磁(ci)敏(min)感元件(jian)通過(guo)排列組合形成(cheng)探(tan)頭，探(tan)頭封(feng)裝于保護體內形成(cheng)探(tan)頭體，探(tan)頭安(an)裝在支架上形成(cheng)探(tan)頭部件(jian)。
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(zhi)性(xing) 由于缺陷通過檢(jian)測(ce)探頭(tou)中某一磁敏感(gan)元件具有隨機性(xing)，因此，必須進行合理的傳感(gan)器(qi)陣(zhen)列布(bu)置，使得缺陷以任意相對路徑通過檢(jian)測(ce)探頭(tou)時(shi)都可(ke)獲得相同的信(xin)號(hao)輸出(chu)。
（2）通(tong)用(yong)性(xing) 鋼管規格繁(fan)多(duo)，如果每(mei)種外(wai)徑鋼管均配(pei)置相(xiang)應探(tan)頭(tou)，則(ze)需要大(da)量探(tan)頭(tou)備件，因此，探(tan)頭(tou)通(tong)用(yong)性(xing)一直是(shi)(shi)評價檢(jian)測系統是(shi)(shi)否具有實用(yong)價值的重要因素。
（3）掃查(cha)靈(ling)敏度 由于探頭(tou)掃查(cha)方向影響缺陷檢(jian)測(ce)靈(ling)敏度，因此必須(xu)合(he)理(li)規劃探頭(tou)掃查(cha)路(lu)徑，以保證周(zhou)、軸向缺陷都具(ju)有較好的(de)檢(jian)測(ce)靈(ling)敏度。
為此(ci)，這里扼要闡(chan)述線陣漏磁(ci)檢測(ce)(ce)直(zhi)探頭布置(zhi)，以及探頭掃(sao)(sao)查(cha)路徑規劃方(fang)法(fa)，它可以較好地解(jie)決漏磁(ci)檢測(ce)(ce)探頭部件(jian)系統的一致性、通用性和掃(sao)(sao)查(cha)靈(ling)敏度問題(ti)。
一、探頭掃查路徑規劃
為(wei)實(shi)現對不銹鋼管缺陷的(de)全覆蓋檢(jian)測(ce)，一般(ban)采(cai)用螺旋掃查技(ji)術對鋼管進行檢(jian)測(ce)。此時，感應(ying)線(xian)圈運動方向與缺陷走向之間會形(xing)成夾角0，如圖3-9所示，根據法拉第電磁感應(ying)定(ding)律，可(ke)獲(huo)得(de)感應(ying)線(xian)圈的(de)感應(ying)電動勢(shi)為(wei)
式中，e為感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)的感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢；f(nc,w,l)）為線圈(quan)(quan)結構函數(shu)，和l分別為線圈(quan)(quan)的匝數(shu)、寬度和u長度；Bmn為缺陷漏(lou)磁場磁感(gan)應(ying)強(qiang)度；v為感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)掃查(cha)速度；0為感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)與(yu)缺陷走(zou)向(xiang)之間的夾角。
由式（3-20）可以得出，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈的感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)(shi)與(yu)夾角0相關(guan)：當(dang)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)方向與(yu)缺陷走向垂直時(shi)，即，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈輸出的感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)(shi)幅(fu)值最大；當(dang)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)方向與(yu)缺陷走向平行時(shi)，即，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈基本沒有感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)(shi)產生。
不銹(xiu)鋼管(guan)漏磁(ci)檢(jian)測通過復合磁(ci)化(hua)方(fang)式(shi)實現對周(zhou)、軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的(de)全面(mian)檢(jian)測，即軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)檢(jian)測周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)、周(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)檢(jian)測軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)。根據感(gan)應線(xian)圈敏感(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與裂紋(wen)走(zou)(zou)向(xiang)(xiang)夾(jia)角對檢(jian)測信號幅值的(de)影響規(gui)律，即當感(gan)應線(xian)圈敏感(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與裂紋(wen)走(zou)(zou)向(xiang)(xiang)平行時，檢(jian)測信號幅值最高，周(zhou)向(xiang)(xiang)、軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)感(gan)應線(xian)圈的(de)布(bu)置方(fang)式(shi)如圖(tu)3-10所(suo)示。
當(dang)不銹鋼(gang)管做螺旋(xuan)(xuan)前(qian)進運動(dong)(dong)(dong)時，感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈將在鋼(gang)管表面上(shang)形(xing)成(cheng)螺旋(xuan)(xuan)掃(sao)(sao)查(cha)軌(gui)跡(ji)。將鋼(gang)管表面沿周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展開(kai)，如圖(tu)3-11所示。設鋼(gang)管軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運動(dong)(dong)(dong)速度為(wei)Va感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈螺旋(xuan)(xuan)掃(sao)(sao)查(cha)速度為(wei)v，鋼(gang)管直徑為(wei)d1，掃(sao)(sao)查(cha)軌(gui)跡(ji)螺距為(wei)P，感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈掃(sao)(sao)查(cha)軌(gui)跡(ji)與鋼(gang)管軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角(jiao)為(wei)0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈運動(dong)(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角(jiao)為(wei)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈運動(dong)(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角(jiao)為(wei)α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)漏磁場(chang)磁感應(ying)(ying)強度分(fen)別(bie)(bie)為(wei)和(he)(he)Bco根據圖(tu)3-11所示幾何關(guan)系(xi)可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根據式（3-20），可分(fen)別(bie)(bie)獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈的(de)漏磁場(chang)感應(ying)(ying)電動(dong)(dong)(dong)勢(shi)輸和(he)(he)，即：
從式（3-21）和(he)式（3-22）可以看出，軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)電(dian)動勢(shi)與sin0成(cheng)正比，而周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)電(dian)動勢(shi)與cos0成(cheng)正比。因此，為使軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈均(jun)具(ju)有較高(gao)的檢測靈敏度(du)，夾角0應(ying)(ying)設計在(zai)合理的范圍內。由于鋼管與軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)磁化場(chang)(chang)具(ju)有軸對稱性，高(gao)強(qiang)度(du)的軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)均(jun)勻磁化場(chang)(chang)更(geng)容易獲得，因此，在(zai)相(xiang)同的條件(jian)下，周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)漏磁場(chang)(chang)磁感應(ying)(ying)強(qiang)度(du)B。比軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)漏磁場(chang)(chang)磁感應(ying)(ying)強(qiang)度(du)B。更(geng)大。大量現場(chang)(chang)試驗表明，當感應(ying)(ying)線(xian)(xian)圈運動方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與鋼管軸線(xian)(xian)之(zhi)間的夾角0保持在(zai)50°～60°范圍內時(shi)，軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)均(jun)能獲得較好的檢出性。
在(zai)(zai)生產制造(zao)過程中(zhong)，不銹鋼管中(zhong)存在(zai)(zai)的青線和內螺(luo)旋(xuan)會影響(xiang)軸(zhou)向(xiang)、周向(xiang)裂紋的相(xiang)對檢出率，根據式（3-21）和式（3-22）可以得出，可以通過改(gai)變夾(jia)角0來調(diao)整軸(zhou)向(xiang)、周向(xiang)裂紋的檢測靈(ling)敏(min)度。為此(ci)，可以利(li)用圖3-12所示(shi)的同步輸送對輥(gun)輪組來實現。輸送對輥(gun)輪固定于旋(xuan)轉盤上，通過連接拉桿(gan)同步調(diao)整所有對輥(gun)輪組的角度，最終實現夾(jia)角0的連續(xu)調(diao)整。
二、線陣漏磁(ci)檢測直探頭
一般情況下，不(bu)銹鋼管漏磁(ci)檢(jian)測探(tan)(tan)頭由內部多個(ge)(ge)(ge)感應線(xian)圈組(zu)成。為使相同的(de)(de)缺陷漏磁(ci)場(chang)以任意(yi)路徑(jing)通(tong)過檢(jian)測探(tan)(tan)頭均可獲得相同的(de)(de)信號輸出，可采用傳感器線(xian)陣布置方式，使缺陷始(shi)終被(bei)一個(ge)(ge)(ge)或一個(ge)(ge)(ge)以上(shang)的(de)(de)檢(jian)測通(tong)道拾取，并且這種方法容(rong)易保證檢(jian)測探(tan)(tan)頭制(zhi)作(zuo)工藝的(de)(de)一致性。
圖(tu)3-13a所(suo)(suo)示為(wei)目前常(chang)用的(de)周(zhou)向裂(lie)紋漏磁檢測探頭(tou)布(bu)置(zhi)方案(an)，主要通過(guo)在鋼管周(zhou)向布(bu)置(zhi)傳感器(qi)(qi)陣(zhen)列來實現周(zhou)向裂(lie)紋的(de)全覆蓋掃(sao)查。該方案(an)要求(qiu)每種外徑規格鋼管配置(zhi)對應(ying)弧度(du)的(de)弧形探頭(tou)。另外，也可(ke)采(cai)取圖(tu)3-13b所(suo)(suo)示的(de)軸(zhou)向裂(lie)紋直探頭(tou)布(bu)置(zhi)方案(an)，將沿(yan)周(zhou)向布(bu)置(zhi)的(de)圓弧陣(zhen)列傳感器(qi)(qi)轉換為(wei)沿(yan)軸(zhou)向布(bu)置(zhi)的(de)線型(xing)陣(zhen)列傳感器(qi)(qi)。
如(ru)圖(tu)(tu)3-14所(suo)(suo)示(shi)，圓弧陣列和線型(xing)陣列傳(chuan)(chuan)感(gan)器分別對應為弧形(xing)探(tan)頭(tou)(tou)和直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)，其內(nei)部傳(chuan)(chuan)感(gan)器單元總數量相(xiang)(xiang)等(deng)。弧形(xing)探(tan)頭(tou)(tou)一般應用在(zai)鋼管直(zhi)線前進的(de)檢(jian)測方案中，而直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)必(bi)須(xu)要求鋼管做螺旋(xuan)推進運(yun)動。當(dang)更換被檢(jian)鋼管規格時，每(mei)種外徑規格鋼管需配(pei)置對應弧度的(de)弧形(xing)探(tan)頭(tou)(tou)，而直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)可與(yu)任何外徑鋼管匹配(pei)，從而減少了(le)探(tan)頭(tou)(tou)備(bei)件的(de)數量與(yu)種類。當(dang)然(ran)，與(yu)圖(tu)(tu)3-13a所(suo)(suo)示(shi)方案相(xiang)(xiang)比，圖(tu)(tu)3-13b所(suo)(suo)示(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器陣列布置方法要求磁(ci)化均勻(yun)區(qu)軸向長度由(you)4增加到。
進一步分(fen)析不(bu)銹鋼管軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢測探(tan)(tan)頭布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)案，圖(tu)3-15a所(suo)示為目(mu)前(qian)常用的(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢測探(tan)(tan)頭布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)案，其在(zai)檢測區(qu)域中間位(wei)置(zhi)對(dui)稱布(bu)(bu)置(zhi)雙列(lie)直探(tan)(tan)頭。為滿(man)足高速檢測的(de)覆蓋率要(yao)求，需(xu)要(yao)設計更(geng)長(chang)(chang)(chang)的(de)探(tan)(tan)頭，此時(shi)，磁(ci)化(hua)均(jun)勻(yun)區(qu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)(chang)度為l1，周向(xiang)(xiang)范圍為β1。一方(fang)面，檢測探(tan)(tan)頭越(yue)長(chang)(chang)(chang)，與之對(dui)應(ying)的(de)磁(ci)化(hua)均(jun)勻(yun)區(qu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)(chang)度l1越(yue)大，需(xu)要(yao)建立(li)更(geng)大空間分(fen)布(bu)(bu)的(de)均(jun)勻(yun)磁(ci)化(hua)場，磁(ci)化(hua)設備龐大。另一方(fang)面，由于鋼管本身(shen)存(cun)在(zai)直線(xian)度誤(wu)差，過長(chang)(chang)(chang)的(de)探(tan)(tan)頭與彎(wan)曲鋼管表面貼合狀態不(bu)佳(jia)，影(ying)響(xiang)檢測穩定性。
另一種(zhong)方(fang)式為四(si)個(ge)線陣漏磁(ci)(ci)直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)的(de)布圖(tu)3-14 周(zhou)向裂紋檢測探(tan)頭(tou)(tou)內(nei)(nei)部傳(chuan)(chuan)感器布置示意圖(tu)置方(fang)案，將雙列直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)分(fen)解為周(zhou)向布置的(de)四(si)列直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)，如圖(tu)3-15b所示，磁(ci)(ci)化均勻(yun)(yun)區軸(zhou)向長度為l2，周(zhou)向范(fan)圍(wei)(wei)為β2。兩(liang)種(zhong)方(fang)案相比，后者(zhe)可有效(xiao)提高探(tan)頭(tou)(tou)的(de)跟蹤性能，并使檢測設備更加緊湊。在相同(tong)的(de)檢測速度和(he)覆蓋(gai)率下(xia)，鋼(gang)管磁(ci)(ci)化均勻(yun)(yun)區軸(zhou)向長度，周(zhou)向均勻(yun)(yun)磁(ci)(ci)化范(fan)圍(wei)(wei)由β1增加到β2。圖(tu)3-16所示為軸(zhou)向裂紋檢測探(tan)頭(tou)(tou)內(nei)(nei)部傳(chuan)(chuan)感器布置示意圖(tu)，兩(liang)種(zhong)方(fang)案的(de)傳(chuan)(chuan)感器單元總數量相等(deng)。然而，無論哪一種(zhong)方(fang)案，都需要鋼(gang)管與探(tan)頭(tou)(tou)之(zhi)間形成相對螺旋掃描運動。
通過對比(bi)高速漏磁檢測(ce)探(tan)頭布(bu)置(zhi)(zhi)方案可以看出，沿周(zhou)向(xiang)均(jun)勻布(bu)置(zhi)(zhi)四個線(xian)陣直探(tan)頭的(de)優化布(bu)置(zhi)(zhi)方案，如(ru)圖(tu)3-13b和圖(tu)3-15b所示，既可滿足(zu)不銹鋼管(guan)高速檢測(ce)要求，又實(shi)現(xian)了周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋和軸向(xiang)裂(lie)紋檢測(ce)探(tan)頭布(bu)置(zhi)(zhi)方式的(de)統一(yi)，具(ju)有極大的(de)實(shi)用(yong)價(jia)值。
三、高速(su)氣浮掃(sao)查方法(fa)與機構(gou)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)螺旋(xuan)前(qian)進(jin)過(guo)程中會(hui)產生(sheng)三個移(yi)動(dong)(dong)自(zi)由(you)(you)度和(he)三個轉(zhuan)動(dong)(dong)自(zi)由(you)(you)度，如圖(tu)3-17所示(shi)。其中，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)軸(zhou)向移(yi)動(dong)(dong)v2和(he)沿中心軸(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)ω2共同(tong)組成(cheng)(cheng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)螺旋(xuan)前(qian)進(jin)運動(dong)(dong)，而其余(yu)四個自(zi)由(you)(you)度包括Ux、Vy、Wx和(he)組成(cheng)(cheng)了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)m擺動(dong)(dong)。根據漏磁檢(jian)測(ce)的提離(li)效(xiao)應可(ke)知，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)造成(cheng)(cheng)的傳感(gan)器提離(li)值變化會(hui)嚴重影(ying)(ying)響檢(jian)測(ce)信號的一致性。為此(ci)，探頭系統必須具有多個自(zi)由(you)(you)度的隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤功(gong)能，以消除鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)跳(tiao)動(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)帶來的影(ying)(ying)響。
為(wei)此，可以(yi)(yi)采用圖3-18所(suo)示的(de)(de)一(yi)種四自(zi)由(you)度(du)探(tan)頭隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)系統。整個隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)裝置安裝于數控(kong)進給機構上，以(yi)(yi)滿足不同規格鋼(gang)管(guan)的(de)(de)徑向進給需(xu)求。根據圖3-13b和(he)圖3-15b所(suo)示四個直探(tan)頭布(bu)置方(fang)案，將探(tan)靴設計(ji)為(wei)弧形(xing)，其內(nei)(nei)(nei)徑與鋼(gang)管(guan)外徑相同。當鋼(gang)管(guan)發生跳動(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)時(shi)，可保證(zheng)弧形(xing)探(tan)靴內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)直探(tan)頭與不銹鋼(gang)管(guan)表面(mian)提離值保持恒(heng)定。弧形(xing)探(tan)靴與搖臂支架通過(guo)球(qiu)鉸進行連接(jie)，實(shi)現(xian)對鋼(gang)管(guan)轉動(dong)(dong)自(zi)由(you)度(du)和(he)ωy的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)。搖臂在氣(qi)缸作用下(xia)在Oxy平面(mian)內(nei)(nei)(nei)移(yi)(yi)xm動(dong)(dong)，可滿足探(tan)靴對鋼(gang)管(guan)移(yi)(yi)動(dong)(dong)自(zi)由(you)度(du)和(he)的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)要求。
為使(shi)漏磁(ci)檢(jian)測具(ju)有(you)最(zui)大檢(jian)測靈敏度(du)和良好的(de)一致(zhi)性，一般要(yao)求磁(ci)敏感元件盡可能靠近不銹(xiu)鋼(gang)管并且保(bao)持提離距(ju)離恒(heng)定(ding)。傳統接觸式探(tan)靴(xue)(xue)(xue)以內表面緊貼鋼(gang)管，實現(xian)主動跟蹤(zong)。由于探(tan)靴(xue)(xue)(xue)和鋼(gang)管之間存在摩擦損(sun)耗作用(yong)，一般對探(tan)靴(xue)(xue)(xue)摩擦面進行噴涂(tu)(tu)處(chu)理以延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽命，當(dang)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)涂(tu)(tu)層厚度(du)損(sun)耗到一定(ding)值(zhi)時進行更換處(chu)理。
在(zai)(zai)高速漏磁檢(jian)測過程中(zhong)，劇烈摩(mo)擦使(shi)(shi)探(tan)靴涂層(ceng)快速消(xiao)耗，并(bing)且摩(mo)擦產生的大量(liang)(liang)熱(re)量(liang)(liang)不(bu)能及(ji)時散發而(er)使(shi)(shi)環境(jing)溫度(du)(du)(du)升高，影響傳感器的檢(jian)測精度(du)(du)(du)和穩定性(xing)。為(wei)(wei)此，可采用(yong)(yong)(yong)(yong)一種高速氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)掃查系統，對(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)實現非接觸式(shi)主動(dong)(dong)跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)掃查系統利用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)探(tan)靴與不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面之間形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的氣(qi)(qi)(qi)膜來消(xiao)除接觸式(shi)摩(mo)擦作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)，并(bing)實現對(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)的隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)探(tan)靴在(zai)(zai)軸向(xiang)(xiang)方向(xiang)(xiang)均勻布置(zhi)簡(jian)單孔(kong)式(shi)節流(liu)器，壓力(li)(li)氣(qi)(qi)(qi)體通過節流(liu)孔(kong)后形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)壓降(jiang)，并(bing)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)以扶正機構支點為(wei)(wei)中(zhong)心的對(dui)稱(cheng)壓力(li)(li)分布，如(ru)圖3-19所示。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)探(tan)靴在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體浮(fu)(fu)力(li)(li)Fair與恒(heng)定外力(li)(li)F．的共同作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下保持平衡(heng)，并(bing)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)厚(hou)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)hair的氣(qi)(qi)(qi)膜。當(dang)鋼(gang)(gang)管(guan)發生偏移時，如(ru)向(xiang)(xiang)左移動(dong)(dong)，氣(qi)(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)(du)(du)hair會減小(xiao)(xiao)，從而(er)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)阻(zu)力(li)(li)增(zeng)大，流(liu)速降(jiang)低，使(shi)(shi)整個氣(qi)(qi)(qi)膜內壓力(li)(li)有不(bu)同程度(du)(du)(du)的提(ti)高，氣(qi)(qi)(qi)體作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)(li)Fair增(zeng)大，探(tan)靴在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)(li)F和外力(li)(li)F.作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下向(xiang)(xiang)左移動(dong)(dong)，并(bing)達到新的平衡(heng)位置(zhi)。這樣，氣(qi)(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)(du)(du)hair被(bei)限制在(zai)(zai)微小(xiao)(xiao)范圍內變化，從而(er)實現探(tan)靴對(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)的非接觸式(shi)跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)(qi)(qi)膜厚(hou)度(du)(du)(du)小(xiao)(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)探(tan)靴所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)層(ceng)對(dui)檢(jian)測信號(hao)基本沒有影響。
高速氣(qi)浮掃查系統利用在探(tan)頭(tou)與鋼(gang)管表面之間形成的(de)氣(qi)膜來消(xiao)除(chu)摩擦作用，提高了探(tan)頭(tou)的(de)使(shi)用壽命，并消(xiao)除(chu)了摩擦溫度的(de)影響(xiang)，尤(you)其(qi)適應不銹(xiu)鋼(gang)管高速高精度漏(lou)磁(ci)檢測(ce)。其(qi)中，周向(xiang)、軸向(xiang)裂(lie)紋漏(lou)磁(ci)檢測(ce)探(tan)頭(tou)布置方式、探(tan)頭(tou)掃查路徑以(yi)及氣(qi)浮跟(gen)蹤機構可完全相(xiang)同，具有重要的(de)工(gong)程(cheng)應用價值。
