磁敏感元件通過排列組(zu)合形成探(tan)頭(tou)(tou)(tou)，探(tan)頭(tou)(tou)(tou)封裝于保護體內形成探(tan)頭(tou)(tou)(tou)體，探(tan)頭(tou)(tou)(tou)安裝在支(zhi)架(jia)上形成探(tan)頭(tou)(tou)(tou)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(yi)致性(xing)(xing) 由于缺(que)陷通過檢測(ce)探頭中(zhong)某一(yi)磁敏(min)感(gan)元(yuan)件具有隨機性(xing)(xing)，因此，必(bi)須進行合(he)理的傳感(gan)器陣列布(bu)置，使得(de)(de)缺(que)陷以任意相對路(lu)徑通過檢測(ce)探頭時都(dou)可獲(huo)得(de)(de)相同的信(xin)號輸出。
（2）通用(yong)性(xing) 鋼(gang)(gang)管規格繁(fan)多，如果(guo)每種外徑鋼(gang)(gang)管均配置相應探(tan)頭(tou)，則需要大量(liang)探(tan)頭(tou)備件，因(yin)(yin)此(ci)，探(tan)頭(tou)通用(yong)性(xing)一直是評價(jia)檢測系統是否具有實用(yong)價(jia)值的(de)重要因(yin)(yin)素。
（3）掃查靈(ling)敏度(du)(du) 由于探頭掃查方向(xiang)影響缺(que)陷檢測(ce)靈(ling)敏度(du)(du)，因此必須合理規(gui)劃探頭掃查路徑，以保證周、軸向(xiang)缺(que)陷都具有(you)較好的檢測(ce)靈(ling)敏度(du)(du)。
為此，這里扼要(yao)闡述線(xian)陣漏(lou)磁(ci)檢測直探頭布(bu)置，以及探頭掃查(cha)路徑規劃方(fang)法，它(ta)可以較好地解決漏(lou)磁(ci)檢測探頭部(bu)件(jian)系統(tong)的一(yi)致性、通用性和掃查(cha)靈敏度問題。
一、探頭掃(sao)查路徑規(gui)劃
為實現對(dui)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)缺陷的(de)全覆蓋檢(jian)測(ce)，一般采用螺旋掃(sao)查技術(shu)對(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)進行檢(jian)測(ce)。此時，感應線(xian)圈運動方向(xiang)與(yu)缺陷走向(xiang)之間會(hui)形成夾(jia)角0，如(ru)圖3-9所示，根據法拉第電磁感應定律，可獲得(de)感應線(xian)圈的(de)感應電動勢為
式中，e為感(gan)(gan)應線圈(quan)的(de)(de)(de)感(gan)(gan)應電(dian)動勢；f(nc,w,l)）為線圈(quan)結(jie)構(gou)函(han)數(shu)(shu)，和l分別為線圈(quan)的(de)(de)(de)匝數(shu)(shu)、寬度(du)和u長度(du)；Bmn為缺(que)陷(xian)漏磁(ci)場磁(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du)；v為感(gan)(gan)應線圈(quan)掃查速度(du)；0為感(gan)(gan)應線圈(quan)運動方向(xiang)(xiang)與缺(que)陷(xian)走(zou)向(xiang)(xiang)之間的(de)(de)(de)夾角(jiao)。
由式（3-20）可以得出(chu)，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的感(gan)(gan)應(ying)(ying)電(dian)動勢與(yu)夾(jia)角(jiao)0相關：當(dang)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)運(yun)動方(fang)向(xiang)與(yu)缺(que)陷(xian)走向(xiang)垂直(zhi)時，即，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)輸出(chu)的感(gan)(gan)應(ying)(ying)電(dian)動勢幅值(zhi)最大；當(dang)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)運(yun)動方(fang)向(xiang)與(yu)缺(que)陷(xian)走向(xiang)平行時，即，感(gan)(gan)應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)基本沒(mei)有感(gan)(gan)應(ying)(ying)電(dian)動勢產(chan)生。
不銹鋼管(guan)漏磁檢(jian)測(ce)通過復合磁化(hua)方(fang)式實現對(dui)(dui)周(zhou)、軸向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋的全面檢(jian)測(ce)，即軸向(xiang)(xiang)(xiang)磁化(hua)檢(jian)測(ce)周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)磁化(hua)檢(jian)測(ce)軸向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋。根據感(gan)(gan)應(ying)線圈敏感(gan)(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)與裂(lie)(lie)紋走(zou)(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角對(dui)(dui)檢(jian)測(ce)信(xin)號(hao)幅(fu)值的影響規律(lv)，即當感(gan)(gan)應(ying)線圈敏感(gan)(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)與裂(lie)(lie)紋走(zou)(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)平行時，檢(jian)測(ce)信(xin)號(hao)幅(fu)值最高，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)、軸向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)線圈的布置方(fang)式如(ru)圖3-10所(suo)示。
當不銹鋼管(guan)(guan)(guan)做螺(luo)(luo)旋(xuan)前進運動(dong)時，感(gan)(gan)(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)將在(zai)鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian)上(shang)形成螺(luo)(luo)旋(xuan)掃(sao)(sao)查軌(gui)跡。將鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian)沿周向(xiang)(xiang)(xiang)展開，如圖(tu)3-11所示。設鋼管(guan)(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)運動(dong)速(su)度(du)為Va感(gan)(gan)(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)螺(luo)(luo)旋(xuan)掃(sao)(sao)查速(su)度(du)為v，鋼管(guan)(guan)(guan)直徑(jing)為d1，掃(sao)(sao)查軌(gui)跡螺(luo)(luo)距為P，感(gan)(gan)(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)掃(sao)(sao)查軌(gui)跡與鋼管(guan)(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)夾角為0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)與軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)夾角為，周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)與周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)夾角為α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)漏磁場磁感(gan)(gan)(gan)應強(qiang)度(du)分別為和Bco根(gen)據(ju)圖(tu)3-11所示幾何關系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根(gen)據(ju)式（3-20），可分別獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的漏磁場感(gan)(gan)(gan)應電動(dong)勢(shi)輸和，即：
從式(shi)（3-21）和式(shi)（3-22）可以(yi)看出(chu)，軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)應(ying)電(dian)動勢與sin0成正(zheng)比(bi)，而周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)應(ying)電(dian)動勢與cos0成正(zheng)比(bi)。因(yin)此，為使軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)均(jun)具有較(jiao)高的檢測靈(ling)敏度(du)，夾角0應(ying)設計在(zai)合理的范圍內(nei)。由于鋼管(guan)與軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)磁化場具有軸(zhou)(zhou)對(dui)稱性，高強(qiang)度(du)的軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)均(jun)勻磁化場更(geng)容易獲得，因(yin)此，在(zai)相(xiang)同的條件下，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋漏(lou)磁場磁感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)B。比(bi)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋漏(lou)磁場磁感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)B。更(geng)大(da)。大(da)量現場試驗表(biao)明(ming)，當感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)運動方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與鋼管(guan)軸(zhou)(zhou)線之間的夾角0保持(chi)在(zai)50°～60°范圍內(nei)時，軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋均(jun)能獲得較(jiao)好(hao)的檢出(chu)性。
在生產制造(zao)過(guo)程中(zhong)，不銹鋼管中(zhong)存在的(de)(de)(de)青線和(he)內螺旋會影響軸向、周(zhou)向裂紋(wen)的(de)(de)(de)相對(dui)檢出(chu)率，根據式（3-21）和(he)式（3-22）可(ke)以得出(chu)，可(ke)以通過(guo)改變(bian)夾角0來調整軸向、周(zhou)向裂紋(wen)的(de)(de)(de)檢測靈敏度(du)。為此(ci)，可(ke)以利用圖3-12所示的(de)(de)(de)同步輸(shu)送(song)對(dui)輥(gun)輪組來實現。輸(shu)送(song)對(dui)輥(gun)輪固定于旋轉盤上(shang)，通過(guo)連接拉桿同步調整所有對(dui)輥(gun)輪組的(de)(de)(de)角度(du)，最終實現夾角0的(de)(de)(de)連續調整。
二、線(xian)陣漏磁檢測直探頭
一(yi)(yi)般情況下，不(bu)銹(xiu)鋼管漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭由內部多個(ge)感應線圈組成。為(wei)使相同(tong)的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁場以(yi)任意路(lu)徑通過檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭均可獲得相同(tong)的(de)信號(hao)輸(shu)出，可采用(yong)傳感器(qi)線陣布置(zhi)方式(shi)，使缺陷(xian)始終被(bei)一(yi)(yi)個(ge)或一(yi)(yi)個(ge)以(yi)上的(de)檢(jian)(jian)測(ce)通道拾取，并且這種(zhong)方法容(rong)易保證(zheng)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭制作工藝的(de)一(yi)(yi)致(zhi)性。
圖(tu)3-13a所(suo)示為目前常用的(de)(de)周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏磁檢測探頭(tou)布置方案(an)，主要通過在鋼(gang)管周(zhou)向(xiang)(xiang)布置傳感器(qi)陣列來實現周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋的(de)(de)全(quan)覆蓋掃查。該方案(an)要求(qiu)每種外(wai)徑規格鋼(gang)管配置對應(ying)弧(hu)度的(de)(de)弧(hu)形探頭(tou)。另外(wai)，也可(ke)采取圖(tu)3-13b所(suo)示的(de)(de)軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋直探頭(tou)布置方案(an)，將沿(yan)周(zhou)向(xiang)(xiang)布置的(de)(de)圓(yuan)弧(hu)陣列傳感器(qi)轉換為沿(yan)軸向(xiang)(xiang)布置的(de)(de)線型(xing)陣列傳感器(qi)。
如圖3-14所示，圓弧陣(zhen)列(lie)和線(xian)型陣(zhen)列(lie)傳(chuan)感(gan)器(qi)分別對(dui)應為(wei)弧形(xing)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)和直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)，其內部傳(chuan)感(gan)器(qi)單元總數量相等(deng)。弧形(xing)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)一般應用(yong)在(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)直(zhi)線(xian)前進的(de)檢(jian)測方(fang)案(an)(an)中，而(er)直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)必須要求鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)做螺(luo)旋(xuan)推進運(yun)動。當(dang)更換被檢(jian)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)規(gui)格時，每種外(wai)徑(jing)規(gui)格鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)需配置對(dui)應弧度的(de)弧形(xing)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)，而(er)直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)可與(yu)任何外(wai)徑(jing)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)匹配，從而(er)減少了探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)備件的(de)數量與(yu)種類。當(dang)然，與(yu)圖3-13a所示方(fang)案(an)(an)相比，圖3-13b所示傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)列(lie)布置方(fang)法要求磁(ci)化均勻(yun)區軸向(xiang)長度由(you)4增(zeng)加到。
進一步(bu)分析不(bu)銹鋼(gang)管軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)探頭布置(zhi)方(fang)案，圖(tu)3-15a所示(shi)為(wei)目前常(chang)用的(de)(de)(de)軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)探頭布置(zhi)方(fang)案，其在檢(jian)(jian)測(ce)區域中(zhong)間位置(zhi)對稱(cheng)布置(zhi)雙列直探頭。為(wei)滿足高速(su)檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)覆蓋率要求，需要設計(ji)更(geng)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)探頭，此時，磁(ci)化(hua)均(jun)勻區軸向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)度為(wei)l1，周向(xiang)(xiang)范圍(wei)為(wei)β1。一方(fang)面(mian)，檢(jian)(jian)測(ce)探頭越長(chang)(chang)，與(yu)之對應的(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)均(jun)勻區軸向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)度l1越大(da)，需要建立(li)更(geng)大(da)空(kong)間分布的(de)(de)(de)均(jun)勻磁(ci)化(hua)場(chang)，磁(ci)化(hua)設備龐大(da)。另一方(fang)面(mian)，由于鋼(gang)管本身存在直線度誤(wu)差，過長(chang)(chang)的(de)(de)(de)探頭與(yu)彎(wan)曲鋼(gang)管表面(mian)貼(tie)合狀態不(bu)佳(jia)，影(ying)響(xiang)檢(jian)(jian)測(ce)穩定(ding)性。
另一種(zhong)(zhong)方(fang)式為(wei)(wei)四個線陣漏(lou)磁直(zhi)(zhi)探頭(tou)(tou)的(de)(de)布圖3-14 周向(xiang)裂紋檢測探頭(tou)(tou)內部傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)布置(zhi)示意(yi)圖置(zhi)方(fang)案(an)，將(jiang)雙(shuang)列(lie)直(zhi)(zhi)探頭(tou)(tou)分(fen)解為(wei)(wei)周向(xiang)布置(zhi)的(de)(de)四列(lie)直(zhi)(zhi)探頭(tou)(tou)，如圖3-15b所(suo)示，磁化(hua)均勻(yun)(yun)區軸向(xiang)長(chang)度為(wei)(wei)l2，周向(xiang)范圍為(wei)(wei)β2。兩種(zhong)(zhong)方(fang)案(an)相比，后者可有(you)效(xiao)提高探頭(tou)(tou)的(de)(de)跟(gen)蹤性(xing)能，并使檢測設備更加緊湊。在(zai)相同的(de)(de)檢測速度和(he)覆蓋率(lv)下，鋼管磁化(hua)均勻(yun)(yun)區軸向(xiang)長(chang)度，周向(xiang)均勻(yun)(yun)磁化(hua)范圍由β1增加到β2。圖3-16所(suo)示為(wei)(wei)軸向(xiang)裂紋檢測探頭(tou)(tou)內部傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)布置(zhi)示意(yi)圖，兩種(zhong)(zhong)方(fang)案(an)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)單元總(zong)數量相等。然而，無(wu)論(lun)哪(na)一種(zhong)(zhong)方(fang)案(an)，都需要鋼管與(yu)探頭(tou)(tou)之間形成相對螺旋掃(sao)描運(yun)動。
通過對(dui)比高速漏磁(ci)檢測探(tan)(tan)頭(tou)布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案可以看出，沿周向均勻布(bu)置(zhi)(zhi)四個線陣直探(tan)(tan)頭(tou)的(de)(de)優化(hua)布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案，如圖3-13b和(he)圖3-15b所示，既可滿(man)足不(bu)銹鋼管(guan)高速檢測要求，又實(shi)現了周向裂紋(wen)和(he)軸(zhou)向裂紋(wen)檢測探(tan)(tan)頭(tou)布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式的(de)(de)統(tong)一，具有極(ji)大的(de)(de)實(shi)用價值。
三、高速氣浮掃查方法與機構(gou)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)在螺(luo)旋前進過程中(zhong)會產生三(san)個(ge)移(yi)動(dong)(dong)(dong)(dong)自(zi)(zi)(zi)由(you)度和(he)(he)三(san)個(ge)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)自(zi)(zi)(zi)由(you)度，如圖(tu)3-17所示。其中(zhong)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸向移(yi)動(dong)(dong)(dong)(dong)v2和(he)(he)沿中(zhong)心軸旋轉(zhuan)ω2共同組(zu)成鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)螺(luo)旋前進運動(dong)(dong)(dong)(dong)，而其余四個(ge)自(zi)(zi)(zi)由(you)度包括(kuo)Ux、Vy、Wx和(he)(he)組(zu)成了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)(he)m擺動(dong)(dong)(dong)(dong)。根據漏磁(ci)檢測的提離效應可(ke)知，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)(he)擺動(dong)(dong)(dong)(dong)造成的傳感器提離值變(bian)化會嚴重影(ying)響檢測信號的一(yi)致性。為此(ci)，探頭系統必須(xu)具(ju)有多個(ge)自(zi)(zi)(zi)由(you)度的隨動(dong)(dong)(dong)(dong)跟蹤功(gong)能，以消除(chu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)(he)擺動(dong)(dong)(dong)(dong)帶來的影(ying)響。
為此，可(ke)(ke)以采用圖3-18所示的(de)一種(zhong)四(si)自(zi)由(you)度探(tan)頭隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤系統。整個隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤裝(zhuang)置安裝(zhuang)于(yu)數控(kong)進給機(ji)構上，以滿(man)足不同(tong)規(gui)格(ge)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)徑向進給需求(qiu)。根據圖3-13b和(he)圖3-15b所示四(si)個直探(tan)頭布置方(fang)案，將(jiang)探(tan)靴(xue)(xue)設計為弧形，其內(nei)徑與鋼(gang)管(guan)(guan)外徑相同(tong)。當鋼(gang)管(guan)(guan)發生跳動(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)時，可(ke)(ke)保證(zheng)弧形探(tan)靴(xue)(xue)內(nei)的(de)直探(tan)頭與不銹鋼(gang)管(guan)(guan)表面提離值保持恒定(ding)。弧形探(tan)靴(xue)(xue)與搖臂(bei)支(zhi)架(jia)通過球鉸進行連接，實現對鋼(gang)管(guan)(guan)轉動(dong)(dong)自(zi)由(you)度和(he)ωy的(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤。搖臂(bei)在(zai)氣(qi)缸(gang)作用下在(zai)Oxy平面內(nei)移xm動(dong)(dong)，可(ke)(ke)滿(man)足探(tan)靴(xue)(xue)對鋼(gang)管(guan)(guan)移動(dong)(dong)自(zi)由(you)度和(he)的(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤要求(qiu)。
為使(shi)(shi)漏磁檢測具(ju)有(you)最(zui)大檢測靈(ling)敏(min)度和良好的一致性(xing)，一般要(yao)求磁敏(min)感元件盡可能靠近不銹鋼管并且保持提離(li)(li)距離(li)(li)恒定(ding)。傳統接觸式探(tan)靴以內表面緊貼鋼管，實現(xian)主(zhu)動跟蹤。由于探(tan)靴和鋼管之間(jian)存在摩(mo)擦(ca)損耗作用，一般對探(tan)靴摩(mo)擦(ca)面進(jin)行噴涂處理(li)以延長使(shi)(shi)用壽命，當探(tan)靴涂層厚度損耗到一定(ding)值時進(jin)行更(geng)換處理(li)。
在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)高速漏磁(ci)檢(jian)測過(guo)程中，劇烈摩擦(ca)使(shi)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)涂(tu)層快(kuai)速消(xiao)耗，并(bing)且摩擦(ca)產生(sheng)的(de)大(da)量熱量不能及時(shi)散發(fa)而使(shi)環境溫(wen)度(du)(du)升高，影(ying)響(xiang)傳感器的(de)檢(jian)測精度(du)(du)和穩定(ding)性。為此(ci)，可(ke)采用(yong)一種(zhong)高速氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查(cha)系統，對鋼(gang)管實(shi)現(xian)非(fei)接觸式(shi)(shi)主動(dong)(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查(cha)系統利用(yong)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)與不銹鋼(gang)管表面之間形成(cheng)的(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)來消(xiao)除接觸式(shi)(shi)摩擦(ca)作(zuo)(zuo)用(yong)，并(bing)實(shi)現(xian)對鋼(gang)管的(de)隨動(dong)(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)軸向方向均勻布(bu)置(zhi)簡單孔式(shi)(shi)節(jie)流(liu)器，壓(ya)力(li)(li)(li)氣(qi)(qi)(qi)體通過(guo)節(jie)流(liu)孔后形成(cheng)壓(ya)降，并(bing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)鋼(gang)管表面形成(cheng)以(yi)扶正機構支點為中心(xin)的(de)對稱(cheng)壓(ya)力(li)(li)(li)分布(bu)，如圖3-19所示(shi)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體浮(fu)力(li)(li)(li)Fair與恒定(ding)外力(li)(li)(li)F．的(de)共同作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)保持平衡(heng)，并(bing)形成(cheng)厚度(du)(du)為hair的(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)。當鋼(gang)管發(fa)生(sheng)偏移時(shi)，如向左移動(dong)(dong)，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)hair會(hui)減小，從(cong)而氣(qi)(qi)(qi)流(liu)阻力(li)(li)(li)增大(da)，流(liu)速降低，使(shi)整(zheng)個氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)內(nei)壓(ya)力(li)(li)(li)有不同程度(du)(du)的(de)提高，氣(qi)(qi)(qi)體作(zuo)(zuo)用(yong)力(li)(li)(li)Fair增大(da)，探(tan)(tan)靴(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體作(zuo)(zuo)用(yong)力(li)(li)(li)F和外力(li)(li)(li)F.作(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)向左移動(dong)(dong)，并(bing)達到新(xin)的(de)平衡(heng)位置(zhi)。這(zhe)樣，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)hair被限制在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)微小范圍(wei)內(nei)變化，從(cong)而實(shi)現(xian)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)對鋼(gang)管的(de)非(fei)接觸式(shi)(shi)跟(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)(du)小，氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)所形成(cheng)的(de)氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)層對檢(jian)測信(xin)號基本沒有影(ying)響(xiang)。
高(gao)速氣浮(fu)掃查系統利(li)用(yong)在探(tan)頭與鋼(gang)管表面之間形成的氣膜來(lai)消(xiao)除摩擦作用(yong)，提高(gao)了探(tan)頭的使用(yong)壽命(ming)，并消(xiao)除了摩擦溫度(du)的影(ying)響(xiang)，尤其適(shi)應不銹鋼(gang)管高(gao)速高(gao)精度(du)漏(lou)磁檢(jian)測(ce)(ce)。其中，周向(xiang)、軸向(xiang)裂(lie)紋漏(lou)磁檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭布置方式、探(tan)頭掃查路(lu)徑以及氣浮(fu)跟(gen)蹤機構可完全(quan)相同，具(ju)有(you)重要(yao)的工程應用(yong)價(jia)值。
