磁敏感元件通(tong)過排(pai)列組合形(xing)成(cheng)(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)，探(tan)頭(tou)(tou)封裝于保護(hu)體(ti)內(nei)形(xing)成(cheng)(cheng)探(tan)頭(tou)(tou)體(ti)，探(tan)頭(tou)(tou)安(an)裝在支架(jia)上形(xing)成(cheng)(cheng)探(tan)頭(tou)(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(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 由(you)于缺陷通(tong)過檢測探(tan)頭(tou)中某一(yi)磁敏(min)感元件(jian)具有隨機性，因(yin)此，必須進行合理的傳感器陣列布置，使得缺陷以任意相(xiang)對路(lu)徑通(tong)過檢測探(tan)頭(tou)時都可(ke)獲得相(xiang)同(tong)的信(xin)號(hao)輸出。
（2）通(tong)用性 鋼管規格(ge)繁多，如果(guo)每種外(wai)徑鋼管均配置相應探頭，則需要大量探頭備件，因此，探頭通(tong)用性一直是評價(jia)檢測系統(tong)是否(fou)具有實(shi)用價(jia)值的重要因素。
（3）掃查靈(ling)敏度(du) 由(you)于探(tan)頭掃查方向(xiang)影(ying)響缺(que)陷(xian)檢測靈(ling)敏度(du)，因此必須合(he)理規劃探(tan)頭掃查路徑，以(yi)保證周、軸向(xiang)缺(que)陷(xian)都具有較好的(de)檢測靈(ling)敏度(du)。
為此，這里扼要闡述線陣漏磁檢測直探頭布置(zhi)，以及(ji)探頭掃查路徑規劃方法，它可(ke)以較好地解決漏磁檢測探頭部(bu)件系統的一致性、通(tong)用性和(he)掃查靈敏度問題(ti)。
一、探頭掃查路徑規(gui)劃
為(wei)實(shi)現對不銹(xiu)鋼管缺(que)陷的全(quan)覆蓋檢(jian)(jian)測，一般采用螺旋掃查技術對鋼管進行檢(jian)(jian)測。此時，感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈運動方向(xiang)與缺(que)陷走向(xiang)之間會形(xing)成夾角0，如圖3-9所示，根據(ju)法拉(la)第電磁感(gan)應(ying)(ying)定律(lv)，可獲得感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈的感(gan)應(ying)(ying)電動勢為(wei)
式(shi)中，e為(wei)感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈的感(gan)應(ying)(ying)電動(dong)勢；f(nc,w,l)）為(wei)線(xian)圈結(jie)構函數，和l分別為(wei)線(xian)圈的匝數、寬度(du)(du)(du)和u長度(du)(du)(du)；Bmn為(wei)缺陷(xian)漏磁場(chang)磁感(gan)應(ying)(ying)強度(du)(du)(du)；v為(wei)感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈掃查(cha)速度(du)(du)(du)；0為(wei)感(gan)應(ying)(ying)線(xian)圈運動(dong)方向與缺陷(xian)走向之(zhi)間(jian)的夾角。
由(you)式（3-20）可以得出(chu)，感(gan)(gan)應(ying)線圈(quan)的(de)感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)與夾角(jiao)0相關：當(dang)感(gan)(gan)應(ying)線圈(quan)運動(dong)方向與缺陷走向垂直時(shi)，即(ji)(ji)，感(gan)(gan)應(ying)線圈(quan)輸出(chu)的(de)感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)幅值最(zui)大(da)；當(dang)感(gan)(gan)應(ying)線圈(quan)運動(dong)方向與缺陷走向平行時(shi)，即(ji)(ji)，感(gan)(gan)應(ying)線圈(quan)基本(ben)沒有感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)產(chan)生。
不銹(xiu)鋼管漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)通過復合磁(ci)化(hua)(hua)方式實(shi)現對周(zhou)(zhou)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)的全(quan)面檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，即軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)。根據感(gan)應(ying)線圈敏感(gan)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與裂紋(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角對檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號幅(fu)值的影響規律(lv)，即當感(gan)應(ying)線圈敏感(gan)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與裂紋(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)平行(xing)時，檢(jian)(jian)測(ce)(ce)信號幅(fu)值最高，周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)線圈的布置方式如圖3-10所(suo)示。
當不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)做螺(luo)旋(xuan)前進運動(dong)時，感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)將在(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)上形成螺(luo)旋(xuan)掃查(cha)軌跡(ji)。將鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)沿周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展開，如圖3-11所示。設鋼(gang)(gang)管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運動(dong)速(su)度為(wei)(wei)Va感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)螺(luo)旋(xuan)掃查(cha)速(su)度為(wei)(wei)v，鋼(gang)(gang)管(guan)直徑為(wei)(wei)d1，掃查(cha)軌跡(ji)螺(luo)距為(wei)(wei)P，感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)掃查(cha)軌跡(ji)與(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角為(wei)(wei)0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)運動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角為(wei)(wei)，周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)運動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角為(wei)(wei)α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋漏磁(ci)場(chang)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度分(fen)別(bie)為(wei)(wei)和Bco根(gen)據圖3-11所示幾何(he)關系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根(gen)據式（3-20），可分(fen)別(bie)獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂紋感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)的漏磁(ci)場(chang)感(gan)(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)輸和，即：
從式（3-21）和式（3-22）可以看出(chu)，軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)應電動勢(shi)(shi)與sin0成(cheng)正(zheng)比(bi)，而周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)應電動勢(shi)(shi)與cos0成(cheng)正(zheng)比(bi)。因(yin)此，為使(shi)軸向(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)均(jun)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)(gao)的檢測(ce)靈敏(min)度，夾(jia)角0應設計(ji)在合(he)理的范圍(wei)內(nei)。由于鋼管(guan)與軸向(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場具(ju)有(you)軸對(dui)稱(cheng)性，高(gao)(gao)強(qiang)度的軸向(xiang)均(jun)勻磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場更容(rong)易獲得，因(yin)此，在相同(tong)的條(tiao)件下，周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)漏磁(ci)(ci)場磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度B。比(bi)軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)漏磁(ci)(ci)場磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度B。更大。大量(liang)現場試驗表明，當感(gan)(gan)應線(xian)圈(quan)運動方向(xiang)與鋼管(guan)軸線(xian)之間的夾(jia)角0保持在50°～60°范圍(wei)內(nei)時，軸向(xiang)、周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)均(jun)能獲得較(jiao)好的檢出(chu)性。
在(zai)生產制造過(guo)程中，不銹鋼管中存在(zai)的(de)青線和內螺旋會影響軸向、周向裂(lie)紋的(de)相對檢出(chu)率，根(gen)據式(shi)（3-21）和式(shi)（3-22）可(ke)以得出(chu)，可(ke)以通過(guo)改(gai)變夾角0來(lai)調整(zheng)(zheng)軸向、周向裂(lie)紋的(de)檢測靈敏度(du)。為此，可(ke)以利用圖3-12所(suo)示的(de)同(tong)步輸(shu)送(song)對輥(gun)輪(lun)組來(lai)實(shi)現(xian)。輸(shu)送(song)對輥(gun)輪(lun)固(gu)定于旋轉盤上，通過(guo)連(lian)接(jie)拉桿同(tong)步調整(zheng)(zheng)所(suo)有對輥(gun)輪(lun)組的(de)角度(du)，最(zui)終實(shi)現(xian)夾角0的(de)連(lian)續調整(zheng)(zheng)。
二、線陣漏磁檢(jian)測(ce)直探頭
一般情況(kuang)下，不銹鋼(gang)管漏(lou)磁檢測(ce)探頭由內部多個感應線(xian)圈組(zu)成(cheng)。為(wei)使相(xiang)同(tong)的(de)(de)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁場以任意路徑通過檢測(ce)探頭均(jun)可獲(huo)得相(xiang)同(tong)的(de)(de)信號(hao)輸出(chu)，可采用傳(chuan)感器線(xian)陣布置方式(shi)，使缺(que)陷(xian)始終(zhong)被一個或一個以上的(de)(de)檢測(ce)通道拾取，并且(qie)這種方法容(rong)易保證檢測(ce)探頭制作工(gong)藝的(de)(de)一致性。
圖(tu)3-13a所示為(wei)目前常用的(de)周向(xiang)(xiang)裂紋漏(lou)磁檢測探頭布(bu)置(zhi)方案，主要通過在鋼管周向(xiang)(xiang)布(bu)置(zhi)傳(chuan)感器(qi)陣列(lie)來實現周向(xiang)(xiang)裂紋的(de)全覆蓋掃查。該方案要求每(mei)種(zhong)外徑規格(ge)鋼管配置(zhi)對應弧度的(de)弧形探頭。另外，也可(ke)采取圖(tu)3-13b所示的(de)軸向(xiang)(xiang)裂紋直探頭布(bu)置(zhi)方案，將沿周向(xiang)(xiang)布(bu)置(zhi)的(de)圓弧陣列(lie)傳(chuan)感器(qi)轉換為(wei)沿軸向(xiang)(xiang)布(bu)置(zhi)的(de)線型陣列(lie)傳(chuan)感器(qi)。
如圖3-14所(suo)示，圓弧(hu)(hu)(hu)陣列(lie)(lie)和(he)線型陣列(lie)(lie)傳感(gan)器分(fen)別對(dui)(dui)應(ying)(ying)為弧(hu)(hu)(hu)形(xing)探頭(tou)(tou)和(he)直(zhi)探頭(tou)(tou)，其內部傳感(gan)器單元總數量相等。弧(hu)(hu)(hu)形(xing)探頭(tou)(tou)一(yi)般(ban)應(ying)(ying)用在鋼管(guan)直(zhi)線前進的檢(jian)測方(fang)(fang)案(an)中，而直(zhi)探頭(tou)(tou)必(bi)須要(yao)求鋼管(guan)做螺(luo)旋推進運動。當(dang)更(geng)換被(bei)檢(jian)鋼管(guan)規(gui)格時，每(mei)種(zhong)(zhong)外徑(jing)規(gui)格鋼管(guan)需配置對(dui)(dui)應(ying)(ying)弧(hu)(hu)(hu)度的弧(hu)(hu)(hu)形(xing)探頭(tou)(tou)，而直(zhi)探頭(tou)(tou)可與(yu)任何外徑(jing)鋼管(guan)匹(pi)配，從(cong)而減(jian)少了(le)探頭(tou)(tou)備件的數量與(yu)種(zhong)(zhong)類。當(dang)然，與(yu)圖3-13a所(suo)示方(fang)(fang)案(an)相比，圖3-13b所(suo)示傳感(gan)器陣列(lie)(lie)布置方(fang)(fang)法要(yao)求磁(ci)化均(jun)勻區軸(zhou)向長度由4增加(jia)到。
進一步(bu)分析不(bu)銹鋼管軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭布置(zhi)方(fang)案，圖3-15a所示(shi)為(wei)目前常用(yong)的軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭布置(zhi)方(fang)案，其(qi)在(zai)(zai)檢測(ce)(ce)區(qu)域中間(jian)位(wei)置(zhi)對稱布置(zhi)雙列直探(tan)(tan)頭。為(wei)滿足高速檢測(ce)(ce)的覆蓋率(lv)要求，需要設(she)計更長(chang)(chang)的探(tan)(tan)頭，此時，磁(ci)(ci)化(hua)均(jun)勻區(qu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)度為(wei)l1，周(zhou)向(xiang)(xiang)范(fan)圍為(wei)β1。一方(fang)面(mian)，檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭越(yue)長(chang)(chang)，與之(zhi)對應的磁(ci)(ci)化(hua)均(jun)勻區(qu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)長(chang)(chang)度l1越(yue)大，需要建立更大空(kong)間(jian)分布的均(jun)勻磁(ci)(ci)化(hua)場，磁(ci)(ci)化(hua)設(she)備龐大。另一方(fang)面(mian)，由于鋼管本身(shen)存在(zai)(zai)直線度誤差，過長(chang)(chang)的探(tan)(tan)頭與彎曲(qu)鋼管表(biao)面(mian)貼合(he)狀態不(bu)佳，影響檢測(ce)(ce)穩(wen)定性。
另一種方(fang)式為(wei)四個線陣漏磁直探(tan)頭的(de)(de)布圖(tu)3-14 周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)探(tan)頭內(nei)部傳感(gan)(gan)器(qi)布置(zhi)(zhi)示意圖(tu)置(zhi)(zhi)方(fang)案(an)(an)，將雙(shuang)列直探(tan)頭分解為(wei)周(zhou)向(xiang)(xiang)布置(zhi)(zhi)的(de)(de)四列直探(tan)頭，如圖(tu)3-15b所示，磁化均勻區(qu)軸向(xiang)(xiang)長(chang)度為(wei)l2，周(zhou)向(xiang)(xiang)范圍為(wei)β2。兩種方(fang)案(an)(an)相(xiang)比(bi)，后者可有效提高探(tan)頭的(de)(de)跟蹤性能，并使(shi)檢(jian)測(ce)設備更加緊湊。在相(xiang)同的(de)(de)檢(jian)測(ce)速度和(he)覆蓋率下，鋼管磁化均勻區(qu)軸向(xiang)(xiang)長(chang)度，周(zhou)向(xiang)(xiang)均勻磁化范圍由β1增加到β2。圖(tu)3-16所示為(wei)軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)探(tan)頭內(nei)部傳感(gan)(gan)器(qi)布置(zhi)(zhi)示意圖(tu)，兩種方(fang)案(an)(an)的(de)(de)傳感(gan)(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)總數量相(xiang)等。然而，無(wu)論哪(na)一種方(fang)案(an)(an)，都需(xu)要鋼管與探(tan)頭之間形成相(xiang)對螺旋(xuan)掃描運(yun)動(dong)。
通過(guo)對比(bi)高速漏磁(ci)檢測探頭布置(zhi)方案(an)可(ke)以看出(chu)，沿周向(xiang)(xiang)均(jun)勻布置(zhi)四個線陣直(zhi)探頭的(de)(de)優化布置(zhi)方案(an)，如圖3-13b和圖3-15b所示，既(ji)可(ke)滿足不銹鋼(gang)管高速檢測要求，又實現(xian)了周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)和軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢測探頭布置(zhi)方式的(de)(de)統一，具(ju)有極大(da)的(de)(de)實用價值。
三、高速氣浮掃查(cha)方法(fa)與機構
不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)在螺旋前(qian)進(jin)過程(cheng)中(zhong)會產生(sheng)三(san)個(ge)移動(dong)(dong)(dong)(dong)自由(you)度和(he)三(san)個(ge)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)自由(you)度，如圖3-17所示。其(qi)(qi)中(zhong)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)(zhou)向移動(dong)(dong)(dong)(dong)v2和(he)沿中(zhong)心軸(zhou)(zhou)旋轉(zhuan)ω2共(gong)同(tong)組成鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)螺旋前(qian)進(jin)運動(dong)(dong)(dong)(dong)，而其(qi)(qi)余四個(ge)自由(you)度包括Ux、Vy、Wx和(he)組成了不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)跳(tiao)動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)m擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)。根據漏(lou)磁檢(jian)測的(de)提離(li)效應可(ke)知，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)跳(tiao)動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)造成的(de)傳感器提離(li)值變化(hua)會嚴(yan)重影響(xiang)檢(jian)測信號的(de)一(yi)致性。為此，探頭系統(tong)必(bi)須具(ju)有多個(ge)自由(you)度的(de)隨動(dong)(dong)(dong)(dong)跟蹤(zong)功能，以消除鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)跳(tiao)動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)帶來的(de)影響(xiang)。
為此，可以采用圖3-18所示(shi)的(de)(de)一(yi)種四自由(you)度(du)探頭隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤系統(tong)。整個隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤裝置(zhi)安裝于(yu)數控(kong)進給機(ji)構上，以滿(man)足不同規格(ge)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)徑(jing)向進給需求。根據圖3-13b和(he)(he)(he)圖3-15b所示(shi)四個直(zhi)(zhi)探頭布置(zhi)方案，將探靴(xue)設(she)計為弧(hu)形(xing)，其內徑(jing)與鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)外(wai)徑(jing)相同。當鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)發生跳動(dong)(dong)和(he)(he)(he)擺動(dong)(dong)時，可保證弧(hu)形(xing)探靴(xue)內的(de)(de)直(zhi)(zhi)探頭與不銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表面提(ti)離值保持恒(heng)定。弧(hu)形(xing)探靴(xue)與搖(yao)臂(bei)(bei)支架通過球(qiu)鉸進行(xing)連(lian)接(jie)，實現對鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)轉(zhuan)動(dong)(dong)自由(you)度(du)和(he)(he)(he)ωy的(de)(de)隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤。搖(yao)臂(bei)(bei)在(zai)氣缸(gang)作用下在(zai)Oxy平面內移xm動(dong)(dong)，可滿(man)足探靴(xue)對鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)移動(dong)(dong)自由(you)度(du)和(he)(he)(he)的(de)(de)隨(sui)(sui)(sui)動(dong)(dong)跟蹤要求。
為使(shi)漏磁(ci)檢測具有最(zui)大檢測靈敏度(du)和良好的一(yi)(yi)致性，一(yi)(yi)般要求磁(ci)敏感元件盡可(ke)能靠(kao)近不銹鋼管并且(qie)保持提離距離恒定(ding)。傳(chuan)統接觸(chu)式(shi)探(tan)靴以內(nei)表面(mian)緊貼鋼管，實現主(zhu)動跟(gen)蹤。由(you)于探(tan)靴和鋼管之間存(cun)在摩擦損(sun)耗作用(yong)，一(yi)(yi)般對(dui)探(tan)靴摩擦面(mian)進(jin)行(xing)噴(pen)涂處理以延長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命，當探(tan)靴涂層厚度(du)損(sun)耗到一(yi)(yi)定(ding)值時進(jin)行(xing)更換處理。
在(zai)(zai)高(gao)(gao)速漏磁檢(jian)(jian)測過程中，劇烈摩擦使探(tan)(tan)靴(xue)(xue)涂(tu)層快(kuai)速消耗，并且(qie)摩擦產生的(de)(de)大(da)量(liang)熱量(liang)不(bu)(bu)能及時散發而使環境溫(wen)度(du)(du)升高(gao)(gao)，影(ying)響(xiang)傳感器(qi)的(de)(de)檢(jian)(jian)測精(jing)度(du)(du)和穩定(ding)性。為此(ci)，可(ke)采用(yong)(yong)(yong)一種(zhong)高(gao)(gao)速氣(qi)浮掃查(cha)系統，對(dui)鋼(gang)管實(shi)現非接觸式主(zhu)動(dong)(dong)跟蹤(zong)。氣(qi)浮掃查(cha)系統利用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)探(tan)(tan)靴(xue)(xue)與(yu)(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表面之間形(xing)成(cheng)的(de)(de)氣(qi)膜來消除(chu)接觸式摩擦作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，并實(shi)現對(dui)鋼(gang)管的(de)(de)隨動(dong)(dong)跟蹤(zong)。氣(qi)浮探(tan)(tan)靴(xue)(xue)在(zai)(zai)軸向(xiang)方向(xiang)均勻布置簡(jian)單(dan)孔式節流(liu)器(qi)，壓(ya)力(li)(li)氣(qi)體(ti)(ti)通過節流(liu)孔后形(xing)成(cheng)壓(ya)降，并在(zai)(zai)鋼(gang)管表面形(xing)成(cheng)以扶(fu)正機構(gou)支(zhi)點為中心的(de)(de)對(dui)稱壓(ya)力(li)(li)分布，如(ru)圖(tu)3-19所(suo)(suo)示。氣(qi)浮探(tan)(tan)靴(xue)(xue)在(zai)(zai)氣(qi)體(ti)(ti)浮力(li)(li)Fair與(yu)(yu)恒定(ding)外(wai)力(li)(li)F．的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)保持平衡，并形(xing)成(cheng)厚(hou)度(du)(du)為hair的(de)(de)氣(qi)膜。當(dang)鋼(gang)管發生偏移(yi)時，如(ru)向(xiang)左移(yi)動(dong)(dong)，氣(qi)膜厚(hou)度(du)(du)hair會減小，從(cong)而氣(qi)流(liu)阻力(li)(li)增大(da)，流(liu)速降低(di)，使整個氣(qi)膜內壓(ya)力(li)(li)有不(bu)(bu)同程度(du)(du)的(de)(de)提高(gao)(gao)，氣(qi)體(ti)(ti)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)Fair增大(da)，探(tan)(tan)靴(xue)(xue)在(zai)(zai)氣(qi)體(ti)(ti)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力(li)(li)F和外(wai)力(li)(li)F.作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)向(xiang)左移(yi)動(dong)(dong)，并達到新的(de)(de)平衡位(wei)置。這樣，氣(qi)膜厚(hou)度(du)(du)hair被限制在(zai)(zai)微(wei)小范(fan)圍內變化，從(cong)而實(shi)現探(tan)(tan)靴(xue)(xue)對(dui)鋼(gang)管的(de)(de)非接觸式跟蹤(zong)。由(you)于氣(qi)膜厚(hou)度(du)(du)小，氣(qi)浮探(tan)(tan)靴(xue)(xue)所(suo)(suo)形(xing)成(cheng)的(de)(de)氣(qi)浮層對(dui)檢(jian)(jian)測信(xin)號基本沒有影(ying)響(xiang)。
高(gao)(gao)速(su)氣浮掃查(cha)系統(tong)利用(yong)在探(tan)(tan)頭與鋼(gang)管表面之(zhi)間形成(cheng)的氣膜來消(xiao)除摩(mo)擦作用(yong)，提(ti)高(gao)(gao)了探(tan)(tan)頭的使用(yong)壽命，并(bing)消(xiao)除了摩(mo)擦溫度的影(ying)響，尤(you)其適應不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管高(gao)(gao)速(su)高(gao)(gao)精(jing)度漏磁檢測。其中(zhong)，周向、軸向裂(lie)紋漏磁檢測探(tan)(tan)頭布(bu)置方(fang)式、探(tan)(tan)頭掃查(cha)路徑以(yi)及氣浮跟(gen)蹤機(ji)構可完全相同，具有重要的工程應用(yong)價(jia)值(zhi)。
