磁敏感元件通過排列組合形(xing)成探頭(tou)，探頭(tou)封裝于保護體內形(xing)成探頭(tou)體，探頭(tou)安裝在支(zhi)架上形(xing)成探頭(tou)部件。
作為漏磁檢測設備的重要組成部分，探頭部件將不(bu)銹(xiu)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 由于缺陷通過(guo)檢測探頭中(zhong)某一(yi)磁敏感元件具有隨機性，因此，必須進行合(he)理(li)的傳感器(qi)陣(zhen)列(lie)布置，使得(de)缺陷以任意相對路徑通過(guo)檢測探頭時(shi)都可獲得(de)相同的信號輸出。
（2）通用性(xing) 鋼管規格繁多(duo)，如果(guo)每(mei)種外徑鋼管均配置相應探頭，則需要大量(liang)探頭備(bei)件，因此，探頭通用性(xing)一直(zhi)是評價(jia)檢測系(xi)統是否(fou)具有(you)實用價(jia)值的重(zhong)要因素。
（3）掃查(cha)靈(ling)敏度 由于(yu)探頭(tou)掃查(cha)方向(xiang)(xiang)影響缺(que)陷(xian)檢測靈(ling)敏度，因此必(bi)須合理規劃探頭(tou)掃查(cha)路徑，以保證(zheng)周、軸向(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)都具有較好的檢測靈(ling)敏度。
為此，這里扼要(yao)闡述線陣漏磁(ci)(ci)檢測直探(tan)頭(tou)布置，以及探(tan)頭(tou)掃查路徑(jing)規劃方法，它可以較好地解決漏磁(ci)(ci)檢測探(tan)頭(tou)部件系統的一致性、通用(yong)性和掃查靈(ling)敏(min)度(du)問題。
一、探頭掃查路徑規(gui)劃(hua)
為實(shi)現對不銹鋼(gang)管缺陷(xian)的全覆蓋檢(jian)測，一(yi)般采用螺(luo)旋掃(sao)查(cha)技術對鋼(gang)管進(jin)行檢(jian)測。此(ci)時，感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)運動(dong)方向與缺陷(xian)走向之(zhi)間(jian)會形(xing)成(cheng)夾角(jiao)0，如圖(tu)3-9所示，根據法拉第(di)電(dian)磁感(gan)應(ying)定律，可獲得感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)的感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢為
式中，e為(wei)(wei)(wei)(wei)感(gan)應(ying)線(xian)圈的(de)感(gan)應(ying)電動勢；f(nc,w,l)）為(wei)(wei)(wei)(wei)線(xian)圈結構函數(shu)(shu)，和l分(fen)別為(wei)(wei)(wei)(wei)線(xian)圈的(de)匝數(shu)(shu)、寬度(du)和u長度(du)；Bmn為(wei)(wei)(wei)(wei)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)場磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)；v為(wei)(wei)(wei)(wei)感(gan)應(ying)線(xian)圈掃查速度(du)；0為(wei)(wei)(wei)(wei)感(gan)應(ying)線(xian)圈運動方向與缺(que)陷(xian)走(zou)向之(zhi)間(jian)的(de)夾角(jiao)。
由式（3-20）可(ke)以得出(chu)(chu)，感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈的感(gan)(gan)(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢與夾(jia)角0相關：當感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與缺陷走向(xiang)(xiang)垂(chui)直時，即，感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈輸出(chu)(chu)的感(gan)(gan)(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢幅值最大；當感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)與缺陷走向(xiang)(xiang)平行時，即，感(gan)(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈基本沒(mei)有(you)感(gan)(gan)(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢產生。
不銹鋼管漏磁(ci)檢測通過復合(he)磁(ci)化(hua)(hua)方式實現對(dui)周(zhou)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)全面檢測，即(ji)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)檢測周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)(hua)檢測軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)。根據感(gan)應線圈敏感(gan)方向(xiang)(xiang)(xiang)與裂(lie)紋(wen)(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)夾角對(dui)檢測信(xin)號幅值的(de)影響規律，即(ji)當(dang)感(gan)應線圈敏感(gan)方向(xiang)(xiang)(xiang)與裂(lie)紋(wen)(wen)走向(xiang)(xiang)(xiang)平行時，檢測信(xin)號幅值最高，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)、軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感(gan)應線圈的(de)布置方式如圖3-10所示。
當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)做(zuo)螺(luo)旋前進運動(dong)時，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)將(jiang)在鋼(gang)管(guan)表面上(shang)形成螺(luo)旋掃(sao)(sao)查(cha)軌跡(ji)。將(jiang)鋼(gang)管(guan)表面沿周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展開，如圖(tu)3-11所(suo)示。設鋼(gang)管(guan)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運動(dong)速度(du)為(wei)(wei)Va感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)螺(luo)旋掃(sao)(sao)查(cha)速度(du)為(wei)(wei)v，鋼(gang)管(guan)直(zhi)徑(jing)為(wei)(wei)d1，掃(sao)(sao)查(cha)軌跡(ji)螺(luo)距(ju)為(wei)(wei)P，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)掃(sao)(sao)查(cha)軌跡(ji)與(yu)鋼(gang)管(guan)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角為(wei)(wei)0，軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角為(wei)(wei)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾角為(wei)(wei)α2，軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)漏(lou)磁場磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度(du)分別為(wei)(wei)和Bco根(gen)據圖(tu)3-11所(suo)示幾何關系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根(gen)據式（3-20），可分別獲得軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)(quan)的漏(lou)磁場感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢輸和，即：
從式(shi)（3-21）和式(shi)（3-22）可以看出(chu)，軸(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)電動(dong)勢與sin0成正(zheng)比(bi)，而(er)周(zhou)向裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)電動(dong)勢與cos0成正(zheng)比(bi)。因此，為(wei)使軸(zhou)(zhou)向、周(zhou)向裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)線圈均具有較高(gao)的檢測靈敏(min)度，夾(jia)角(jiao)0應(ying)設計在(zai)(zai)合理的范圍內(nei)。由于鋼管(guan)與軸(zhou)(zhou)向磁化場(chang)(chang)具有軸(zhou)(zhou)對稱性，高(gao)強(qiang)度的軸(zhou)(zhou)向均勻磁化場(chang)(chang)更容易(yi)獲得(de)，因此，在(zai)(zai)相同的條(tiao)件下，周(zhou)向裂(lie)紋(wen)漏磁場(chang)(chang)磁感(gan)應(ying)強(qiang)度B。比(bi)軸(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)漏磁場(chang)(chang)磁感(gan)應(ying)強(qiang)度B。更大(da)。大(da)量(liang)現場(chang)(chang)試驗表明，當感(gan)應(ying)線圈運動(dong)方向與鋼管(guan)軸(zhou)(zhou)線之間的夾(jia)角(jiao)0保持在(zai)(zai)50°～60°范圍內(nei)時，軸(zhou)(zhou)向、周(zhou)向裂(lie)紋(wen)均能獲得(de)較好的檢出(chu)性。
在(zai)(zai)生產制(zhi)造過(guo)(guo)程中，不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)中存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)青線(xian)和內螺旋會(hui)影響軸向(xiang)、周向(xiang)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)相對(dui)檢(jian)(jian)出率，根(gen)據式（3-21）和式（3-22）可(ke)以得(de)出，可(ke)以通過(guo)(guo)改變夾(jia)角(jiao)0來調整軸向(xiang)、周向(xiang)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)靈(ling)敏度。為此，可(ke)以利用(yong)圖3-12所示的(de)(de)(de)同(tong)步輸(shu)送對(dui)輥輪組來實現。輸(shu)送對(dui)輥輪固定于旋轉(zhuan)盤上，通過(guo)(guo)連接拉桿同(tong)步調整所有對(dui)輥輪組的(de)(de)(de)角(jiao)度，最終(zhong)實現夾(jia)角(jiao)0的(de)(de)(de)連續(xu)調整。
二、線(xian)陣漏磁檢(jian)測(ce)直探(tan)頭(tou)
一(yi)般情況(kuang)下，不銹鋼管漏(lou)磁檢測探頭由內(nei)部多個感(gan)應線圈組成。為(wei)使(shi)相同的缺陷漏(lou)磁場以任意路(lu)徑(jing)通過(guo)檢測探頭均可獲得相同的信號輸(shu)出，可采(cai)用傳感(gan)器線陣布置方式，使(shi)缺陷始終被一(yi)個或一(yi)個以上的檢測通道拾取，并且(qie)這(zhe)種方法容(rong)易保(bao)證檢測探頭制作工藝(yi)的一(yi)致(zhi)性。
圖(tu)(tu)3-13a所示(shi)為(wei)目前(qian)常用(yong)的(de)周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋漏磁檢測探(tan)頭布置(zhi)方案(an)(an)，主要(yao)通過在鋼(gang)(gang)管周(zhou)(zhou)向布置(zhi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器陣列(lie)來實現(xian)周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋的(de)全覆(fu)蓋掃查。該方案(an)(an)要(yao)求每種外徑規(gui)格鋼(gang)(gang)管配置(zhi)對應弧(hu)度的(de)弧(hu)形探(tan)頭。另外，也(ye)可采取圖(tu)(tu)3-13b所示(shi)的(de)軸(zhou)向裂(lie)紋直探(tan)頭布置(zhi)方案(an)(an)，將(jiang)沿(yan)周(zhou)(zhou)向布置(zhi)的(de)圓(yuan)弧(hu)陣列(lie)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器轉換為(wei)沿(yan)軸(zhou)向布置(zhi)的(de)線型(xing)陣列(lie)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器。
如圖(tu)(tu)3-14所(suo)示，圓弧(hu)陣(zhen)列和線型陣(zhen)列傳(chuan)感(gan)器(qi)分別對應(ying)為弧(hu)形探(tan)頭和直(zhi)探(tan)頭，其內部傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元總數(shu)量(liang)相等。弧(hu)形探(tan)頭一般應(ying)用在(zai)鋼(gang)管(guan)直(zhi)線前進的(de)檢測(ce)方案中，而(er)直(zhi)探(tan)頭必須要求鋼(gang)管(guan)做螺旋推進運動(dong)。當更換被檢鋼(gang)管(guan)規(gui)格時，每種外徑規(gui)格鋼(gang)管(guan)需配置對應(ying)弧(hu)度的(de)弧(hu)形探(tan)頭，而(er)直(zhi)探(tan)頭可與任何外徑鋼(gang)管(guan)匹配，從而(er)減少了探(tan)頭備件的(de)數(shu)量(liang)與種類(lei)。當然，與圖(tu)(tu)3-13a所(suo)示方案相比，圖(tu)(tu)3-13b所(suo)示傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)列布置方法要求磁(ci)化均勻區軸(zhou)向(xiang)長度由4增(zeng)加(jia)到(dao)。
進一步分(fen)析不銹鋼管軸向裂紋檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)布置方(fang)(fang)案(an)，圖3-15a所示為(wei)目(mu)前常用的(de)(de)軸向裂紋檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)布置方(fang)(fang)案(an)，其在檢(jian)(jian)測(ce)(ce)區(qu)(qu)域(yu)中間位置對稱布置雙列(lie)直(zhi)探頭(tou)(tou)。為(wei)滿足高(gao)速檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)覆蓋率要求，需要設(she)計(ji)更長(chang)的(de)(de)探頭(tou)(tou)，此(ci)時，磁(ci)化均勻區(qu)(qu)軸向長(chang)度(du)為(wei)l1，周向范圍為(wei)β1。一方(fang)(fang)面(mian)，檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)越長(chang)，與之對應的(de)(de)磁(ci)化均勻區(qu)(qu)軸向長(chang)度(du)l1越大，需要建立(li)更大空間分(fen)布的(de)(de)均勻磁(ci)化場，磁(ci)化設(she)備龐大。另一方(fang)(fang)面(mian)，由于(yu)鋼管本身存(cun)在直(zhi)線度(du)誤差，過長(chang)的(de)(de)探頭(tou)(tou)與彎曲鋼管表面(mian)貼合(he)狀態不佳，影響檢(jian)(jian)測(ce)(ce)穩(wen)定性。
另一(yi)種(zhong)方(fang)(fang)式為四(si)個線陣漏磁(ci)直(zhi)探(tan)頭的(de)布圖(tu)3-14 周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)探(tan)頭內(nei)部(bu)傳(chuan)感器布置(zhi)示意圖(tu)置(zhi)方(fang)(fang)案(an)，將雙列直(zhi)探(tan)頭分解(jie)為周(zhou)向(xiang)布置(zhi)的(de)四(si)列直(zhi)探(tan)頭，如圖(tu)3-15b所示，磁(ci)化(hua)均勻區軸向(xiang)長度為l2，周(zhou)向(xiang)范圍為β2。兩種(zhong)方(fang)(fang)案(an)相比(bi)，后者(zhe)可有效提高探(tan)頭的(de)跟蹤性(xing)能(neng)，并使(shi)檢(jian)測(ce)設備(bei)更(geng)加(jia)緊(jin)湊。在相同的(de)檢(jian)測(ce)速度和覆蓋率下，鋼(gang)管磁(ci)化(hua)均勻區軸向(xiang)長度，周(zhou)向(xiang)均勻磁(ci)化(hua)范圍由β1增加(jia)到β2。圖(tu)3-16所示為軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)探(tan)頭內(nei)部(bu)傳(chuan)感器布置(zhi)示意圖(tu)，兩種(zhong)方(fang)(fang)案(an)的(de)傳(chuan)感器單(dan)元總數量(liang)相等。然而(er)，無(wu)論(lun)哪一(yi)種(zhong)方(fang)(fang)案(an)，都需要鋼(gang)管與(yu)探(tan)頭之間(jian)形(xing)成相對螺旋掃描運動。
通過對比高(gao)速(su)漏磁檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案(an)可(ke)(ke)以看(kan)出，沿周(zhou)向均勻布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)四個線陣直探(tan)頭(tou)(tou)的(de)優化(hua)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案(an)，如圖(tu)3-13b和(he)圖(tu)3-15b所示(shi)，既可(ke)(ke)滿(man)足不銹鋼管高(gao)速(su)檢(jian)測(ce)要求，又(you)實(shi)現了周(zhou)向裂(lie)紋和(he)軸向裂(lie)紋檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式的(de)統一，具有極大(da)的(de)實(shi)用價值。
三、高速氣浮掃查方法與機構
不銹(xiu)鋼管在螺旋前進(jin)過程中會產(chan)生三(san)個(ge)(ge)移動(dong)自由(you)度和(he)(he)三(san)個(ge)(ge)轉(zhuan)動(dong)自由(you)度，如圖3-17所示(shi)。其(qi)中，鋼管軸向移動(dong)v2和(he)(he)沿中心軸旋轉(zhuan)ω2共同組成鋼管螺旋前進(jin)運動(dong)，而其(qi)余四(si)個(ge)(ge)自由(you)度包括Ux、Vy、Wx和(he)(he)組成了不銹(xiu)鋼管的(de)跳動(dong)和(he)(he)m擺動(dong)。根(gen)據漏磁檢測的(de)提(ti)離效應(ying)可(ke)知，鋼管跳動(dong)和(he)(he)擺動(dong)造成的(de)傳感器(qi)提(ti)離值變化(hua)會嚴重(zhong)影響檢測信號(hao)的(de)一致性。為此，探頭系統必須具有多個(ge)(ge)自由(you)度的(de)隨動(dong)跟蹤功能，以消(xiao)除鋼管跳動(dong)和(he)(he)擺動(dong)帶來的(de)影響。
為此，可(ke)以采(cai)用圖(tu)3-18所示的(de)(de)一(yi)種四(si)自由度探(tan)(tan)頭(tou)隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤系統。整個隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤裝置安裝于數控進給(gei)機構上(shang)，以滿(man)足(zu)不同(tong)(tong)規格鋼管的(de)(de)徑向進給(gei)需(xu)求。根據圖(tu)3-13b和圖(tu)3-15b所示四(si)個直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)布(bu)置方(fang)案，將探(tan)(tan)靴設計為弧(hu)形(xing)(xing)(xing)，其內徑與(yu)(yu)鋼管外徑相同(tong)(tong)。當鋼管發生跳(tiao)動(dong)(dong)和擺(bai)動(dong)(dong)時，可(ke)保(bao)(bao)證弧(hu)形(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)靴內的(de)(de)直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)與(yu)(yu)不銹(xiu)鋼管表面提(ti)離(li)值保(bao)(bao)持恒定。弧(hu)形(xing)(xing)(xing)探(tan)(tan)靴與(yu)(yu)搖臂支架(jia)通過球鉸(jiao)進行(xing)連(lian)接，實現對(dui)鋼管轉動(dong)(dong)自由度和ωy的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤。搖臂在氣缸作(zuo)用下在Oxy平(ping)面內移(yi)xm動(dong)(dong)，可(ke)滿(man)足(zu)探(tan)(tan)靴對(dui)鋼管移(yi)動(dong)(dong)自由度和的(de)(de)隨(sui)動(dong)(dong)跟(gen)(gen)蹤要求。
為使漏磁檢(jian)測(ce)具(ju)有最大(da)檢(jian)測(ce)靈敏度和良好的一(yi)致性，一(yi)般要(yao)求磁敏感元件盡可能(neng)靠近不銹鋼(gang)管(guan)并且保持(chi)提離距離恒定。傳(chuan)統接觸(chu)式探靴以內表面(mian)緊貼鋼(gang)管(guan)，實現主動跟蹤(zong)。由于(yu)探靴和鋼(gang)管(guan)之(zhi)間存(cun)在摩(mo)擦損耗作用，一(yi)般對(dui)探靴摩(mo)擦面(mian)進行噴涂處理以延長使用壽命(ming)，當(dang)探靴涂層厚度損耗到一(yi)定值(zhi)時進行更換處理。
在高(gao)(gao)速(su)漏磁檢(jian)測過程中，劇烈(lie)摩擦使(shi)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)涂層快速(su)消耗，并且摩擦產生(sheng)的(de)(de)大(da)量熱量不(bu)能及時散發而(er)(er)使(shi)環境溫度(du)升(sheng)高(gao)(gao)，影響(xiang)傳感器的(de)(de)檢(jian)測精度(du)和穩(wen)定性。為(wei)(wei)此，可采用(yong)(yong)一種高(gao)(gao)速(su)氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)掃(sao)查系(xi)統，對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)實(shi)現非(fei)接觸(chu)式(shi)主動(dong)(dong)(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)掃(sao)查系(xi)統利用(yong)(yong)在探(tan)(tan)(tan)靴(xue)與不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表(biao)面之間形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)來消除接觸(chu)式(shi)摩擦作(zuo)用(yong)(yong)，并實(shi)現對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)隨動(dong)(dong)(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)在軸(zhou)向(xiang)(xiang)方向(xiang)(xiang)均勻布置簡(jian)單(dan)孔(kong)式(shi)節流器，壓力(li)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)通(tong)過節流孔(kong)后形(xing)(xing)成(cheng)壓降，并在鋼(gang)管(guan)表(biao)面形(xing)(xing)成(cheng)以扶正機構支(zhi)點為(wei)(wei)中心(xin)的(de)(de)對(dui)(dui)稱壓力(li)分(fen)布，如(ru)圖3-19所示。氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)在氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)浮(fu)(fu)(fu)力(li)Fair與恒(heng)定外(wai)力(li)F．的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)(xia)保持平衡，并形(xing)(xing)成(cheng)厚度(du)為(wei)(wei)hair的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)。當(dang)鋼(gang)管(guan)發生(sheng)偏移時，如(ru)向(xiang)(xiang)左移動(dong)(dong)(dong)，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)hair會減小(xiao)，從(cong)而(er)(er)氣(qi)(qi)(qi)流阻力(li)增大(da)，流速(su)降低，使(shi)整個氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)內(nei)壓力(li)有(you)不(bu)同程度(du)的(de)(de)提高(gao)(gao)，氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)Fair增大(da)，探(tan)(tan)(tan)靴(xue)在氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)F和外(wai)力(li)F.作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)(xia)向(xiang)(xiang)左移動(dong)(dong)(dong)，并達到新的(de)(de)平衡位(wei)置。這樣(yang)，氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)hair被限制在微小(xiao)范圍內(nei)變化，從(cong)而(er)(er)實(shi)現探(tan)(tan)(tan)靴(xue)對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)非(fei)接觸(chu)式(shi)跟(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)小(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)探(tan)(tan)(tan)靴(xue)所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)浮(fu)(fu)(fu)層對(dui)(dui)檢(jian)測信號(hao)基本沒有(you)影響(xiang)。
高速氣(qi)浮(fu)掃查系統(tong)利用(yong)(yong)在探頭與鋼管(guan)表面之間形(xing)成的氣(qi)膜(mo)來消除摩(mo)擦作(zuo)用(yong)(yong)，提高了探頭的使用(yong)(yong)壽命，并(bing)消除了摩(mo)擦溫(wen)度的影響，尤其(qi)適應(ying)不銹(xiu)鋼管(guan)高速高精度漏磁(ci)檢(jian)測(ce)。其(qi)中，周向、軸向裂紋漏磁(ci)檢(jian)測(ce)探頭布置方式(shi)、探頭掃查路徑(jing)以及(ji)氣(qi)浮(fu)跟蹤機構(gou)可完全相(xiang)同(tong)，具有重要的工程應(ying)用(yong)(yong)價(jia)值。
