磁敏感元件(jian)通(tong)過排列組合形成探(tan)頭(tou)，探(tan)頭(tou)封裝(zhuang)于(yu)保護體(ti)內形成探(tan)頭(tou)體(ti)，探(tan)頭(tou)安(an)裝(zhuang)在支架上(shang)形成探(tan)頭(tou)部件(jian)。
作為漏磁檢測設備的重要組成部分，探頭部件將不銹鋼(gang)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 由于(yu)缺陷通過(guo)(guo)檢測探(tan)頭中某一磁敏(min)感元件具有隨機性，因此，必須進行合理的(de)傳感器陣(zhen)列布置(zhi)，使得缺陷以任意相對路徑通過(guo)(guo)檢測探(tan)頭時都可獲得相同的(de)信號輸出。
（2）通用性 鋼管規格繁多(duo)，如果每(mei)種外徑鋼管均配置相應探頭，則需要大量探頭備件(jian)，因此，探頭通用性一直是評價(jia)檢測系統是否具(ju)有(you)實用價(jia)值的重要因素。
（3）掃(sao)(sao)查靈敏(min)度(du) 由于探頭(tou)掃(sao)(sao)查方向影(ying)響缺(que)陷檢(jian)測靈敏(min)度(du)，因此必須(xu)合理規(gui)劃探頭(tou)掃(sao)(sao)查路徑(jing)，以保證周、軸向缺(que)陷都具有較好的檢(jian)測靈敏(min)度(du)。
為此(ci)，這里扼要闡述(shu)線陣(zhen)漏(lou)磁檢(jian)測直探頭(tou)布置，以及探頭(tou)掃查路徑規劃方法，它可以較(jiao)好地(di)解決漏(lou)磁檢(jian)測探頭(tou)部件系統的一致性、通用性和掃查靈敏度問題。
一(yi)、探頭掃(sao)查路徑規(gui)劃
為實現對(dui)不銹鋼管(guan)缺陷的(de)全覆蓋檢測，一般(ban)采用螺旋掃查技術對(dui)鋼管(guan)進行檢測。此時，感(gan)應線(xian)圈運動方向(xiang)與缺陷走向(xiang)之間會形成夾角0，如圖(tu)3-9所(suo)示，根據法(fa)拉第電(dian)(dian)磁感(gan)應定律(lv)，可獲得感(gan)應線(xian)圈的(de)感(gan)應電(dian)(dian)動勢(shi)為
式中，e為感(gan)應(ying)(ying)線圈的感(gan)應(ying)(ying)電動勢；f(nc,w,l)）為線圈結(jie)構函數，和l分別為線圈的匝數、寬度和u長度；Bmn為缺陷漏磁場磁感(gan)應(ying)(ying)強度；v為感(gan)應(ying)(ying)線圈掃查速度；0為感(gan)應(ying)(ying)線圈運動方向與(yu)缺陷走向之間的夾角(jiao)。
由式（3-20）可以得(de)出(chu)，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)的感(gan)(gan)應(ying)電動勢與(yu)(yu)(yu)夾(jia)角(jiao)0相關：當感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)運(yun)(yun)動方向(xiang)與(yu)(yu)(yu)缺陷(xian)走向(xiang)垂直(zhi)時(shi)，即，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)輸出(chu)的感(gan)(gan)應(ying)電動勢幅值最大；當感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)運(yun)(yun)動方向(xiang)與(yu)(yu)(yu)缺陷(xian)走向(xiang)平行時(shi)，即，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)基本沒(mei)有感(gan)(gan)應(ying)電動勢產生(sheng)。
不銹鋼管漏磁檢測(ce)通(tong)過復合磁化方(fang)式(shi)實現對周(zhou)(zhou)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)全面檢測(ce)，即(ji)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁化檢測(ce)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)磁化檢測(ce)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)。根(gen)據感(gan)應線(xian)圈敏感(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)走向(xiang)(xiang)夾角對檢測(ce)信號(hao)(hao)幅值(zhi)的(de)影響規律，即(ji)當感(gan)應線(xian)圈敏感(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)走向(xiang)(xiang)平行時(shi)，檢測(ce)信號(hao)(hao)幅值(zhi)最(zui)高，周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)感(gan)應線(xian)圈的(de)布置方(fang)式(shi)如圖3-10所示。
當不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)做螺旋(xuan)前進運(yun)動(dong)時(shi)，感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)將在鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)面上形成(cheng)螺旋(xuan)掃(sao)查(cha)軌跡。將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)面沿周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展開，如圖3-11所示。設鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)速度(du)為(wei)Va感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)螺旋(xuan)掃(sao)查(cha)速度(du)為(wei)v，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)直徑為(wei)d1，掃(sao)查(cha)軌跡螺距為(wei)P，感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)掃(sao)查(cha)軌跡與鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角(jiao)為(wei)0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角(jiao)為(wei)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)運(yun)動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角(jiao)為(wei)α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)漏磁場磁感(gan)應(ying)強度(du)分別為(wei)和(he)(he)Bco根據(ju)圖3-11所示幾何關系(xi)可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根據(ju)式（3-20），可分別獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)的漏磁場感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢輸和(he)(he)，即：
從式（3-21）和(he)式（3-22）可以看(kan)出(chu)，軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢與sin0成正比，而周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)(gan)(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢與cos0成正比。因此，為使軸向(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈均(jun)具有較高(gao)的(de)(de)檢測靈敏度，夾角0應(ying)設計(ji)在合理的(de)(de)范(fan)圍(wei)內。由(you)于(yu)鋼(gang)管與軸向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)場(chang)具有軸對稱性，高(gao)強度的(de)(de)軸向(xiang)(xiang)均(jun)勻磁(ci)化(hua)場(chang)更容易獲得，因此，在相同的(de)(de)條件下，周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏磁(ci)場(chang)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度B。比軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏磁(ci)場(chang)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度B。更大。大量現(xian)場(chang)試驗表明(ming)，當感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)方向(xiang)(xiang)與鋼(gang)管軸線(xian)之間的(de)(de)夾角0保持在50°～60°范(fan)圍(wei)內時，軸向(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋均(jun)能獲得較好的(de)(de)檢出(chu)性。
在生產制造過(guo)程中，不銹鋼管中存(cun)在的青線(xian)和(he)內(nei)螺旋會(hui)影響軸(zhou)向(xiang)、周(zhou)向(xiang)裂紋的相(xiang)對檢(jian)出率，根據式（3-21）和(he)式（3-22）可以得(de)出，可以通過(guo)改變夾角0來調整軸(zhou)向(xiang)、周(zhou)向(xiang)裂紋的檢(jian)測靈敏度。為此(ci)，可以利用圖3-12所(suo)示的同(tong)步輸送對輥(gun)輪(lun)組來實(shi)現。輸送對輥(gun)輪(lun)固(gu)定于旋轉(zhuan)盤上，通過(guo)連接拉桿同(tong)步調整所(suo)有對輥(gun)輪(lun)組的角度，最終實(shi)現夾角0的連續調整。
二、線(xian)陣漏磁檢測直探頭
一(yi)般情況下，不銹鋼管漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測探頭由內(nei)部多個感應線(xian)(xian)圈組(zu)成。為使相同(tong)的(de)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場以任意路(lu)徑通過(guo)檢(jian)測探頭均(jun)可(ke)獲(huo)得相同(tong)的(de)信號輸出，可(ke)采用傳感器(qi)線(xian)(xian)陣布置方式，使缺陷(xian)(xian)始終被(bei)一(yi)個或一(yi)個以上(shang)的(de)檢(jian)測通道(dao)拾取，并(bing)且這種方法容易(yi)保證(zheng)檢(jian)測探頭制作工藝的(de)一(yi)致(zhi)性。
圖(tu)3-13a所示(shi)為目前常(chang)用的周向(xiang)裂(lie)紋漏(lou)磁檢(jian)測探頭布(bu)置(zhi)方案(an)，主要通過在(zai)鋼管(guan)周向(xiang)布(bu)置(zhi)傳(chuan)感器陣列(lie)來實現周向(xiang)裂(lie)紋的全覆(fu)蓋掃查。該(gai)方案(an)要求每種外徑規(gui)格鋼管(guan)配置(zhi)對應(ying)弧(hu)度的弧(hu)形探頭。另(ling)外，也(ye)可采取圖(tu)3-13b所示(shi)的軸向(xiang)裂(lie)紋直探頭布(bu)置(zhi)方案(an)，將沿周向(xiang)布(bu)置(zhi)的圓弧(hu)陣列(lie)傳(chuan)感器轉換為沿軸向(xiang)布(bu)置(zhi)的線型陣列(lie)傳(chuan)感器。
如圖(tu)3-14所(suo)示，圓弧(hu)(hu)陣列(lie)和線型(xing)陣列(lie)傳(chuan)感器(qi)分別(bie)對應(ying)(ying)為弧(hu)(hu)形(xing)探(tan)頭(tou)和直探(tan)頭(tou)，其內部傳(chuan)感器(qi)單元總數量(liang)相等。弧(hu)(hu)形(xing)探(tan)頭(tou)一般應(ying)(ying)用在鋼(gang)管(guan)直線前進的檢測方案(an)中，而直探(tan)頭(tou)必(bi)須要(yao)求鋼(gang)管(guan)做(zuo)螺旋推進運動。當更換(huan)被檢鋼(gang)管(guan)規(gui)格(ge)時，每種(zhong)外徑規(gui)格(ge)鋼(gang)管(guan)需配置對應(ying)(ying)弧(hu)(hu)度的弧(hu)(hu)形(xing)探(tan)頭(tou)，而直探(tan)頭(tou)可與任(ren)何外徑鋼(gang)管(guan)匹(pi)配，從而減(jian)少了探(tan)頭(tou)備件的數量(liang)與種(zhong)類。當然，與圖(tu)3-13a所(suo)示方案(an)相比，圖(tu)3-13b所(suo)示傳(chuan)感器(qi)陣列(lie)布(bu)置方法要(yao)求磁化均勻區軸(zhou)向長(chang)度由(you)4增加到。
進一步分析不銹(xiu)鋼管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測探(tan)(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案，圖3-15a所示為目前常用的(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測探(tan)(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案，其(qi)在(zai)檢(jian)(jian)測區域(yu)中間(jian)位置(zhi)(zhi)對稱布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)雙列直探(tan)(tan)頭(tou)(tou)。為滿足高速檢(jian)(jian)測的(de)覆蓋率(lv)要(yao)求，需要(yao)設計更(geng)長(chang)的(de)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)，此時，磁(ci)化(hua)均勻(yun)區軸(zhou)向(xiang)(xiang)長(chang)度為l1，周向(xiang)(xiang)范圍(wei)為β1。一方(fang)面(mian)，檢(jian)(jian)測探(tan)(tan)頭(tou)(tou)越長(chang)，與之對應的(de)磁(ci)化(hua)均勻(yun)區軸(zhou)向(xiang)(xiang)長(chang)度l1越大(da)(da)(da)，需要(yao)建立更(geng)大(da)(da)(da)空(kong)間(jian)分布(bu)(bu)的(de)均勻(yun)磁(ci)化(hua)場(chang)，磁(ci)化(hua)設備龐(pang)大(da)(da)(da)。另一方(fang)面(mian)，由于鋼管(guan)本身存在(zai)直線(xian)度誤差，過長(chang)的(de)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)與彎曲鋼管(guan)表面(mian)貼合狀態不佳，影響檢(jian)(jian)測穩(wen)定性。
另(ling)一種(zhong)方(fang)式為四(si)個線陣漏(lou)磁(ci)(ci)直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭的布(bu)(bu)圖3-14 周(zhou)(zhou)向裂(lie)(lie)紋檢測探(tan)(tan)頭內部(bu)傳感(gan)器(qi)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)示(shi)意(yi)圖置(zhi)(zhi)方(fang)案(an)(an)，將雙列直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭分解為周(zhou)(zhou)向布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)的四(si)列直(zhi)(zhi)探(tan)(tan)頭，如圖3-15b所示(shi)，磁(ci)(ci)化(hua)均(jun)(jun)勻區軸向長度為l2，周(zhou)(zhou)向范(fan)圍為β2。兩種(zhong)方(fang)案(an)(an)相比，后者可有效(xiao)提高(gao)探(tan)(tan)頭的跟蹤性(xing)能，并使檢測設備更加緊湊。在(zai)相同的檢測速度和覆蓋率(lv)下，鋼(gang)管磁(ci)(ci)化(hua)均(jun)(jun)勻區軸向長度，周(zhou)(zhou)向均(jun)(jun)勻磁(ci)(ci)化(hua)范(fan)圍由β1增加到β2。圖3-16所示(shi)為軸向裂(lie)(lie)紋檢測探(tan)(tan)頭內部(bu)傳感(gan)器(qi)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)示(shi)意(yi)圖，兩種(zhong)方(fang)案(an)(an)的傳感(gan)器(qi)單元總數量相等。然而，無(wu)論哪(na)一種(zhong)方(fang)案(an)(an)，都需(xu)要鋼(gang)管與探(tan)(tan)頭之間形成相對螺(luo)旋掃描(miao)運動。
通(tong)過對比(bi)高(gao)速(su)漏磁(ci)檢(jian)測(ce)探頭布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案可以看出，沿周(zhou)向均勻布(bu)置(zhi)(zhi)四(si)個(ge)線陣直(zhi)探頭的(de)(de)(de)優化布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案，如(ru)圖3-13b和(he)圖3-15b所示，既可滿足(zu)不銹鋼管高(gao)速(su)檢(jian)測(ce)要(yao)求(qiu)，又實(shi)現了(le)周(zhou)向裂紋和(he)軸(zhou)向裂紋檢(jian)測(ce)探頭布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式的(de)(de)(de)統一(yi)，具有極大(da)的(de)(de)(de)實(shi)用價(jia)值(zhi)。
三、高速(su)氣浮掃(sao)查方法(fa)與(yu)機構
不銹鋼(gang)(gang)管(guan)在螺旋前(qian)進(jin)過程中(zhong)會(hui)產生三個(ge)(ge)(ge)移動(dong)(dong)(dong)自(zi)(zi)由度(du)(du)和(he)三個(ge)(ge)(ge)轉動(dong)(dong)(dong)自(zi)(zi)由度(du)(du)，如(ru)圖(tu)3-17所示。其中(zhong)，鋼(gang)(gang)管(guan)軸向(xiang)移動(dong)(dong)(dong)v2和(he)沿(yan)中(zhong)心軸旋轉ω2共同組成(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)管(guan)螺旋前(qian)進(jin)運動(dong)(dong)(dong)，而其余四個(ge)(ge)(ge)自(zi)(zi)由度(du)(du)包括Ux、Vy、Wx和(he)組成(cheng)(cheng)了(le)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)跳(tiao)(tiao)動(dong)(dong)(dong)和(he)m擺(bai)動(dong)(dong)(dong)。根據漏磁(ci)檢測的(de)(de)提(ti)離效應可知，鋼(gang)(gang)管(guan)跳(tiao)(tiao)動(dong)(dong)(dong)和(he)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)傳感器提(ti)離值變化會(hui)嚴重影(ying)(ying)響(xiang)檢測信號的(de)(de)一致性。為此，探頭系統必須具有多個(ge)(ge)(ge)自(zi)(zi)由度(du)(du)的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)(dong)跟蹤功能，以(yi)消除鋼(gang)(gang)管(guan)跳(tiao)(tiao)動(dong)(dong)(dong)和(he)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)帶來的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。
為此，可以采(cai)用圖(tu)3-18所(suo)示的(de)(de)一種四(si)自(zi)由度(du)(du)探(tan)(tan)頭(tou)隨(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)系統。整個隨(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)裝(zhuang)(zhuang)置安裝(zhuang)(zhuang)于數控進(jin)給(gei)(gei)機構上，以滿足不同(tong)規格鋼管的(de)(de)徑向進(jin)給(gei)(gei)需求(qiu)。根(gen)據圖(tu)3-13b和(he)(he)(he)圖(tu)3-15b所(suo)示四(si)個直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)布置方案，將(jiang)探(tan)(tan)靴設(she)計為弧形(xing)，其(qi)內(nei)(nei)徑與鋼管外(wai)徑相同(tong)。當鋼管發生(sheng)跳動(dong)(dong)和(he)(he)(he)擺動(dong)(dong)時(shi)，可保證弧形(xing)探(tan)(tan)靴內(nei)(nei)的(de)(de)直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)與不銹鋼管表(biao)面提離值保持(chi)恒定。弧形(xing)探(tan)(tan)靴與搖臂(bei)支(zhi)架通過(guo)球鉸進(jin)行連(lian)接，實現對鋼管轉動(dong)(dong)自(zi)由度(du)(du)和(he)(he)(he)ωy的(de)(de)隨(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)。搖臂(bei)在氣缸(gang)作用下在Oxy平(ping)面內(nei)(nei)移xm動(dong)(dong)，可滿足探(tan)(tan)靴對鋼管移動(dong)(dong)自(zi)由度(du)(du)和(he)(he)(he)的(de)(de)隨(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤(zong)要求(qiu)。
為使漏磁檢測(ce)具有最大檢測(ce)靈敏(min)(min)度和良好的一(yi)(yi)致性，一(yi)(yi)般要求磁敏(min)(min)感元件盡可能靠近不銹鋼管(guan)并且保(bao)持提(ti)離距離恒定。傳統接觸(chu)式探靴(xue)以(yi)內表面緊貼鋼管(guan)，實現主動跟蹤。由(you)于探靴(xue)和鋼管(guan)之間存在摩擦損耗(hao)作用(yong)，一(yi)(yi)般對探靴(xue)摩擦面進行噴(pen)涂處理以(yi)延長使用(yong)壽命，當探靴(xue)涂層厚度損耗(hao)到一(yi)(yi)定值時進行更換處理。
在(zai)高速漏磁(ci)檢(jian)測(ce)(ce)過(guo)程中(zhong)(zhong)，劇烈(lie)摩(mo)擦使(shi)(shi)探(tan)靴(xue)涂層快速消(xiao)耗，并(bing)(bing)且摩(mo)擦產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)熱量(liang)不(bu)能及(ji)時散發而使(shi)(shi)環境溫度(du)(du)(du)升高，影響(xiang)傳感器的(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)精度(du)(du)(du)和穩定(ding)性。為(wei)此，可采用(yong)一種高速氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)掃查(cha)系統(tong)，對鋼管實(shi)(shi)現非接(jie)(jie)觸式主動(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)掃查(cha)系統(tong)利(li)用(yong)在(zai)探(tan)靴(xue)與不(bu)銹鋼管表面之間形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)來消(xiao)除接(jie)(jie)觸式摩(mo)擦作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)，并(bing)(bing)實(shi)(shi)現對鋼管的(de)(de)(de)(de)(de)隨動(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探(tan)靴(xue)在(zai)軸向方向均勻布置(zhi)簡單孔式節(jie)(jie)流器，壓力(li)(li)(li)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)通過(guo)節(jie)(jie)流孔后形成(cheng)(cheng)(cheng)壓降(jiang)，并(bing)(bing)在(zai)鋼管表面形成(cheng)(cheng)(cheng)以扶正機(ji)構支點為(wei)中(zhong)(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)對稱壓力(li)(li)(li)分布，如(ru)圖3-19所示。氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探(tan)靴(xue)在(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)浮(fu)(fu)(fu)力(li)(li)(li)Fair與恒定(ding)外力(li)(li)(li)F．的(de)(de)(de)(de)(de)共同作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下保持平衡(heng)(heng)，并(bing)(bing)形成(cheng)(cheng)(cheng)厚(hou)度(du)(du)(du)為(wei)hair的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)。當鋼管發生(sheng)偏移時，如(ru)向左移動(dong)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度(du)(du)(du)hair會(hui)減小(xiao)，從而氣(qi)(qi)(qi)(qi)流阻力(li)(li)(li)增(zeng)大(da)，流速降(jiang)低，使(shi)(shi)整個氣(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)內壓力(li)(li)(li)有不(bu)同程度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)力(li)(li)(li)Fair增(zeng)大(da)，探(tan)靴(xue)在(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)力(li)(li)(li)F和外力(li)(li)(li)F.作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下向左移動(dong)，并(bing)(bing)達(da)到新的(de)(de)(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)位置(zhi)。這(zhe)樣(yang)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度(du)(du)(du)hair被限制在(zai)微小(xiao)范(fan)圍(wei)內變化，從而實(shi)(shi)現探(tan)靴(xue)對鋼管的(de)(de)(de)(de)(de)非接(jie)(jie)觸式跟(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚(hou)度(du)(du)(du)小(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探(tan)靴(xue)所形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)層對檢(jian)測(ce)(ce)信號基本沒有影響(xiang)。
高速氣(qi)(qi)浮掃(sao)(sao)查系統(tong)利用在探頭(tou)與鋼管(guan)表面(mian)之間形成的(de)氣(qi)(qi)膜來消(xiao)除(chu)摩擦作用，提高了(le)探頭(tou)的(de)使用壽命，并消(xiao)除(chu)了(le)摩擦溫度(du)的(de)影響，尤其(qi)適應不銹鋼管(guan)高速高精度(du)漏(lou)磁檢測。其(qi)中，周向、軸(zhou)向裂紋(wen)漏(lou)磁檢測探頭(tou)布置方式、探頭(tou)掃(sao)(sao)查路(lu)徑以(yi)及氣(qi)(qi)浮跟蹤機構可完全相同，具有重(zhong)要的(de)工程(cheng)應用價值。
