為了實現不銹鋼(gang)管的全覆蓋檢測,應保證多個瓦狀或條狀探頭架的有效檢測長度沿直線或螺旋線掃查時,有效檢測長度合成的掃查范圍應覆蓋全鋼管,且有重疊覆蓋區。從探頭布置的數量、信號處理的數據量等角度考慮,螺旋線型掃查軌跡要比直線型掃查軌跡更加簡潔和方便;但后者相比于前者在機械結構、占地面積等方面又更具優勢。因此在實際的設計生產中,要從檢測原理、機械系統、控制系統、數據處理與顯示系統等多角度出發,綜合選擇探頭掃查軌跡類型。
對于直線(xian)型掃查軌跡,為實現全覆(fu)蓋(gai)檢測(ce),需(xu)在不銹鋼管軸(zhou)向上布(bu)置(zhi)若(ruo)干(gan)圈(quan)(至(zhi)少兩圈(quan))探頭(tou)架(jia),互(hu)相彌補各(ge)自的(de)檢測(ce)盲區(qu)(qu)。只要(yao)瓦狀探頭(tou)架(jia)的(de)有效檢測(ce)范圍在不銹鋼管的(de)周(zhou)向上無(wu)盲區(qu)(qu),且相鄰探頭(tou)架(jia)間有重疊覆(fu)蓋(gai)區(qu)(qu)域,即(ji)可保證全覆(fu)蓋(gai)檢測(ce)。對于螺旋(xuan)線(xian)型掃查軌跡,需(xu)在鋼管的(de)截面周(zhou)向上布(bu)置(zhi)若(ruo)干(gan)個條狀探頭(tou)架(jia),因此就(jiu)存在一(yi)個問(wen)題需(xu)要(yao)解決,即(ji)若(ruo)干(gan)個條狀探頭(tou)架(jia)在不銹鋼管周(zhou)向上的(de)布(bu)置(zhi)角度問(wen)題。
假設(she)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)需要4個(ge)條狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia),才能滿足(zu)式(shi)(shi)(6-2)的(de)要求(qiu),4個(ge)條狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)的(de)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)布置(zhi)(zhi)有(you)以下(xia)兩(liang)種情況。圖6-27a所示為標準(zhun)多探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)均(jun)勻,布置(zhi)(zhi)方(fang)案,4個(ge)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)上均(jun)勻布置(zhi)(zhi),相鄰探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)間(jian)隔(ge)角度為90°;圖6-27b所示為4個(ge)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)在(zai)(zai)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)上非均(jun)勻布置(zhi)(zhi),只布置(zhi)(zhi)在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)的(de)中下(xia)部,相鄰探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)間(jian)隔(ge)角度為45°。對(dui)這兩(liang)種布置(zhi)(zhi)情況進行對(dui)比分析,以觀察在(zai)(zai)螺旋線(xian)型掃查軌(gui)跡中,多探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)(jia)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)布置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)(shi)的(de)不同是否會對(dui)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)全覆蓋檢測的(de)實現帶(dai)來(lai)影響。
探(tan)頭架(jia)均勻布置方(fang)式沿不銹鋼(gang)管(guan)周(zhou)向(xiang)展開(kai)的(de)多(duo)探(tan)頭架(jia)螺旋(xuan)掃(sao)查區(qu)域(yu)(yu)如圖6-22所(suo)示(shi),圖6-28所(suo)示(shi)為探(tan)頭架(jia)非均勻布置方(fang)式沿不銹鋼(gang)管(guan)周(zhou)向(xiang)展開(kai)的(de)多(duo)探(tan)頭架(jia)螺旋(xuan)掃(sao)查區(qu)域(yu)(yu)。
對(dui)比(bi)圖(tu)6-22和圖(tu)6-28可發現,在(zai)掃(sao)查螺距P相(xiang)同的(de)(de)條(tiao)件(jian)下,不(bu)同的(de)(de)多(duo)探頭架(jia)布(bu)置(zhi)方式會對(dui)螺旋(xuan)線(xian)型掃(sao)查軌(gui)跡帶來較大的(de)(de)影響。探頭架(jia)均(jun)勻布(bu)置(zhi)方式與(yu)非(fei)均(jun)勻布(bu)置(zhi)方式都存在(zai)固有的(de)(de)端部(bu)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)盲區(qu)(qu),但(dan)與(yu)后者相(xiang)比(bi),前者端部(bu)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)盲區(qu)(qu)的(de)(de)總面積稍小(xiao)且長度(du)更(geng)短,即檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)無效范圍更(geng)小(xiao);從重(zhong)疊(die)覆(fu)蓋(gai)區(qu)(qu)來看,后者的(de)(de)重(zhong)疊(die)率(lv)更(geng)高。但(dan)最為嚴重(zhong)的(de)(de)問(wen)題(ti)在(zai)于后者存在(zai)著漏(lou)檢(jian)(jian)區(qu)(qu)域,漏(lou)檢(jian)(jian)區(qu)(qu)域的(de)(de)存在(zai)說明這種(zhong)布(bu)置(zhi)方式是(shi)不(bu)可接受(shou)的(de)(de),將造成檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)結果的(de)(de)不(bu)準確和不(bu)銹鋼(gang)管(guan)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)質量的(de)(de)失控。由此可見,式(6-2)只是(shi)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)全覆(fu)蓋(gai)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)必要(yao)條(tiao)件(jian),而非(fei)充(chong)要(yao)條(tiao)件(jian)。在(zai)滿足式(6-2)的(de)(de)前提下,討論以下問(wen)題(ti)。
對(dui)于端部(bu)檢(jian)測(ce)盲(mang)(mang)區(qu)而言,無法避(bi)免,所需要做的(de)是盡量將其減小(xiao)(xiao),尤其是盲(mang)(mang)區(qu)長度,即(ji)檢(jian)測(ce)結果不可靠的(de)不銹鋼管(guan)長度段。決(jue)定(ding)盲(mang)(mang)區(qu)長度的(de)參數有:鋼管(guan)掃(sao)查螺距P、檢(jian)測(ce)探頭架數量N、鋼管(guan)外(wai)徑d1。P越小(xiao)(xiao)、N越大(da),端部(bu)檢(jian)測(ce)盲(mang)(mang)區(qu)越小(xiao)(xiao)。當然,上述變化規律是建立在其他參數不變的(de)前(qian)提下的(de)。
為保證全(quan)覆蓋檢測,覆蓋率至少應達(da)到120%。但過大的(de)覆蓋率也不可取,因為在(zai)相同的(de)條件下,這需要布(bu)置更(geng)多(duo)的(de)檢測探頭(tou),并且信號處(chu)理(li)電路(lu)及后續數(shu)字(zi)處(chu)理(li)算法將(jiang)變得更(geng)復雜。
針對漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)(yu),在(zai)(zai)設計掃查(cha)螺(luo)(luo)距(ju)時應該保(bao)證完全將其消除。沒有漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)(yu)的前提應是(shi)在(zai)(zai)一個(ge)(ge)掃查(cha)螺(luo)(luo)距(ju)P范圍內,相(xiang)鄰探頭架掃查(cha)區(qu)域(yu)(yu)之(zhi)(zhi)間均有重疊(die)覆蓋區(qu)。圖6-28正是(shi)因為第一個(ge)(ge)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭架和最(zui)后(hou)一個(ge)(ge)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭架之(zhi)(zhi)間沒有重疊(die)覆蓋區(qu)域(yu)(yu),所以在(zai)(zai)后(hou)續(xu)掃查(cha)中存在(zai)(zai)漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)(yu)。這(zhe)種情況下,可以通過(guo)降(jiang)低掃查(cha)螺(luo)(luo)距(ju)P以保(bao)證全覆蓋檢(jian)(jian)測(ce)(ce),但又勢必(bi)會降(jiang)低鋼管檢(jian)(jian)測(ce)(ce)效率。
通過上述分析可(ke)知(zhi),在滿足式(shi)(shi)(6-2)的前提下(xia),多探頭架應在鋼(gang)(gang)管(guan)周向(xiang)上均勻(yun)布(bu)(bu)置(zhi)。這樣,可(ke)將(jiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)端部盲區長度降(jiang)到最低,同時具有一定的重疊覆蓋率,且信號處理較為(wei)簡(jian)單,路(lu)徑(jing)規劃也更加清晰(xi)。均勻(yun)布(bu)(bu)置(zhi)方式(shi)(shi)也有利于探頭跟蹤機構的設(she)計(ji)和(he)系統布(bu)(bu)局(ju)、信號的傳輸和(he)分類等(deng)。
總而(er)言之(zhi),無論是(shi)直線型(xing)掃查軌(gui)跡還是(shi)螺(luo)(luo)旋線型(xing)掃查軌(gui)跡,鋼管(guan)全覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測的(de)充分必(bi)要條件應是(shi):滿足(zu)式(6-1)或式(6-2)的(de)前提下,相鄰探頭(tou)(tou)架(jia)(jia)之(zhi)間還應有重(zhong)疊覆蓋(gai)區(qu)。當然,在軌(gui)跡規(gui)劃(hua)時,應綜(zong)合(he)考慮探頭(tou)(tou)架(jia)(jia)有效檢(jian)(jian)測長度(du)、探頭(tou)(tou)架(jia)(jia)數(shu)量、掃查螺(luo)(luo)距和(he)不銹(xiu)鋼管(guan)檢(jian)(jian)測速(su)度(du)等因素,選(xuan)取最合(he)適的(de)掃查路(lu)徑、最佳的(de)探頭(tou)(tou)架(jia)(jia)結構和(he)最優的(de)探頭(tou)(tou)架(jia)(jia)布(bu)置(zhi)方案,而(er)全覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測則是(shi)所有問題考慮的(de)前提和(he)根本(ben)。