磁敏(min)感元件通過排列組合(he)形成探頭(tou)，探頭(tou)封裝于保護體(ti)內形成探頭(tou)體(ti)，探頭(tou)安裝在支架上形成探頭(tou)部件。
作為漏磁檢測設備的重要組成部分，探頭部件將不銹鋼管(guan)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 由于缺陷通過檢測(ce)探頭(tou)中某一磁敏感元件(jian)具有隨(sui)機(ji)性，因此，必須進行合理的傳感器陣列布(bu)置，使(shi)得(de)缺陷以任意相對路徑通過檢測(ce)探頭(tou)時都可獲得(de)相同的信號(hao)輸出。
（2）通用性 鋼管規格繁多(duo)，如果每種外徑鋼管均配置相(xiang)應(ying)探(tan)頭，則需要(yao)大量探(tan)頭備件，因此，探(tan)頭通用性一直是評(ping)價檢(jian)測系統(tong)是否(fou)具有實用價值(zhi)的重要(yao)因素。
（3）掃查(cha)靈(ling)敏度(du) 由(you)于探頭掃查(cha)方向影(ying)響缺陷檢(jian)測靈(ling)敏度(du)，因此(ci)必須合理規(gui)劃(hua)探頭掃查(cha)路(lu)徑(jing)，以保證(zheng)周、軸(zhou)向缺陷都具有較好的檢(jian)測靈(ling)敏度(du)。
為此，這里扼要闡述線陣漏磁檢測(ce)直(zhi)探頭(tou)(tou)布置，以(yi)及探頭(tou)(tou)掃查路徑(jing)規劃方法，它可(ke)以(yi)較好地解決漏磁檢測(ce)探頭(tou)(tou)部件系統的(de)一致(zhi)性、通用性和掃查靈敏(min)度問題。
一、探頭掃查(cha)路徑規劃
為實(shi)現對(dui)不銹鋼(gang)管缺(que)陷的全(quan)覆蓋(gai)檢測，一般采用螺旋掃查(cha)技(ji)術對(dui)鋼(gang)管進行(xing)檢測。此時，感應線圈(quan)運動(dong)方向與缺(que)陷走向之間會形成夾(jia)角0，如圖3-9所示(shi)，根據法拉第(di)電磁感應定(ding)律，可獲得感應線圈(quan)的感應電動(dong)勢為
式中，e為(wei)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈的感(gan)(gan)應(ying)電動勢；f(nc,w,l)）為(wei)線(xian)圈結構(gou)函數，和l分別為(wei)線(xian)圈的匝數、寬度和u長(chang)度；Bmn為(wei)缺陷(xian)漏磁場(chang)磁感(gan)(gan)應(ying)強度；v為(wei)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈掃查(cha)速度；0為(wei)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動方向(xiang)與缺陷(xian)走向(xiang)之間的夾角。
由式（3-20）可以(yi)得出，感(gan)應(ying)(ying)線圈的感(gan)應(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)(dong)勢(shi)與(yu)夾角0相(xiang)關：當感(gan)應(ying)(ying)線圈運(yun)動(dong)(dong)(dong)方向(xiang)與(yu)缺(que)陷走(zou)向(xiang)垂直時，即，感(gan)應(ying)(ying)線圈輸出的感(gan)應(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)(dong)勢(shi)幅值(zhi)最大；當感(gan)應(ying)(ying)線圈運(yun)動(dong)(dong)(dong)方向(xiang)與(yu)缺(que)陷走(zou)向(xiang)平行時，即，感(gan)應(ying)(ying)線圈基本沒有感(gan)應(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)(dong)勢(shi)產生。
不銹鋼管漏(lou)磁檢測通過復(fu)合磁化方式實現對(dui)周、軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)的全面(mian)檢測，即軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)磁化檢測周向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)、周向(xiang)(xiang)(xiang)磁化檢測軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)。根據感(gan)應線圈敏感(gan)方向(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)裂紋(wen)(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)夾角對(dui)檢測信號(hao)幅值(zhi)的影(ying)響規律(lv)，即當(dang)感(gan)應線圈敏感(gan)方向(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)裂紋(wen)(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)平行時，檢測信號(hao)幅值(zhi)最(zui)高，周向(xiang)(xiang)(xiang)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應線圈的布置方式如圖(tu)3-10所(suo)示(shi)。
當不銹鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)做螺(luo)旋(xuan)前(qian)進運動(dong)時，感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)將(jiang)在鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)表面(mian)上形成螺(luo)旋(xuan)掃(sao)查軌跡(ji)。將(jiang)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)表面(mian)沿周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展(zhan)開，如圖3-11所示。設鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運動(dong)速(su)度(du)為(wei)Va感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)螺(luo)旋(xuan)掃(sao)查速(su)度(du)為(wei)v，鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)直徑為(wei)d1，掃(sao)查軌跡(ji)螺(luo)距為(wei)P，感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)掃(sao)查軌跡(ji)與鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角為(wei)0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角為(wei)，周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角為(wei)α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏磁場(chang)磁感(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)分(fen)別為(wei)和Bco根據(ju)(ju)圖3-11所示幾(ji)何關系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根據(ju)(ju)式（3-20），可分(fen)別獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)(quan)的漏磁場(chang)感(gan)應(ying)(ying)(ying)電動(dong)勢輸和，即：
從式（3-21）和式（3-22）可以看出，軸向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋感應(ying)(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)勢與(yu)sin0成正比，而(er)周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋感應(ying)(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)勢與(yu)cos0成正比。因此，為使(shi)軸向(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋感應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)均具有較高(gao)的(de)檢測靈(ling)敏度(du)(du)，夾角(jiao)0應(ying)(ying)(ying)設(she)計在合(he)理(li)的(de)范圍(wei)內(nei)。由(you)于鋼管與(yu)軸向(xiang)(xiang)磁化場(chang)具有軸對(dui)稱性，高(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)軸向(xiang)(xiang)均勻磁化場(chang)更容(rong)易獲得，因此，在相同的(de)條件下，周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋漏磁場(chang)磁感應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)B。比軸向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋漏磁場(chang)磁感應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)B。更大。大量現場(chang)試驗(yan)表明，當感應(ying)(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)運(yun)動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)與(yu)鋼管軸線(xian)(xian)之間的(de)夾角(jiao)0保持在50°～60°范圍(wei)內(nei)時，軸向(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋均能獲得較好(hao)的(de)檢出性。
在(zai)生產制造過程中，不銹鋼管(guan)中存在(zai)的(de)青(qing)線和(he)內螺旋會影響軸(zhou)向、周(zhou)向裂紋(wen)的(de)相對(dui)檢出率，根據式（3-21）和(he)式（3-22）可(ke)以(yi)(yi)得(de)出，可(ke)以(yi)(yi)通過改(gai)變(bian)夾(jia)角(jiao)0來(lai)調整軸(zhou)向、周(zhou)向裂紋(wen)的(de)檢測(ce)靈敏度。為(wei)此(ci)，可(ke)以(yi)(yi)利用(yong)圖3-12所(suo)示的(de)同步(bu)輸(shu)送對(dui)輥(gun)輪(lun)組來(lai)實現(xian)(xian)。輸(shu)送對(dui)輥(gun)輪(lun)固定于旋轉(zhuan)盤上，通過連接(jie)拉(la)桿同步(bu)調整所(suo)有對(dui)輥(gun)輪(lun)組的(de)角(jiao)度，最(zui)終實現(xian)(xian)夾(jia)角(jiao)0的(de)連續調整。
二、線陣漏磁(ci)檢測直探頭
一般情況下(xia)，不銹(xiu)鋼管漏(lou)磁檢測(ce)探(tan)頭由內部多(duo)個(ge)感應線(xian)圈組(zu)成。為使(shi)相(xiang)同的缺陷(xian)漏(lou)磁場以任意路徑通過檢測(ce)探(tan)頭均(jun)可獲得(de)相(xiang)同的信號輸出，可采用傳感器線(xian)陣布(bu)置(zhi)方(fang)式，使(shi)缺陷(xian)始終(zhong)被一個(ge)或一個(ge)以上的檢測(ce)通道(dao)拾取，并且這種方(fang)法(fa)容(rong)易保證檢測(ce)探(tan)頭制作(zuo)工藝(yi)的一致性。
圖(tu)3-13a所示為目前(qian)常(chang)用的(de)(de)周向(xiang)裂(lie)紋(wen)漏磁檢測探(tan)頭布置(zhi)(zhi)方(fang)案(an)，主(zhu)要通過在鋼管周向(xiang)布置(zhi)(zhi)傳(chuan)感器(qi)(qi)陣列(lie)來實現周向(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)全覆蓋(gai)掃查。該方(fang)案(an)要求每種外徑規格鋼管配置(zhi)(zhi)對應(ying)弧(hu)度的(de)(de)弧(hu)形探(tan)頭。另外，也可采取圖(tu)3-13b所示的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)直探(tan)頭布置(zhi)(zhi)方(fang)案(an)，將沿(yan)周向(xiang)布置(zhi)(zhi)的(de)(de)圓弧(hu)陣列(lie)傳(chuan)感器(qi)(qi)轉(zhuan)換為沿(yan)軸(zhou)向(xiang)布置(zhi)(zhi)的(de)(de)線(xian)型陣列(lie)傳(chuan)感器(qi)(qi)。
如圖(tu)3-14所示，圓弧陣列和(he)線(xian)型(xing)陣列傳(chuan)感(gan)器(qi)分別對應(ying)為弧形(xing)探(tan)頭和(he)直探(tan)頭，其(qi)內部傳(chuan)感(gan)器(qi)單元總數量相(xiang)等(deng)。弧形(xing)探(tan)頭一般應(ying)用在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)直線(xian)前進(jin)的(de)檢測方(fang)案中(zhong)，而(er)(er)直探(tan)頭必須要(yao)求鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)做螺旋推進(jin)運動。當更換被檢鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)規(gui)格時，每種(zhong)外徑規(gui)格鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)需(xu)配(pei)置對應(ying)弧度(du)的(de)弧形(xing)探(tan)頭，而(er)(er)直探(tan)頭可與任何外徑鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)匹(pi)配(pei)，從(cong)而(er)(er)減少了探(tan)頭備件(jian)的(de)數量與種(zhong)類。當然(ran)，與圖(tu)3-13a所示方(fang)案相(xiang)比，圖(tu)3-13b所示傳(chuan)感(gan)器(qi)陣列布置方(fang)法要(yao)求磁化均勻區軸向長度(du)由4增加到。
進一(yi)步分(fen)析不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布置(zhi)方(fang)案，圖3-15a所示為目前常(chang)用的軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布置(zhi)方(fang)案，其在(zai)檢(jian)測(ce)(ce)區域中間位(wei)置(zhi)對稱布置(zhi)雙列(lie)直探(tan)頭(tou)(tou)。為滿(man)足高速檢(jian)測(ce)(ce)的覆蓋率要求，需要設計更長(chang)(chang)的探(tan)頭(tou)(tou)，此時(shi)，磁(ci)化(hua)均(jun)勻(yun)(yun)區軸(zhou)向(xiang)長(chang)(chang)度為l1，周向(xiang)范圍為β1。一(yi)方(fang)面(mian)，檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)越長(chang)(chang)，與之對應的磁(ci)化(hua)均(jun)勻(yun)(yun)區軸(zhou)向(xiang)長(chang)(chang)度l1越大(da)，需要建立更大(da)空間分(fen)布的均(jun)勻(yun)(yun)磁(ci)化(hua)場，磁(ci)化(hua)設備龐大(da)。另一(yi)方(fang)面(mian)，由于鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)本身存在(zai)直線度誤差，過(guo)長(chang)(chang)的探(tan)頭(tou)(tou)與彎(wan)曲鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)表面(mian)貼合狀態不(bu)佳，影響檢(jian)測(ce)(ce)穩定性。
另一種(zhong)方(fang)(fang)式為(wei)(wei)四個(ge)線(xian)陣漏磁直探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)布(bu)圖(tu)3-14 周(zhou)向(xiang)裂紋檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)內部(bu)傳(chuan)感器(qi)布(bu)置(zhi)示意(yi)圖(tu)置(zhi)方(fang)(fang)案，將雙列直探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)分解(jie)為(wei)(wei)周(zhou)向(xiang)布(bu)置(zhi)的(de)(de)(de)四列直探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)，如圖(tu)3-15b所示，磁化均勻區軸(zhou)向(xiang)長度(du)為(wei)(wei)l2，周(zhou)向(xiang)范(fan)圍(wei)為(wei)(wei)β2。兩種(zhong)方(fang)(fang)案相比(bi)，后者可(ke)有效提高探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)跟蹤性能(neng)，并使檢(jian)(jian)測(ce)設備更加緊湊。在相同的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)速度(du)和覆蓋率下，鋼管磁化均勻區軸(zhou)向(xiang)長度(du)，周(zhou)向(xiang)均勻磁化范(fan)圍(wei)由β1增加到(dao)β2。圖(tu)3-16所示為(wei)(wei)軸(zhou)向(xiang)裂紋檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)內部(bu)傳(chuan)感器(qi)布(bu)置(zhi)示意(yi)圖(tu)，兩種(zhong)方(fang)(fang)案的(de)(de)(de)傳(chuan)感器(qi)單元總數量相等。然而，無論哪一種(zhong)方(fang)(fang)案，都需要鋼管與探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)之間形成(cheng)相對螺旋掃描運動。
通過對比高速漏磁檢測(ce)探(tan)頭(tou)布(bu)置(zhi)方案(an)可(ke)以看出，沿周(zhou)(zhou)向(xiang)均勻布(bu)置(zhi)四個線(xian)陣直(zhi)探(tan)頭(tou)的優化布(bu)置(zhi)方案(an)，如圖(tu)(tu)3-13b和圖(tu)(tu)3-15b所示，既可(ke)滿足不銹鋼管高速檢測(ce)要求，又(you)實現了周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)和軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢測(ce)探(tan)頭(tou)布(bu)置(zhi)方式的統(tong)一，具有極大的實用價值。
三、高速氣浮掃(sao)查方法與機構
不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)在螺(luo)旋前進過程中會產生三個(ge)(ge)移動(dong)(dong)(dong)自(zi)由(you)度(du)(du)和(he)三個(ge)(ge)轉動(dong)(dong)(dong)自(zi)由(you)度(du)(du)，如(ru)圖(tu)3-17所示。其中，鋼(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向移動(dong)(dong)(dong)v2和(he)沿中心(xin)軸(zhou)旋轉ω2共同組(zu)成(cheng)鋼(gang)管(guan)(guan)螺(luo)旋前進運(yun)動(dong)(dong)(dong)，而其余四個(ge)(ge)自(zi)由(you)度(du)(du)包(bao)括(kuo)Ux、Vy、Wx和(he)組(zu)成(cheng)了(le)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)m擺動(dong)(dong)(dong)。根據(ju)漏磁檢測的(de)(de)提(ti)離(li)效(xiao)應可知，鋼(gang)管(guan)(guan)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)(dong)造(zao)成(cheng)的(de)(de)傳感器提(ti)離(li)值變化(hua)會嚴重影響(xiang)檢測信號的(de)(de)一致性。為此，探頭系(xi)統(tong)必須具(ju)有多(duo)個(ge)(ge)自(zi)由(you)度(du)(du)的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤功(gong)能，以消除鋼(gang)管(guan)(guan)跳動(dong)(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)(dong)帶來的(de)(de)影響(xiang)。
為此，可(ke)以采(cai)用(yong)圖(tu)3-18所示的(de)一(yi)種(zhong)四(si)自(zi)由度探(tan)(tan)頭隨(sui)動(dong)(dong)(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤系統。整個(ge)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤裝(zhuang)置(zhi)安裝(zhuang)于數(shu)控進給(gei)機(ji)構(gou)上，以滿足(zu)不(bu)同規格鋼管(guan)(guan)的(de)徑(jing)(jing)向進給(gei)需求(qiu)。根據圖(tu)3-13b和(he)(he)(he)圖(tu)3-15b所示四(si)個(ge)直探(tan)(tan)頭布置(zhi)方案，將(jiang)探(tan)(tan)靴(xue)設(she)計為弧形，其內徑(jing)(jing)與(yu)鋼管(guan)(guan)外徑(jing)(jing)相同。當鋼管(guan)(guan)發生跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)(he)(he)擺動(dong)(dong)(dong)(dong)時，可(ke)保證(zheng)弧形探(tan)(tan)靴(xue)內的(de)直探(tan)(tan)頭與(yu)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)表(biao)面提(ti)離值(zhi)保持恒定。弧形探(tan)(tan)靴(xue)與(yu)搖(yao)(yao)臂支架通過球鉸(jiao)進行連(lian)接，實現(xian)對鋼管(guan)(guan)轉動(dong)(dong)(dong)(dong)自(zi)由度和(he)(he)(he)ωy的(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤。搖(yao)(yao)臂在(zai)氣缸作(zuo)用(yong)下在(zai)Oxy平面內移xm動(dong)(dong)(dong)(dong)，可(ke)滿足(zu)探(tan)(tan)靴(xue)對鋼管(guan)(guan)移動(dong)(dong)(dong)(dong)自(zi)由度和(he)(he)(he)的(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤要求(qiu)。
為(wei)使(shi)漏磁(ci)檢測(ce)具有最大(da)檢測(ce)靈敏度和(he)良好的一致性，一般(ban)要求磁(ci)敏感元件(jian)盡可能靠(kao)近不銹鋼管(guan)(guan)并且保持提離距離恒定(ding)。傳統接觸式探(tan)(tan)靴(xue)以(yi)內表(biao)面(mian)緊貼鋼管(guan)(guan)，實現(xian)主動跟(gen)蹤。由(you)于探(tan)(tan)靴(xue)和(he)鋼管(guan)(guan)之間(jian)存在摩擦(ca)損耗(hao)作(zuo)用，一般(ban)對探(tan)(tan)靴(xue)摩擦(ca)面(mian)進(jin)行噴涂處(chu)理以(yi)延長使(shi)用壽命，當(dang)探(tan)(tan)靴(xue)涂層厚度損耗(hao)到(dao)一定(ding)值時(shi)進(jin)行更換處(chu)理。
在(zai)(zai)(zai)高速(su)(su)(su)漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)過(guo)程中(zhong)，劇烈摩擦使探(tan)靴涂層快速(su)(su)(su)消耗(hao)，并且摩擦產生的(de)(de)大量(liang)熱量(liang)不能(neng)及(ji)時散發而(er)使環境溫度升高，影響傳感器(qi)的(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)精度和(he)穩定性(xing)。為此(ci)，可(ke)采用(yong)(yong)一種高速(su)(su)(su)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查(cha)系(xi)統，對(dui)鋼管(guan)(guan)實(shi)現非(fei)(fei)接觸式主(zhu)動(dong)跟蹤。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查(cha)系(xi)統利用(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)探(tan)靴與不銹鋼管(guan)(guan)表面(mian)之間形成(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)來消除接觸式摩擦作用(yong)(yong)，并實(shi)現對(dui)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)隨動(dong)跟蹤。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)靴在(zai)(zai)(zai)軸(zhou)向(xiang)方(fang)向(xiang)均勻布置(zhi)簡單孔式節(jie)流器(qi)，壓(ya)(ya)力(li)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體通過(guo)節(jie)流孔后(hou)形成(cheng)壓(ya)(ya)降(jiang)，并在(zai)(zai)(zai)鋼管(guan)(guan)表面(mian)形成(cheng)以扶正機構支點為中(zhong)心的(de)(de)對(dui)稱(cheng)壓(ya)(ya)力(li)分(fen)布，如圖(tu)3-19所示。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)靴在(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體浮(fu)力(li)Fair與恒定外力(li)F．的(de)(de)共同作用(yong)(yong)下保持(chi)平(ping)衡(heng)，并形成(cheng)厚(hou)度為hair的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)。當(dang)鋼管(guan)(guan)發生偏移時，如向(xiang)左(zuo)(zuo)移動(dong)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度hair會減小(xiao)，從(cong)而(er)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流阻力(li)增大，流速(su)(su)(su)降(jiang)低，使整個氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)內(nei)壓(ya)(ya)力(li)有(you)不同程度的(de)(de)提高，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體作用(yong)(yong)力(li)Fair增大，探(tan)靴在(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體作用(yong)(yong)力(li)F和(he)外力(li)F.作用(yong)(yong)下向(xiang)左(zuo)(zuo)移動(dong)，并達到新的(de)(de)平(ping)衡(heng)位置(zhi)。這樣，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度hair被限制(zhi)在(zai)(zai)(zai)微小(xiao)范圍內(nei)變化(hua)，從(cong)而(er)實(shi)現探(tan)靴對(dui)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)非(fei)(fei)接觸式跟蹤。由于(yu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度小(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)靴所形成(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)層對(dui)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號基本沒有(you)影響。
高(gao)速氣(qi)浮掃(sao)查系統(tong)利用在探頭與鋼管表面(mian)之間形(xing)成的(de)(de)(de)氣(qi)膜來消(xiao)除摩(mo)擦作(zuo)用，提高(gao)了探頭的(de)(de)(de)使用壽命，并(bing)消(xiao)除了摩(mo)擦溫度的(de)(de)(de)影響，尤其(qi)適應不銹(xiu)鋼管高(gao)速高(gao)精度漏磁(ci)檢測。其(qi)中，周向(xiang)(xiang)、軸向(xiang)(xiang)裂紋漏磁(ci)檢測探頭布(bu)置方式、探頭掃(sao)查路(lu)徑以及氣(qi)浮跟蹤機構可完全相同，具(ju)有重要的(de)(de)(de)工程應用價(jia)值。
