為了實現不銹鋼管的全覆蓋檢測,應保證多個瓦狀或條狀探頭架的有效檢測長度沿直線或螺旋線掃查時,有效檢測長度合成的掃查范圍應覆蓋全鋼管,且有重疊覆蓋區。從探頭布置的數量、信號處理的數據量等角度考慮,螺旋線型掃查軌跡要比直線型掃查軌跡更加簡潔和方便;但后者相比于前者在機械結構、占地面積等方面又更具優勢。因此在實際的設計生產中,要從檢測原理、機械系統、控制系統、數據處理與顯示系統等多角度出發,綜合選擇探頭掃查軌跡類型。
對于直線型(xing)(xing)掃查軌(gui)跡(ji),為實現全覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測(ce),需(xu)在(zai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)上(shang)布(bu)置(zhi)若(ruo)干(gan)圈(至少兩(liang)圈)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia),互相彌補各自的(de)檢(jian)(jian)測(ce)盲區。只要瓦狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)的(de)有(you)效檢(jian)(jian)測(ce)范圍在(zai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)周(zhou)向(xiang)上(shang)無盲區,且相鄰探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)間有(you)重疊覆蓋(gai)區域,即可保證全覆蓋(gai)檢(jian)(jian)測(ce)。對于螺旋線型(xing)(xing)掃查軌(gui)跡(ji),需(xu)在(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)截面周(zhou)向(xiang)上(shang)布(bu)置(zhi)若(ruo)干(gan)個條狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia),因此(ci)就存在(zai)一個問題需(xu)要解(jie)決(jue),即若(ruo)干(gan)個條狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)架(jia)在(zai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)周(zhou)向(xiang)上(shang)的(de)布(bu)置(zhi)角度(du)問題。
假設周向需要4個(ge)(ge)(ge)條狀探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia),才能滿足式(shi)(shi)(6-2)的要求,4個(ge)(ge)(ge)條狀探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)的周向布(bu)置(zhi)(zhi)有以(yi)下兩(liang)(liang)種情況(kuang)(kuang)。圖(tu)6-27a所(suo)示(shi)為(wei)(wei)標準(zhun)多探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)周向均(jun)勻,布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)案(an),4個(ge)(ge)(ge)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)在(zai)鋼管(guan)(guan)周向上均(jun)勻布(bu)置(zhi)(zhi),相(xiang)鄰(lin)(lin)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)間隔(ge)角度(du)為(wei)(wei)90°;圖(tu)6-27b所(suo)示(shi)為(wei)(wei)4個(ge)(ge)(ge)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)周向上非均(jun)勻布(bu)置(zhi)(zhi),只布(bu)置(zhi)(zhi)在(zai)鋼管(guan)(guan)周向的中下部,相(xiang)鄰(lin)(lin)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)間隔(ge)角度(du)為(wei)(wei)45°。對這兩(liang)(liang)種布(bu)置(zhi)(zhi)情況(kuang)(kuang)進(jin)行對比(bi)分析(xi),以(yi)觀察(cha)在(zai)螺(luo)旋線型掃查軌跡中,多探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)周向布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)(shi)的不同是否(fou)會對不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)全覆蓋檢(jian)測(ce)的實現帶來影響。

探(tan)頭(tou)(tou)架(jia)均(jun)勻布置方式沿(yan)不(bu)銹鋼管(guan)周向(xiang)展開的(de)多探(tan)頭(tou)(tou)架(jia)螺旋掃查(cha)區域如圖(tu)6-22所示,圖(tu)6-28所示為探(tan)頭(tou)(tou)架(jia)非均(jun)勻布置方式沿(yan)不(bu)銹鋼管(guan)周向(xiang)展開的(de)多探(tan)頭(tou)(tou)架(jia)螺旋掃查(cha)區域。

對比圖6-22和圖6-28可(ke)發現,在掃查螺(luo)距P相(xiang)同的條(tiao)件(jian)下(xia)(xia),不同的多探頭架布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)會對螺(luo)旋線型(xing)掃查軌跡帶來較大的影響。探頭架均勻(yun)布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)與非均勻(yun)布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)都(dou)存(cun)在固(gu)有的端部檢(jian)測(ce)(ce)盲區,但與后者(zhe)相(xiang)比,前者(zhe)端部檢(jian)測(ce)(ce)盲區的總面積稍小且(qie)長度更短(duan),即檢(jian)測(ce)(ce)無(wu)效范圍更小;從重疊覆(fu)蓋區來看,后者(zhe)的重疊率更高。但最為嚴重的問題在于后者(zhe)存(cun)在著漏檢(jian)區域,漏檢(jian)區域的存(cun)在說明這種布(bu)置(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)是(shi)不可(ke)接(jie)受的,將造成檢(jian)測(ce)(ce)結(jie)果的不準確和不銹鋼管檢(jian)測(ce)(ce)質(zhi)量的失控。由此(ci)可(ke)見,式(shi)(6-2)只是(shi)不銹鋼管全覆(fu)蓋檢(jian)測(ce)(ce)的必要條(tiao)件(jian),而非充要條(tiao)件(jian)。在滿足(zu)式(shi)(6-2)的前提下(xia)(xia),討論以下(xia)(xia)問題。
對于端(duan)(duan)部檢(jian)測盲(mang)(mang)區而(er)言,無法避免(mian),所需要(yao)做的是盡(jin)量(liang)將其(qi)(qi)減小(xiao),尤其(qi)(qi)是盲(mang)(mang)區長度,即檢(jian)測結果不可靠的不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)長度段。決定盲(mang)(mang)區長度的參(can)數(shu)有(you):鋼(gang)管(guan)掃查螺距(ju)P、檢(jian)測探頭架數(shu)量(liang)N、鋼(gang)管(guan)外徑d1。P越(yue)小(xiao)、N越(yue)大(da),端(duan)(duan)部檢(jian)測盲(mang)(mang)區越(yue)小(xiao)。當然,上述變化規律是建立(li)在其(qi)(qi)他參(can)數(shu)不變的前提下的。
為保(bao)證(zheng)全覆蓋檢(jian)測,覆蓋率至少應達到(dao)120%。但過大(da)的覆蓋率也不(bu)可取,因為在相同的條件下,這需要布置更(geng)多的檢(jian)測探頭,并且信號(hao)處理電路及后續數字(zi)處理算法將變得更(geng)復雜。
針對(dui)漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)(yu)(yu),在(zai)(zai)設(she)計掃(sao)(sao)查(cha)(cha)螺距(ju)(ju)時(shi)應(ying)該保(bao)證完全(quan)將其(qi)消除。沒(mei)有(you)(you)漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)(yu)(yu)的前提應(ying)是(shi)在(zai)(zai)一個(ge)掃(sao)(sao)查(cha)(cha)螺距(ju)(ju)P范圍內,相鄰探頭架(jia)掃(sao)(sao)查(cha)(cha)區(qu)域(yu)(yu)(yu)之間均有(you)(you)重(zhong)疊覆(fu)蓋區(qu)。圖6-28正是(shi)因為第一個(ge)檢(jian)(jian)測探頭架(jia)和最后(hou)一個(ge)檢(jian)(jian)測探頭架(jia)之間沒(mei)有(you)(you)重(zhong)疊覆(fu)蓋區(qu)域(yu)(yu)(yu),所以(yi)在(zai)(zai)后(hou)續(xu)掃(sao)(sao)查(cha)(cha)中存在(zai)(zai)漏檢(jian)(jian)區(qu)域(yu)(yu)(yu)。這種(zhong)情況下,可(ke)以(yi)通過降低掃(sao)(sao)查(cha)(cha)螺距(ju)(ju)P以(yi)保(bao)證全(quan)覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測,但又(you)勢(shi)必會降低鋼管檢(jian)(jian)測效率。
通過上述分析可知(zhi),在(zai)滿(man)足式(shi)(6-2)的前提下,多(duo)探頭架應在(zai)鋼(gang)管周向上均勻布(bu)置。這樣,可將不銹鋼(gang)管端部盲區長(chang)度降到(dao)最低,同(tong)時具(ju)有(you)一定的重疊覆蓋率,且信(xin)號處理較(jiao)為簡單,路徑規劃(hua)也更加清晰。均勻布(bu)置方式(shi)也有(you)利于探頭跟蹤機構的設計和系統布(bu)局、信(xin)號的傳輸(shu)和分類等(deng)。
總(zong)而(er)(er)言之(zhi),無(wu)論是直線型掃(sao)查(cha)軌跡(ji)還是螺旋(xuan)線型掃(sao)查(cha)軌跡(ji),鋼管(guan)全覆蓋(gai)檢測的(de)充分必要條件應是:滿足式(6-1)或式(6-2)的(de)前(qian)提下,相(xiang)鄰探頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)之(zhi)間還應有(you)重疊覆蓋(gai)區。當(dang)然,在(zai)軌跡(ji)規劃時,應綜(zong)合(he)考慮探頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)有(you)效檢測長度(du)、探頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)數量、掃(sao)查(cha)螺距和(he)不銹鋼管(guan)檢測速度(du)等(deng)因(yin)素(su),選(xuan)取最合(he)適的(de)掃(sao)查(cha)路徑、最佳(jia)的(de)探頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)結(jie)構和(he)最優的(de)探頭(tou)(tou)(tou)(tou)架(jia)布置(zhi)方案,而(er)(er)全覆蓋(gai)檢測則是所有(you)問題(ti)考慮的(de)前(qian)提和(he)根本。

