磁(ci)敏感元件通過排列組合形(xing)成(cheng)探(tan)頭(tou)，探(tan)頭(tou)封裝(zhuang)于(yu)保(bao)護體內形(xing)成(cheng)探(tan)頭(tou)體，探(tan)頭(tou)安裝(zhuang)在(zai)支架上形(xing)成(cheng)探(tan)頭(tou)部(bu)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 由(you)于缺(que)陷通過檢測(ce)探頭中某一磁敏(min)感元件(jian)具有隨(sui)機性，因此，必須進行(xing)合理(li)的(de)傳感器陣列布置，使得缺(que)陷以任(ren)意(yi)相(xiang)對路(lu)徑通過檢測(ce)探頭時都可獲(huo)得相(xiang)同的(de)信號(hao)輸出。
（2）通(tong)用性 鋼(gang)管規格繁多，如果每(mei)種外徑鋼(gang)管均配置相應探頭(tou)，則需要大量探頭(tou)備件，因此(ci)，探頭(tou)通(tong)用性一直(zhi)是評價檢測系統(tong)是否(fou)具有(you)實用價值(zhi)的重要因素(su)。
（3）掃查靈(ling)敏度 由于探頭(tou)掃查方向影響缺陷檢測(ce)靈(ling)敏度，因此必須合理規劃探頭(tou)掃查路徑，以保證周、軸向缺陷都具有(you)較好的檢測(ce)靈(ling)敏度。
為此，這里扼要闡述線陣漏(lou)磁檢測直(zhi)探頭布置，以及探頭掃(sao)查(cha)路徑(jing)規(gui)劃方法，它(ta)可(ke)以較好地解決漏(lou)磁檢測探頭部件系統的一(yi)致性(xing)、通用性(xing)和(he)掃(sao)查(cha)靈敏度(du)問題。
一、探頭掃查路徑規劃
為(wei)實現對不(bu)銹鋼管缺陷的(de)全覆蓋檢(jian)測，一(yi)般采(cai)用螺旋掃(sao)查技術對鋼管進行(xing)檢(jian)測。此時(shi)，感應(ying)線圈運動(dong)方向(xiang)與(yu)缺陷走向(xiang)之間會形成(cheng)夾角0，如圖3-9所示，根據法拉第電磁(ci)感應(ying)定律，可獲得感應(ying)線圈的(de)感應(ying)電動(dong)勢為(wei)
式(shi)中，e為(wei)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)的感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢；f(nc,w,l)）為(wei)線(xian)圈(quan)(quan)結構函數(shu)(shu)，和l分別為(wei)線(xian)圈(quan)(quan)的匝數(shu)(shu)、寬度(du)(du)和u長度(du)(du)；Bmn為(wei)缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)磁感(gan)應(ying)強度(du)(du)；v為(wei)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)掃查速度(du)(du)；0為(wei)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)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)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)感(gan)(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢與(yu)夾角0相(xiang)關：當感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)運(yun)動(dong)方向(xiang)與(yu)缺陷走(zou)向(xiang)垂直時，即(ji)，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)輸(shu)出的(de)感(gan)(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢幅值最(zui)大；當感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)運(yun)動(dong)方向(xiang)與(yu)缺陷走(zou)向(xiang)平行(xing)時，即(ji)，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)基本沒有(you)感(gan)(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢產生。
不銹鋼管漏磁檢(jian)(jian)測(ce)通過復(fu)合磁化方(fang)式實現對(dui)周、軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)的全(quan)面檢(jian)(jian)測(ce)，即軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)磁化檢(jian)(jian)測(ce)周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)、周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)磁化檢(jian)(jian)測(ce)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)。根據感應線圈敏(min)感方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與裂紋(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角對(dui)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號幅值(zhi)的影響規律，即當感應線圈敏(min)感方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與裂紋(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)平行(xing)時，檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號幅值(zhi)最高(gao)，周向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)感應線圈的布(bu)置方(fang)式如圖3-10所示。
當不銹鋼(gang)管做螺(luo)旋前(qian)進運(yun)動(dong)時(shi)，感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)將(jiang)(jiang)在鋼(gang)管表面上形成螺(luo)旋掃(sao)查軌跡(ji)。將(jiang)(jiang)鋼(gang)管表面沿周向展(zhan)開，如圖(tu)3-11所(suo)示。設鋼(gang)管軸向運(yun)動(dong)速度(du)為(wei)(wei)Va感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)螺(luo)旋掃(sao)查速度(du)為(wei)(wei)v，鋼(gang)管直徑(jing)為(wei)(wei)d1，掃(sao)查軌跡(ji)螺(luo)距(ju)為(wei)(wei)P，感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)掃(sao)查軌跡(ji)與(yu)鋼(gang)管軸向夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)0，軸向裂(lie)(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)動(dong)方(fang)向與(yu)軸向裂(lie)(lie)紋(wen)走向夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)，周向裂(lie)(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)動(dong)方(fang)向與(yu)周向裂(lie)(lie)紋(wen)走向夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)α2，軸向、周向裂(lie)(lie)紋(wen)漏磁(ci)(ci)場磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)分別為(wei)(wei)和Bco根據(ju)圖(tu)3-11所(suo)示幾何關(guan)系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根據(ju)式（3-20），可分別獲得(de)軸向、周向裂(lie)(lie)紋(wen)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)的漏磁(ci)(ci)場感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動(dong)勢輸(shu)和，即：
從式(shi)（3-21）和式(shi)（3-22）可以看出，軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)(ying)電動勢(shi)與sin0成(cheng)正比，而周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)(ying)電動勢(shi)與cos0成(cheng)正比。因此，為使(shi)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈均具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)檢測(ce)靈(ling)敏度(du)，夾(jia)角(jiao)(jiao)0應(ying)(ying)設計在合(he)理的(de)(de)范圍(wei)內。由于(yu)鋼(gang)管(guan)與軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)具(ju)有(you)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)對稱性(xing)，高強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)均勻磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)更(geng)容(rong)易獲得，因此，在相(xiang)同的(de)(de)條件下，周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)漏(lou)磁(ci)場(chang)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)B。比軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)漏(lou)磁(ci)場(chang)磁(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)B。更(geng)大。大量現場(chang)試驗表(biao)明，當感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈運動方(fang)向(xiang)(xiang)與鋼(gang)管(guan)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)線(xian)之間的(de)(de)夾(jia)角(jiao)(jiao)0保(bao)持在50°～60°范圍(wei)內時(shi)，軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)均能獲得較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)檢出性(xing)。
在生產制造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，不銹鋼管中(zhong)存(cun)在的(de)青線和內(nei)螺旋會影(ying)響軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)相對檢出率，根據(ju)式（3-21）和式（3-22）可(ke)以得出，可(ke)以通過(guo)改變(bian)夾(jia)角0來調(diao)(diao)整軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)檢測靈敏(min)度(du)。為此，可(ke)以利(li)用圖3-12所(suo)示的(de)同步輸送(song)對輥(gun)輪組來實(shi)現(xian)。輸送(song)對輥(gun)輪固定于旋轉(zhuan)盤上，通過(guo)連接拉桿(gan)同步調(diao)(diao)整所(suo)有對輥(gun)輪組的(de)角度(du)，最(zui)終實(shi)現(xian)夾(jia)角0的(de)連續(xu)調(diao)(diao)整。
二、線陣漏磁檢測直(zhi)探頭
一般情(qing)況下，不銹鋼管漏磁檢測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)由內(nei)部多個感應(ying)線圈組成。為(wei)使(shi)(shi)相同(tong)的(de)缺陷漏磁場以(yi)(yi)任意(yi)路徑通過檢測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)均(jun)可獲得相同(tong)的(de)信號(hao)輸(shu)出，可采用傳感器線陣(zhen)布置方(fang)式，使(shi)(shi)缺陷始終(zhong)被一個或一個以(yi)(yi)上的(de)檢測(ce)(ce)(ce)通道(dao)拾取，并且這種方(fang)法容(rong)易(yi)保證(zheng)檢測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)制作(zuo)工(gong)藝的(de)一致性(xing)。
圖3-13a所示為目前常用的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)裂紋(wen)漏磁檢測探頭(tou)布(bu)置(zhi)(zhi)方案，主要通過在鋼(gang)管周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)布(bu)置(zhi)(zhi)傳(chuan)感器陣(zhen)列來(lai)實(shi)現周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)裂紋(wen)的(de)(de)(de)全覆蓋掃查。該方案要求每(mei)種外徑規格鋼(gang)管配置(zhi)(zhi)對(dui)應弧度的(de)(de)(de)弧形探頭(tou)。另外，也(ye)可采取圖3-13b所示的(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)裂紋(wen)直探頭(tou)布(bu)置(zhi)(zhi)方案，將(jiang)沿周(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)布(bu)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)圓弧陣(zhen)列傳(chuan)感器轉換(huan)為沿軸(zhou)向(xiang)布(bu)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)線型(xing)陣(zhen)列傳(chuan)感器。
如圖3-14所示，圓弧陣列和線(xian)型陣列傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)分別對(dui)應為弧形探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)和直(zhi)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)，其內部傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)單元總數(shu)量相(xiang)等(deng)。弧形探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)一般應用(yong)在(zai)鋼管直(zhi)線(xian)前(qian)進(jin)的檢(jian)測方案(an)中，而直(zhi)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)必(bi)須要求鋼管做螺旋(xuan)推進(jin)運動(dong)。當(dang)更(geng)換被檢(jian)鋼管規格時(shi)，每(mei)種外(wai)徑規格鋼管需配置(zhi)對(dui)應弧度的弧形探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)，而直(zhi)探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)可與任何外(wai)徑鋼管匹(pi)配，從而減少了探(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)備件的數(shu)量與種類。當(dang)然，與圖3-13a所示方案(an)相(xiang)比，圖3-13b所示傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)陣列布置(zhi)方法要求磁(ci)化均(jun)勻區軸向(xiang)長度由4增(zeng)加(jia)到。
進(jin)一(yi)步分(fen)析不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)軸向裂紋檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置方(fang)案，圖3-15a所示(shi)為(wei)目前常用的軸向裂紋檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置方(fang)案，其(qi)在(zai)檢(jian)測(ce)(ce)區(qu)域中間位置對稱布(bu)(bu)置雙列直探(tan)(tan)頭(tou)(tou)。為(wei)滿足高(gao)速(su)檢(jian)測(ce)(ce)的覆蓋率要(yao)求，需要(yao)設計更長的探(tan)(tan)頭(tou)(tou)，此時，磁(ci)化(hua)(hua)均勻區(qu)軸向長度為(wei)l1，周向范圍為(wei)β1。一(yi)方(fang)面(mian)，檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)越長，與之對應的磁(ci)化(hua)(hua)均勻區(qu)軸向長度l1越大(da)，需要(yao)建(jian)立(li)更大(da)空(kong)間分(fen)布(bu)(bu)的均勻磁(ci)化(hua)(hua)場，磁(ci)化(hua)(hua)設備龐(pang)大(da)。另一(yi)方(fang)面(mian)，由于(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)本身存(cun)在(zai)直線度誤差，過(guo)長的探(tan)(tan)頭(tou)(tou)與彎(wan)曲鋼(gang)管(guan)(guan)表面(mian)貼合狀態不(bu)佳，影響檢(jian)測(ce)(ce)穩定性(xing)。
另一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)方式為四個(ge)線陣漏磁(ci)(ci)直(zhi)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)的(de)布圖3-14 周向(xiang)裂(lie)紋檢(jian)測探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)內部傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)布置示(shi)(shi)意圖置方案(an)，將雙列(lie)直(zhi)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)分解(jie)為周向(xiang)布置的(de)四列(lie)直(zhi)探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)，如圖3-15b所示(shi)(shi)，磁(ci)(ci)化均(jun)(jun)勻(yun)區軸(zhou)向(xiang)長度為l2，周向(xiang)范(fan)(fan)圍(wei)為β2。兩種(zhong)(zhong)(zhong)方案(an)相(xiang)比，后者可有效提(ti)高探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)的(de)跟蹤性能(neng)，并使檢(jian)測設備更加緊湊(cou)。在相(xiang)同的(de)檢(jian)測速度和覆蓋率下，鋼管磁(ci)(ci)化均(jun)(jun)勻(yun)區軸(zhou)向(xiang)長度，周向(xiang)均(jun)(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)化范(fan)(fan)圍(wei)由(you)β1增(zeng)加到β2。圖3-16所示(shi)(shi)為軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋檢(jian)測探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)內部傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)布置示(shi)(shi)意圖，兩種(zhong)(zhong)(zhong)方案(an)的(de)傳(chuan)感器(qi)(qi)(qi)單元總數量相(xiang)等。然(ran)而，無論哪一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)方案(an)，都(dou)需要鋼管與探(tan)(tan)(tan)(tan)頭(tou)之間形(xing)成(cheng)相(xiang)對(dui)螺(luo)旋掃描(miao)運(yun)動。
通過對比高速漏磁檢測(ce)探(tan)(tan)頭(tou)布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)案可以看出，沿周(zhou)向(xiang)(xiang)均勻布(bu)(bu)置(zhi)四個(ge)線(xian)陣(zhen)直探(tan)(tan)頭(tou)的優化布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)案，如圖(tu)3-13b和圖(tu)3-15b所示，既(ji)可滿(man)足不(bu)銹鋼管(guan)高速檢測(ce)要求，又(you)實(shi)現了周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋和軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢測(ce)探(tan)(tan)頭(tou)布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)的統(tong)一，具(ju)有極大的實(shi)用(yong)價值(zhi)。
三、高速氣浮(fu)掃查方(fang)法與機(ji)構
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)在螺(luo)旋前進(jin)過程中(zhong)會產生三個移動(dong)自(zi)由度(du)(du)和三個轉動(dong)自(zi)由度(du)(du)，如圖3-17所(suo)示。其(qi)(qi)中(zhong)，鋼(gang)管(guan)(guan)軸向移動(dong)v2和沿中(zhong)心軸旋轉ω2共(gong)同組成(cheng)鋼(gang)管(guan)(guan)螺(luo)旋前進(jin)運動(dong)，而其(qi)(qi)余四(si)個自(zi)由度(du)(du)包(bao)括Ux、Vy、Wx和組成(cheng)了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的跳動(dong)和m擺動(dong)。根據漏磁檢測的提(ti)離效(xiao)應可知(zhi)，鋼(gang)管(guan)(guan)跳動(dong)和擺動(dong)造成(cheng)的傳感器(qi)提(ti)離值變化會嚴重影響(xiang)檢測信(xin)號的一致(zhi)性。為此，探頭(tou)系統必須具有多(duo)個自(zi)由度(du)(du)的隨動(dong)跟蹤功能，以消除鋼(gang)管(guan)(guan)跳動(dong)和擺動(dong)帶(dai)來的影響(xiang)。
為(wei)此，可以采用圖3-18所示(shi)(shi)的(de)(de)一種四(si)自由(you)(you)度探(tan)(tan)頭(tou)隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)(gen)蹤系(xi)統(tong)。整個隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)(gen)蹤裝(zhuang)置安裝(zhuang)于數控進(jin)給機構上，以滿足(zu)不同規格鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)徑向進(jin)給需求(qiu)。根(gen)據圖3-13b和(he)圖3-15b所示(shi)(shi)四(si)個直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)布置方案(an)，將探(tan)(tan)靴設計為(wei)弧(hu)形，其內(nei)徑與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)外徑相同。當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)發生跳動(dong)(dong)和(he)擺動(dong)(dong)時，可保證弧(hu)形探(tan)(tan)靴內(nei)的(de)(de)直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)與(yu)不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)表面(mian)提(ti)離(li)值保持恒定。弧(hu)形探(tan)(tan)靴與(yu)搖臂支架(jia)通過球鉸進(jin)行連接，實現對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)轉動(dong)(dong)自由(you)(you)度和(he)ωy的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)(gen)蹤。搖臂在氣缸作用下(xia)在Oxy平面(mian)內(nei)移(yi)xm動(dong)(dong)，可滿足(zu)探(tan)(tan)靴對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)移(yi)動(dong)(dong)自由(you)(you)度和(he)的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)(gen)蹤要求(qiu)。
為使漏磁(ci)檢(jian)(jian)測具有最大檢(jian)(jian)測靈敏度和(he)良好的一(yi)(yi)致性，一(yi)(yi)般(ban)要(yao)求磁(ci)敏感元件盡(jin)可能靠近(jin)不銹鋼管(guan)并且保(bao)持提離(li)距離(li)恒定。傳統接觸式探(tan)靴(xue)以內表面(mian)緊貼鋼管(guan)，實現主動跟蹤。由于探(tan)靴(xue)和(he)鋼管(guan)之間存在摩擦(ca)損(sun)耗作用(yong)，一(yi)(yi)般(ban)對探(tan)靴(xue)摩擦(ca)面(mian)進行(xing)(xing)噴涂(tu)處理(li)以延長使用(yong)壽命，當探(tan)靴(xue)涂(tu)層厚度損(sun)耗到一(yi)(yi)定值時進行(xing)(xing)更換處理(li)。
在(zai)(zai)(zai)高(gao)速漏磁檢測過程(cheng)中，劇烈摩擦使(shi)(shi)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)涂層(ceng)快(kuai)速消耗(hao)，并(bing)(bing)且摩擦產(chan)生的大量熱量不能及時散發而(er)使(shi)(shi)環(huan)境溫(wen)度(du)升高(gao)，影響傳感器(qi)的檢測精(jing)度(du)和穩定(ding)性(xing)。為(wei)此，可采(cai)用一種高(gao)速氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃(sao)查(cha)系(xi)統，對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)實(shi)(shi)(shi)現(xian)非(fei)接觸式(shi)主動(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃(sao)查(cha)系(xi)統利用在(zai)(zai)(zai)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)與不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)之間形(xing)成(cheng)的氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)來消除接觸式(shi)摩擦作(zuo)用，并(bing)(bing)實(shi)(shi)(shi)現(xian)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的隨(sui)動(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)軸向方向均勻(yun)布(bu)置簡單孔式(shi)節(jie)流器(qi)，壓(ya)(ya)力(li)氣(qi)(qi)(qi)體通(tong)過節(jie)流孔后形(xing)成(cheng)壓(ya)(ya)降(jiang)，并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)形(xing)成(cheng)以(yi)扶正機構(gou)支點為(wei)中心的對(dui)(dui)稱壓(ya)(ya)力(li)分布(bu)，如(ru)圖3-19所示(shi)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體浮(fu)力(li)Fair與恒(heng)定(ding)外力(li)F．的共同(tong)作(zuo)用下保持平衡，并(bing)(bing)形(xing)成(cheng)厚(hou)度(du)為(wei)hair的氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)發生偏移(yi)時，如(ru)向左移(yi)動(dong)，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度(du)hair會減(jian)小，從(cong)而(er)氣(qi)(qi)(qi)流阻(zu)力(li)增(zeng)大，流速降(jiang)低，使(shi)(shi)整(zheng)個氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)內壓(ya)(ya)力(li)有不同(tong)程(cheng)度(du)的提高(gao)，氣(qi)(qi)(qi)體作(zuo)用力(li)Fair增(zeng)大，探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)體作(zuo)用力(li)F和外力(li)F.作(zuo)用下向左移(yi)動(dong)，并(bing)(bing)達到新的平衡位置。這樣，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度(du)hair被限制在(zai)(zai)(zai)微小范圍內變化，從(cong)而(er)實(shi)(shi)(shi)現(xian)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的非(fei)接觸式(shi)跟(gen)蹤(zong)。由于(yu)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度(du)小，氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)(xue)(xue)所形(xing)成(cheng)的氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)層(ceng)對(dui)(dui)檢測信號基本(ben)沒有影響。
高(gao)(gao)速氣浮(fu)掃查系統利用(yong)在探頭與(yu)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)，提(ti)高(gao)(gao)了探頭的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，并消除了摩(mo)擦溫度(du)的(de)(de)影響，尤其適(shi)應不銹鋼管高(gao)(gao)速高(gao)(gao)精度(du)漏磁(ci)檢測。其中，周向、軸向裂紋漏磁(ci)檢測探頭布置方式、探頭掃查路徑以及氣浮(fu)跟蹤機構可(ke)完全相同，具(ju)有(you)重要(yao)的(de)(de)工程應用(yong)價(jia)值(zhi)。
