)，周(zhou)向、軸(zhou)向裂紋感應線圈(quan)(quan)的(de)布置方式如圖3-10所示(shi)。
當不銹鋼(gang)管(guan)做螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)前進運動(dong)時，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈將在鋼(gang)管(guan)表面上形成螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)掃查軌跡(ji)。將鋼(gang)管(guan)表面沿周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展開(kai)，如圖(tu)3-11所(suo)示。設(she)鋼(gang)管(guan)軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運動(dong)速度為(wei)(wei)Va感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)掃查速度為(wei)(wei)v，鋼(gang)管(guan)直(zhi)徑為(wei)(wei)d1，掃查軌跡(ji)螺(luo)距為(wei)(wei)P，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈掃查軌跡(ji)與鋼(gang)管(guan)軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角為(wei)(wei)0，軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角為(wei)(wei)，周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角為(wei)(wei)α2，軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋漏(lou)磁場磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度分別為(wei)(wei)和Bco根據圖(tu)3-11所(suo)示幾何關(guan)系(xi)可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根據式(shi)（3-20），可分別獲得(de)軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈的漏(lou)磁場感(gan)(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢輸和，即：
從式（3-21）和(he)式（3-22）可(ke)以(yi)看出，軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)電(dian)動勢與(yu)(yu)(yu)sin0成正(zheng)比(bi)(bi)，而周(zhou)向裂(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)電(dian)動勢與(yu)(yu)(yu)cos0成正(zheng)比(bi)(bi)。因此(ci)(ci)，為使軸(zhou)向、周(zhou)向裂(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)線圈(quan)均(jun)(jun)具(ju)(ju)有較高的檢(jian)測靈敏度(du)，夾角0應(ying)(ying)設計(ji)在合(he)理的范圍內(nei)。由于(yu)鋼管與(yu)(yu)(yu)軸(zhou)向磁(ci)化場(chang)(chang)具(ju)(ju)有軸(zhou)對稱(cheng)性(xing)，高強(qiang)度(du)的軸(zhou)向均(jun)(jun)勻磁(ci)化場(chang)(chang)更容易獲(huo)得(de)，因此(ci)(ci)，在相同的條件下(xia)，周(zhou)向裂(lie)紋(wen)漏磁(ci)場(chang)(chang)磁(ci)感應(ying)(ying)強(qiang)度(du)B。比(bi)(bi)軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)漏磁(ci)場(chang)(chang)磁(ci)感應(ying)(ying)強(qiang)度(du)B。更大。大量(liang)現(xian)場(chang)(chang)試(shi)驗表(biao)明，當感應(ying)(ying)線圈(quan)運動方向與(yu)(yu)(yu)鋼管軸(zhou)線之間的夾角0保持在50°～60°范圍內(nei)時(shi)，軸(zhou)向、周(zhou)向裂(lie)紋(wen)均(jun)(jun)能獲(huo)得(de)較好的檢(jian)出性(xing)。
在生產制造過程中，不(bu)銹鋼(gang)管中存在的(de)青線(xian)和(he)內螺旋(xuan)會影響軸(zhou)向(xiang)、周向(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)相(xiang)對(dui)檢(jian)出率(lv)，根據式（3-21）和(he)式（3-22）可(ke)以得出，可(ke)以通過改變夾(jia)角(jiao)0來調整軸(zhou)向(xiang)、周向(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)檢(jian)測靈敏(min)度。為(wei)此，可(ke)以利用圖3-12所(suo)示的(de)同步輸送(song)(song)對(dui)輥(gun)輪(lun)組(zu)(zu)來實(shi)現。輸送(song)(song)對(dui)輥(gun)輪(lun)固定于旋(xuan)轉盤上，通過連接拉桿同步調整所(suo)有對(dui)輥(gun)輪(lun)組(zu)(zu)的(de)角(jiao)度，最終實(shi)現夾(jia)角(jiao)0的(de)連續調整。
二、線陣漏磁(ci)檢測(ce)直探頭
一(yi)(yi)(yi)般情(qing)況下(xia)，不銹鋼管漏磁檢(jian)測探(tan)頭由內部多個感應(ying)線(xian)圈(quan)組(zu)成(cheng)。為使(shi)相同的(de)(de)缺陷漏磁場以(yi)(yi)任意路徑通過檢(jian)測探(tan)頭均可獲得相同的(de)(de)信(xin)號輸出(chu)，可采用傳(chuan)感器線(xian)陣布置方式，使(shi)缺陷始終被一(yi)(yi)(yi)個或一(yi)(yi)(yi)個以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)檢(jian)測通道拾取，并(bing)且(qie)這種方法容易保證檢(jian)測探(tan)頭制作(zuo)工藝的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)致性。
圖3-13a所示為(wei)目(mu)前常用(yong)的(de)周向裂紋(wen)漏(lou)磁檢(jian)測探(tan)頭(tou)布(bu)置方案，主要通過在鋼管(guan)周向布(bu)置傳(chuan)感器(qi)陣列來實現(xian)周向裂紋(wen)的(de)全覆蓋掃查。該方案要求每種外徑規格鋼管(guan)配置對(dui)應弧度的(de)弧形探(tan)頭(tou)。另外，也可采取圖3-13b所示的(de)軸(zhou)向裂紋(wen)直探(tan)頭(tou)布(bu)置方案，將沿周向布(bu)置的(de)圓(yuan)弧陣列傳(chuan)感器(qi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)沿軸(zhou)向布(bu)置的(de)線(xian)型(xing)陣列傳(chuan)感器(qi)。
如(ru)圖(tu)(tu)3-14所(suo)示，圓弧(hu)(hu)(hu)陣列和線型(xing)陣列傳(chuan)感(gan)器分別對應為(wei)弧(hu)(hu)(hu)形(xing)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)和直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)，其內(nei)部傳(chuan)感(gan)器單元總數量相等(deng)。弧(hu)(hu)(hu)形(xing)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)一般應用在鋼(gang)(gang)管(guan)直(zhi)(zhi)線前進的(de)檢測(ce)方(fang)(fang)案中(zhong)，而直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)必(bi)須要求(qiu)鋼(gang)(gang)管(guan)做螺旋(xuan)推(tui)進運(yun)動。當(dang)更換被檢鋼(gang)(gang)管(guan)規格時，每(mei)種外(wai)徑(jing)規格鋼(gang)(gang)管(guan)需配置對應弧(hu)(hu)(hu)度(du)的(de)弧(hu)(hu)(hu)形(xing)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)，而直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)可(ke)與(yu)任何外(wai)徑(jing)鋼(gang)(gang)管(guan)匹配，從而減少了探(tan)(tan)頭(tou)(tou)備件的(de)數量與(yu)種類。當(dang)然，與(yu)圖(tu)(tu)3-13a所(suo)示方(fang)(fang)案相比，圖(tu)(tu)3-13b所(suo)示傳(chuan)感(gan)器陣列布置方(fang)(fang)法要求(qiu)磁(ci)化均勻(yun)區軸向長度(du)由4增(zeng)加到。
進(jin)一(yi)步分析不銹鋼管軸向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案，圖3-15a所示為目前常用的(de)軸向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案，其在檢(jian)(jian)測(ce)(ce)區域中間位(wei)置(zhi)(zhi)對(dui)稱布(bu)置(zhi)(zhi)雙(shuang)列直(zhi)探(tan)頭。為滿(man)足(zu)高速檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)覆蓋率要(yao)求，需要(yao)設(she)計更長的(de)探(tan)頭，此時，磁(ci)化均勻區軸向(xiang)(xiang)長度(du)為l1，周向(xiang)(xiang)范(fan)圍為β1。一(yi)方(fang)面(mian)，檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭越(yue)長，與之對(dui)應的(de)磁(ci)化均勻區軸向(xiang)(xiang)長度(du)l1越(yue)大(da)，需要(yao)建立更大(da)空(kong)間分布(bu)的(de)均勻磁(ci)化場(chang)，磁(ci)化設(she)備龐大(da)。另一(yi)方(fang)面(mian)，由于鋼管本身存在直(zhi)線(xian)度(du)誤差，過長的(de)探(tan)頭與彎(wan)曲(qu)鋼管表面(mian)貼合狀態(tai)不佳，影(ying)響檢(jian)(jian)測(ce)(ce)穩定性(xing)。
另一(yi)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)式為四(si)個線(xian)陣漏磁(ci)(ci)直探(tan)(tan)(tan)頭的(de)(de)布(bu)圖(tu)(tu)3-14 周向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)測(ce)探(tan)(tan)(tan)頭內部傳感(gan)(gan)器(qi)布(bu)置(zhi)示(shi)意(yi)(yi)圖(tu)(tu)置(zhi)方(fang)(fang)(fang)案，將雙列直探(tan)(tan)(tan)頭分(fen)解(jie)為周向(xiang)(xiang)布(bu)置(zhi)的(de)(de)四(si)列直探(tan)(tan)(tan)頭，如圖(tu)(tu)3-15b所(suo)示(shi)，磁(ci)(ci)化均勻區(qu)軸向(xiang)(xiang)長度(du)為l2，周向(xiang)(xiang)范圍(wei)為β2。兩(liang)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)案相比，后者可(ke)有(you)效(xiao)提高探(tan)(tan)(tan)頭的(de)(de)跟(gen)蹤性能，并使檢(jian)測(ce)設備更加緊湊。在相同的(de)(de)檢(jian)測(ce)速度(du)和覆蓋率下，鋼管(guan)磁(ci)(ci)化均勻區(qu)軸向(xiang)(xiang)長度(du)，周向(xiang)(xiang)均勻磁(ci)(ci)化范圍(wei)由β1增加到β2。圖(tu)(tu)3-16所(suo)示(shi)為軸向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)測(ce)探(tan)(tan)(tan)頭內部傳感(gan)(gan)器(qi)布(bu)置(zhi)示(shi)意(yi)(yi)圖(tu)(tu)，兩(liang)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)案的(de)(de)傳感(gan)(gan)器(qi)單元總(zong)數量相等(deng)。然而，無論(lun)哪一(yi)種(zhong)方(fang)(fang)(fang)案，都需(xu)要鋼管(guan)與(yu)探(tan)(tan)(tan)頭之(zhi)間形成(cheng)相對(dui)螺旋(xuan)掃描(miao)運動。
通(tong)過(guo)對(dui)比高速漏(lou)磁檢測探(tan)(tan)頭布(bu)置(zhi)方(fang)案(an)可(ke)以看出，沿周向均勻布(bu)置(zhi)四個線陣直探(tan)(tan)頭的(de)優(you)化(hua)布(bu)置(zhi)方(fang)案(an)，如圖(tu)3-13b和圖(tu)3-15b所示，既(ji)可(ke)滿足不銹鋼管高速檢測要求，又實現了周向裂(lie)紋(wen)(wen)和軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)(wen)檢測探(tan)(tan)頭布(bu)置(zhi)方(fang)式的(de)統一，具有極大的(de)實用價值。
三、高(gao)速(su)氣浮(fu)掃查(cha)方法與機構
不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)在螺旋(xuan)前進過程中會產(chan)生(sheng)三個移(yi)動(dong)(dong)自(zi)(zi)由度(du)和(he)(he)(he)三個轉(zhuan)動(dong)(dong)自(zi)(zi)由度(du)，如(ru)圖3-17所示。其中，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)軸向移(yi)動(dong)(dong)v2和(he)(he)(he)沿中心軸旋(xuan)轉(zhuan)ω2共同組(zu)成鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)螺旋(xuan)前進運動(dong)(dong)，而其余(yu)四個自(zi)(zi)由度(du)包括Ux、Vy、Wx和(he)(he)(he)組(zu)成了(le)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)(he)(he)m擺動(dong)(dong)。根據(ju)漏(lou)磁檢測的(de)(de)提(ti)離效應可知，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)(he)(he)擺動(dong)(dong)造成的(de)(de)傳感器提(ti)離值(zhi)變(bian)化會嚴重影(ying)響(xiang)檢測信號的(de)(de)一致(zhi)性。為此，探頭(tou)系統必須具(ju)有多個自(zi)(zi)由度(du)的(de)(de)隨動(dong)(dong)跟(gen)蹤功能，以消除鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)(he)(he)擺動(dong)(dong)帶來的(de)(de)影(ying)響(xiang)。
為(wei)此(ci)，可(ke)以采用圖3-18所示(shi)(shi)的(de)一種四自(zi)由度探(tan)頭隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟(gen)蹤系統。整個隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟(gen)蹤裝置(zhi)安裝于(yu)數控進給機構上(shang)，以滿足不同(tong)規格鋼管(guan)(guan)的(de)徑向(xiang)進給需求。根(gen)據圖3-13b和(he)(he)圖3-15b所示(shi)(shi)四個直(zhi)探(tan)頭布(bu)置(zhi)方案(an)，將(jiang)探(tan)靴(xue)設計(ji)為(wei)弧形(xing)(xing)，其(qi)內(nei)(nei)徑與(yu)鋼管(guan)(guan)外徑相同(tong)。當鋼管(guan)(guan)發生跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)(he)擺(bai)動(dong)(dong)時(shi)，可(ke)保證(zheng)弧形(xing)(xing)探(tan)靴(xue)內(nei)(nei)的(de)直(zhi)探(tan)頭與(yu)不銹鋼管(guan)(guan)表面提(ti)離(li)值(zhi)保持恒定。弧形(xing)(xing)探(tan)靴(xue)與(yu)搖臂支(zhi)架通(tong)過(guo)球鉸進行連接，實現對鋼管(guan)(guan)轉動(dong)(dong)自(zi)由度和(he)(he)ωy的(de)隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟(gen)蹤。搖臂在氣缸作用下在Oxy平(ping)面內(nei)(nei)移(yi)(yi)xm動(dong)(dong)，可(ke)滿足探(tan)靴(xue)對鋼管(guan)(guan)移(yi)(yi)動(dong)(dong)自(zi)由度和(he)(he)的(de)隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟(gen)蹤要求。
為使漏磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)具(ju)有最大檢測(ce)(ce)靈敏度和良好的一致性，一般要求磁(ci)(ci)敏感元件盡可能靠近不銹鋼管(guan)并且(qie)保持提離(li)距離(li)恒(heng)定。傳統接觸式探靴(xue)以內表面(mian)緊貼鋼管(guan)，實現(xian)主動跟(gen)蹤。由于探靴(xue)和鋼管(guan)之(zhi)間存在摩擦損耗(hao)作用，一般對探靴(xue)摩擦面(mian)進(jin)行噴涂(tu)處(chu)理以延長(chang)使用壽命(ming)，當探靴(xue)涂(tu)層厚度損耗(hao)到一定值時進(jin)行更換(huan)處(chu)理。
在(zai)高速(su)漏磁檢測(ce)過(guo)程中，劇烈摩(mo)擦使(shi)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)涂層快(kuai)速(su)消耗，并且摩(mo)擦產生(sheng)的(de)(de)大(da)(da)量熱量不能及(ji)時(shi)散發而使(shi)環境溫度(du)升高，影響(xiang)傳感器的(de)(de)檢測(ce)精度(du)和穩定性。為(wei)(wei)此，可采(cai)用(yong)(yong)一(yi)種高速(su)氣(qi)(qi)浮(fu)(fu)掃查系(xi)統(tong)，對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)實(shi)現(xian)(xian)非接觸式主動跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)浮(fu)(fu)掃查系(xi)統(tong)利(li)用(yong)(yong)在(zai)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)與(yu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)表面(mian)之間形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)膜(mo)來消除接觸式摩(mo)擦作用(yong)(yong)，并實(shi)現(xian)(xian)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)隨動跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)浮(fu)(fu)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)軸向(xiang)方向(xiang)均(jun)勻布置(zhi)簡(jian)單孔式節流(liu)器，壓(ya)力氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通過(guo)節流(liu)孔后形(xing)成(cheng)(cheng)壓(ya)降，并在(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)表面(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)以扶正機構支(zhi)點為(wei)(wei)中心的(de)(de)對(dui)(dui)稱(cheng)壓(ya)力分(fen)布，如圖3-19所(suo)示。氣(qi)(qi)浮(fu)(fu)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)浮(fu)(fu)力Fair與(yu)恒定外(wai)力F．的(de)(de)共同(tong)作用(yong)(yong)下保持平衡(heng)，并形(xing)成(cheng)(cheng)厚度(du)為(wei)(wei)hair的(de)(de)氣(qi)(qi)膜(mo)。當鋼(gang)(gang)管(guan)發生(sheng)偏移時(shi)，如向(xiang)左移動，氣(qi)(qi)膜(mo)厚度(du)hair會減(jian)小，從(cong)(cong)而氣(qi)(qi)流(liu)阻力增大(da)(da)，流(liu)速(su)降低，使(shi)整個氣(qi)(qi)膜(mo)內壓(ya)力有不同(tong)程度(du)的(de)(de)提(ti)高，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)作用(yong)(yong)力Fair增大(da)(da)，探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)作用(yong)(yong)力F和外(wai)力F.作用(yong)(yong)下向(xiang)左移動，并達到新的(de)(de)平衡(heng)位置(zhi)。這樣，氣(qi)(qi)膜(mo)厚度(du)hair被限制在(zai)微小范圍內變化，從(cong)(cong)而實(shi)現(xian)(xian)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)非接觸式跟(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)(qi)膜(mo)厚度(du)小，氣(qi)(qi)浮(fu)(fu)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)浮(fu)(fu)層對(dui)(dui)檢測(ce)信號基本沒有影響(xiang)。
高(gao)速氣浮掃查系統利用(yong)(yong)在探(tan)頭(tou)(tou)與鋼管表面之間(jian)形成的(de)(de)氣膜(mo)來(lai)消除摩(mo)擦作用(yong)(yong)，提高(gao)了探(tan)頭(tou)(tou)的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命，并消除了摩(mo)擦溫度(du)的(de)(de)影響，尤(you)其適應(ying)不銹鋼管高(gao)速高(gao)精度(du)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)。其中(zhong)，周向、軸向裂(lie)紋漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布置(zhi)方(fang)式、探(tan)頭(tou)(tou)掃查路徑(jing)以及(ji)氣浮跟(gen)蹤機構可(ke)完全相同，具(ju)有重(zhong)要的(de)(de)工程應(ying)用(yong)(yong)價值。
