磁敏感元件(jian)通過排列組合形成探(tan)(tan)(tan)頭，探(tan)(tan)(tan)頭封裝(zhuang)于保護(hu)體內形成探(tan)(tan)(tan)頭體，探(tan)(tan)(tan)頭安裝(zhuang)在(zai)支架上形成探(tan)(tan)(tan)頭部件(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 由于缺(que)陷通過檢測探頭中某一磁(ci)敏(min)感(gan)元件具有隨機性，因此，必(bi)須(xu)進(jin)行合(he)理的傳(chuan)感(gan)器陣列布置，使得(de)缺(que)陷以任意(yi)相對(dui)路徑通過檢測探頭時都可獲得(de)相同的信號輸(shu)出。

（2）通用性 鋼管(guan)(guan)規格(ge)繁多，如果(guo)每種(zhong)外(wai)徑鋼管(guan)(guan)均配(pei)置相(xiang)應探(tan)頭(tou)，則(ze)需要(yao)大(da)量探(tan)頭(tou)備件，因(yin)(yin)此，探(tan)頭(tou)通用性一直是評價(jia)檢測(ce)系(xi)統是否具(ju)有實用價(jia)值的重要(yao)因(yin)(yin)素(su)。

（3）掃查(cha)靈(ling)敏(min)度(du) 由(you)于探頭掃查(cha)方向影響缺(que)陷檢測(ce)靈(ling)敏(min)度(du)，因此(ci)必(bi)須合理(li)規劃探頭掃查(cha)路徑，以保(bao)證周(zhou)、軸(zhou)向缺(que)陷都具有較好的檢測(ce)靈(ling)敏(min)度(du)。

  為此(ci)，這里(li)扼要闡述線陣(zhen)漏磁(ci)檢(jian)測直(zhi)探(tan)頭布置(zhi)，以(yi)及探(tan)頭掃(sao)查(cha)路徑規劃方法，它可以(yi)較好(hao)地解(jie)決(jue)漏磁(ci)檢(jian)測探(tan)頭部件系(xi)統的一致(zhi)性、通用性和掃(sao)查(cha)靈敏度(du)問題。

一、探頭掃(sao)查路徑規劃

  為(wei)實現對(dui)不銹鋼管缺(que)陷的全覆蓋檢(jian)測，一般采用螺(luo)旋掃查技術對(dui)鋼管進(jin)行檢(jian)測。此(ci)時(shi)，感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)運動方向與缺(que)陷走向之間會形成夾角0，如圖(tu)3-9所示，根據法拉第電(dian)磁感(gan)應(ying)定律(lv)，可獲得(de)感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)的感(gan)應(ying)電(dian)動勢(shi)為(wei)

  式中，e為(wei)(wei)感(gan)應(ying)線圈的(de)感(gan)應(ying)電動(dong)勢；f(nc,w,l)）為(wei)(wei)線圈結構(gou)函數，和l分別為(wei)(wei)線圈的(de)匝(za)數、寬(kuan)度(du)和u長度(du)；Bmn為(wei)(wei)缺陷漏磁(ci)場磁(ci)感(gan)應(ying)強度(du)；v為(wei)(wei)感(gan)應(ying)線圈掃查速度(du)；0為(wei)(wei)感(gan)應(ying)線圈運動(dong)方向與缺陷走向之間的(de)夾(jia)角。

  由式（3-20）可以得出，感(gan)應(ying)(ying)線圈的感(gan)應(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)勢與夾(jia)角0相關：當(dang)感(gan)應(ying)(ying)線圈運(yun)動(dong)(dong)方向(xiang)與缺(que)陷走向(xiang)垂直時(shi)，即(ji)，感(gan)應(ying)(ying)線圈輸出的感(gan)應(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)勢幅值最大；當(dang)感(gan)應(ying)(ying)線圈運(yun)動(dong)(dong)方向(xiang)與缺(que)陷走向(xiang)平行(xing)時(shi)，即(ji)，感(gan)應(ying)(ying)線圈基本沒有感(gan)應(ying)(ying)電(dian)動(dong)(dong)勢產生(sheng)。

  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管漏(lou)磁(ci)檢測通過復合磁(ci)化(hua)方(fang)式(shi)實現對周(zhou)、軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)的全面檢測，即(ji)軸向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)檢測周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)、周(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)化(hua)檢測軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)。根據感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)敏感(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與裂(lie)紋(wen)走向(xiang)(xiang)夾角對檢測信號幅值(zhi)的影響規律，即(ji)當感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)敏感(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與裂(lie)紋(wen)走向(xiang)(xiang)平行時，檢測信號幅值(zhi)最高，周(zhou)向(xiang)(xiang)、軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)的布(bu)置方(fang)式(shi)如圖3-10所示。

  當(dang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)做螺旋(xuan)前進運(yun)動(dong)(dong)時，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)將在鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面上形成螺旋(xuan)掃查(cha)軌跡。將鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面沿周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展(zhan)開，如圖3-11所示。設鋼(gang)(gang)管(guan)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)(dong)速度(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)Va感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)螺旋(xuan)掃查(cha)速度(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)v，鋼(gang)(gang)管(guan)直徑為(wei)(wei)(wei)(wei)d1，掃查(cha)軌跡螺距為(wei)(wei)(wei)(wei)P，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)掃查(cha)軌跡與鋼(gang)(gang)管(guan)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)(wei)(wei)0，軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)運(yun)動(dong)(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)(wei)(wei)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)運(yun)動(dong)(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)角(jiao)為(wei)(wei)(wei)(wei)α2，軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏(lou)(lou)磁場磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度(du)分別為(wei)(wei)(wei)(wei)和(he)Bco根據(ju)圖3-11所示幾何關系可知，α1=θ, α2=π/2-θ。根據(ju)式(shi)（3-20），可分別獲得(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線圈(quan)(quan)(quan)的漏(lou)(lou)磁場感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動(dong)(dong)勢輸(shu)和(he)，即：

  從式（3-21）和式（3-22）可(ke)以看出，軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢與(yu)sin0成正(zheng)比，而周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)應(ying)電動(dong)(dong)勢與(yu)cos0成正(zheng)比。因此，為(wei)使(shi)軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)均具有(you)(you)較高的(de)檢測靈(ling)敏度(du)(du)，夾角(jiao)0應(ying)設計在合理的(de)范(fan)圍內。由于鋼(gang)管與(yu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)具有(you)(you)軸(zhou)對稱性，高強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)均勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)更容(rong)易獲得(de)，因此，在相同的(de)條件下，周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)B。比軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)B。更大(da)。大(da)量(liang)現場(chang)(chang)(chang)試驗表明，當感(gan)應(ying)線(xian)圈(quan)運動(dong)(dong)方向(xiang)(xiang)與(yu)鋼(gang)管軸(zhou)線(xian)之間的(de)夾角(jiao)0保(bao)持在50°～60°范(fan)圍內時(shi)，軸(zhou)向(xiang)(xiang)、周向(xiang)(xiang)裂(lie)紋均能獲得(de)較好的(de)檢出性。

  在生(sheng)產(chan)制(zhi)造(zao)過(guo)(guo)程中(zhong)，不銹鋼管中(zhong)存在的青(qing)線和(he)內螺(luo)旋(xuan)會影響軸向、周向裂紋的相對(dui)檢出率，根據式(shi)（3-21）和(he)式(shi)（3-22）可(ke)以得出，可(ke)以通(tong)過(guo)(guo)改變夾角(jiao)0來調(diao)(diao)整(zheng)軸向、周向裂紋的檢測靈敏(min)度。為此，可(ke)以利用圖3-12所示(shi)的同步(bu)輸送(song)(song)對(dui)輥(gun)輪組來實現。輸送(song)(song)對(dui)輥(gun)輪固定于旋(xuan)轉盤(pan)上(shang)，通(tong)過(guo)(guo)連接拉(la)桿同步(bu)調(diao)(diao)整(zheng)所有(you)對(dui)輥(gun)輪組的角(jiao)度，最終(zhong)實現夾角(jiao)0的連續(xu)調(diao)(diao)整(zheng)。

二(er)、線陣漏磁檢(jian)測直探頭(tou)

  一(yi)(yi)般(ban)情況下，不銹鋼管(guan)漏(lou)磁檢測(ce)探(tan)頭(tou)由(you)內(nei)部多個感應(ying)線(xian)圈(quan)組成。為使相同的缺(que)陷漏(lou)磁場(chang)以(yi)任意路徑通過(guo)檢測(ce)探(tan)頭(tou)均可(ke)獲得(de)相同的信號輸(shu)出，可(ke)采用傳感器線(xian)陣布置方式，使缺(que)陷始終被(bei)一(yi)(yi)個或一(yi)(yi)個以(yi)上的檢測(ce)通道(dao)拾取，并(bing)且這種方法容易保證檢測(ce)探(tan)頭(tou)制作工藝(yi)的一(yi)(yi)致性。

  圖3-13a所示為(wei)目前常用的周向(xiang)裂(lie)紋漏(lou)磁檢測探頭(tou)布置(zhi)方(fang)案(an)，主要(yao)通過在(zai)鋼管(guan)周向(xiang)布置(zhi)傳感(gan)(gan)器(qi)陣(zhen)列來實現周向(xiang)裂(lie)紋的全覆蓋掃(sao)查。該方(fang)案(an)要(yao)求每(mei)種(zhong)外(wai)徑規格鋼管(guan)配置(zhi)對應弧度的弧形探頭(tou)。另(ling)外(wai)，也(ye)可(ke)采取圖3-13b所示的軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋直(zhi)探頭(tou)布置(zhi)方(fang)案(an)，將沿周向(xiang)布置(zhi)的圓弧陣(zhen)列傳感(gan)(gan)器(qi)轉換(huan)為(wei)沿軸(zhou)向(xiang)布置(zhi)的線型(xing)陣(zhen)列傳感(gan)(gan)器(qi)。

  如(ru)圖(tu)3-14所(suo)示(shi)，圓弧(hu)(hu)(hu)陣列和線型(xing)陣列傳感器(qi)分別對應(ying)(ying)為(wei)弧(hu)(hu)(hu)形探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)和直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，其內部(bu)傳感器(qi)單(dan)元總數量相等(deng)。弧(hu)(hu)(hu)形探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)一般應(ying)(ying)用(yong)在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)直(zhi)線前(qian)進的檢測方(fang)案(an)中，而直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)必須要(yao)求鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)做螺(luo)旋(xuan)推進運動。當更換(huan)被(bei)檢鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)規(gui)格(ge)時，每種(zhong)外徑規(gui)格(ge)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)需配置(zhi)對應(ying)(ying)弧(hu)(hu)(hu)度(du)的弧(hu)(hu)(hu)形探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，而直(zhi)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)可(ke)與任(ren)何外徑鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)匹(pi)配，從而減少了探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)備件的數量與種(zhong)類。當然，與圖(tu)3-13a所(suo)示(shi)方(fang)案(an)相比，圖(tu)3-13b所(suo)示(shi)傳感器(qi)陣列布置(zhi)方(fang)法要(yao)求磁化均勻區軸向長度(du)由(you)4增加(jia)到。

  進一步分(fen)析不銹鋼(gang)(gang)管軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋檢(jian)測(ce)探頭(tou)(tou)(tou)布置方案(an)(an)，圖3-15a所示為(wei)(wei)(wei)目(mu)前常用(yong)的軸向(xiang)(xiang)裂(lie)紋檢(jian)測(ce)探頭(tou)(tou)(tou)布置方案(an)(an)，其在(zai)檢(jian)測(ce)區(qu)域(yu)中間位置對稱布置雙列(lie)直探頭(tou)(tou)(tou)。為(wei)(wei)(wei)滿(man)足高速檢(jian)測(ce)的覆蓋率要求，需要設計更長(chang)的探頭(tou)(tou)(tou)，此(ci)時，磁化(hua)均勻(yun)區(qu)軸向(xiang)(xiang)長(chang)度為(wei)(wei)(wei)l1，周向(xiang)(xiang)范圍為(wei)(wei)(wei)β1。一方面，檢(jian)測(ce)探頭(tou)(tou)(tou)越長(chang)，與(yu)(yu)之對應的磁化(hua)均勻(yun)區(qu)軸向(xiang)(xiang)長(chang)度l1越大，需要建立更大空間分(fen)布的均勻(yun)磁化(hua)場，磁化(hua)設備龐大。另一方面，由于(yu)鋼(gang)(gang)管本(ben)身存在(zai)直線度誤差，過長(chang)的探頭(tou)(tou)(tou)與(yu)(yu)彎曲鋼(gang)(gang)管表面貼(tie)合(he)狀態不佳，影響檢(jian)測(ce)穩定性(xing)。

  另一種方式為(wei)(wei)(wei)四(si)個線陣(zhen)漏磁(ci)直探頭的布(bu)(bu)圖(tu)3-14 周向裂紋檢測(ce)探頭內部(bu)傳感器(qi)(qi)布(bu)(bu)置(zhi)示意圖(tu)置(zhi)方案，將雙列直探頭分解(jie)為(wei)(wei)(wei)周向布(bu)(bu)置(zhi)的四(si)列直探頭，如圖(tu)3-15b所(suo)示，磁(ci)化(hua)均(jun)勻區軸(zhou)向長(chang)度(du)為(wei)(wei)(wei)l2，周向范(fan)(fan)圍為(wei)(wei)(wei)β2。兩(liang)種方案相(xiang)(xiang)比，后者可有效提高探頭的跟蹤性能，并使檢測(ce)設備(bei)更(geng)加(jia)緊湊。在相(xiang)(xiang)同的檢測(ce)速度(du)和覆蓋率下，鋼管磁(ci)化(hua)均(jun)勻區軸(zhou)向長(chang)度(du)，周向均(jun)勻磁(ci)化(hua)范(fan)(fan)圍由β1增加(jia)到β2。圖(tu)3-16所(suo)示為(wei)(wei)(wei)軸(zhou)向裂紋檢測(ce)探頭內部(bu)傳感器(qi)(qi)布(bu)(bu)置(zhi)示意圖(tu)，兩(liang)種方案的傳感器(qi)(qi)單元總數量相(xiang)(xiang)等。然而，無論(lun)哪一種方案，都需(xu)要鋼管與探頭之(zhi)間形成(cheng)相(xiang)(xiang)對螺旋(xuan)掃(sao)描運動。

  通(tong)過對比高速(su)漏磁檢(jian)測(ce)探頭(tou)布(bu)置(zhi)方案(an)可(ke)以看(kan)出，沿周(zhou)向均勻(yun)布(bu)置(zhi)四(si)個(ge)線(xian)陣直探頭(tou)的(de)優(you)化布(bu)置(zhi)方案(an)，如圖3-13b和圖3-15b所(suo)示(shi)，既可(ke)滿(man)足(zu)不銹(xiu)鋼管高速(su)檢(jian)測(ce)要(yao)求，又實現(xian)了周(zhou)向裂(lie)紋(wen)和軸向裂(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)探頭(tou)布(bu)置(zhi)方式的(de)統(tong)一，具有極(ji)大的(de)實用價值。

三(san)、高速氣浮掃(sao)查方法與機構

  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管在(zai)螺(luo)旋前進過程(cheng)中會(hui)產生三個(ge)(ge)移動(dong)(dong)(dong)(dong)自由度和三個(ge)(ge)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)自由度，如圖3-17所示。其中，鋼管軸(zhou)向移動(dong)(dong)(dong)(dong)v2和沿中心(xin)軸(zhou)旋轉(zhuan)ω2共同組成鋼管螺(luo)旋前進運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)，而其余四個(ge)(ge)自由度包括Ux、Vy、Wx和組成了不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管的(de)跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和m擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)。根據漏磁檢測的(de)提離效(xiao)應(ying)可知，鋼管跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)造成的(de)傳感器提離值變化(hua)會(hui)嚴重(zhong)影(ying)響(xiang)檢測信號(hao)的(de)一致(zhi)性(xing)。為此，探頭系統必須具有(you)多個(ge)(ge)自由度的(de)隨動(dong)(dong)(dong)(dong)跟蹤功(gong)能，以消(xiao)除鋼管跳動(dong)(dong)(dong)(dong)和擺(bai)動(dong)(dong)(dong)(dong)帶來的(de)影(ying)響(xiang)。

  為此(ci)，可以采(cai)用圖3-18所示的(de)一種四自由(you)度探頭(tou)隨動(dong)跟蹤(zong)系統。整個(ge)(ge)隨動(dong)跟蹤(zong)裝置安裝于數(shu)控(kong)進給機構(gou)上，以滿足不(bu)同規(gui)格鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)徑(jing)向進給需求。根(gen)據圖3-13b和(he)(he)圖3-15b所示四個(ge)(ge)直(zhi)探頭(tou)布置方(fang)案，將探靴(xue)設計為弧(hu)形，其內徑(jing)與(yu)(yu)鋼管(guan)(guan)(guan)外徑(jing)相同。當鋼管(guan)(guan)(guan)發(fa)生跳動(dong)和(he)(he)擺動(dong)時，可保證(zheng)弧(hu)形探靴(xue)內的(de)直(zhi)探頭(tou)與(yu)(yu)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)表(biao)面提離值保持(chi)恒(heng)定。弧(hu)形探靴(xue)與(yu)(yu)搖臂(bei)支架通過球鉸進行連接，實(shi)現(xian)對(dui)鋼管(guan)(guan)(guan)轉動(dong)自由(you)度和(he)(he)ωy的(de)隨動(dong)跟蹤(zong)。搖臂(bei)在(zai)氣缸作用下(xia)在(zai)Oxy平面內移xm動(dong)，可滿足探靴(xue)對(dui)鋼管(guan)(guan)(guan)移動(dong)自由(you)度和(he)(he)的(de)隨動(dong)跟蹤(zong)要求。

  為使(shi)漏磁(ci)檢測(ce)具有(you)最(zui)大檢測(ce)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)良好(hao)的一(yi)(yi)致(zhi)性(xing)，一(yi)(yi)般要求磁(ci)敏(min)感(gan)元(yuan)件盡可能靠近不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)并且保持提離距離恒定(ding)。傳統接觸(chu)式探(tan)(tan)靴(xue)以內表面緊貼(tie)鋼(gang)管(guan)，實(shi)現(xian)主動(dong)跟(gen)蹤(zong)。由于探(tan)(tan)靴(xue)和(he)鋼(gang)管(guan)之間存(cun)在摩擦(ca)損(sun)耗作(zuo)用(yong)，一(yi)(yi)般對探(tan)(tan)靴(xue)摩擦(ca)面進行噴涂處理(li)以延長使(shi)用(yong)壽命，當探(tan)(tan)靴(xue)涂層厚度(du)損(sun)耗到一(yi)(yi)定(ding)值時進行更換處理(li)。

  在(zai)高(gao)速漏磁檢(jian)(jian)測(ce)過程中(zhong)，劇烈摩擦使探(tan)靴(xue)(xue)(xue)涂(tu)層快(kuai)速消耗，并(bing)且(qie)摩擦產生的(de)大量熱(re)量不能及時散發而使環境(jing)溫度(du)升高(gao)，影(ying)響傳(chuan)感器的(de)檢(jian)(jian)測(ce)精度(du)和穩(wen)定性。為此，可采用(yong)(yong)一種(zhong)高(gao)速氣(qi)浮掃查系統(tong)，對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)實現(xian)非接(jie)觸式(shi)主動(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)浮掃查系統(tong)利(li)用(yong)(yong)在(zai)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)與(yu)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面之間形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)氣(qi)膜(mo)(mo)來(lai)消除接(jie)觸式(shi)摩擦作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，并(bing)實現(xian)對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)隨(sui)動(dong)跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)浮探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)軸(zhou)向(xiang)方(fang)向(xiang)均勻布(bu)置(zhi)簡單(dan)孔式(shi)節流(liu)器，壓(ya)力(li)氣(qi)體(ti)通過節流(liu)孔后形(xing)成(cheng)(cheng)壓(ya)降(jiang)(jiang)，并(bing)在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面形(xing)成(cheng)(cheng)以(yi)扶正(zheng)機構支點為中(zhong)心的(de)對(dui)(dui)稱壓(ya)力(li)分布(bu)，如圖3-19所(suo)示。氣(qi)浮探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)氣(qi)體(ti)浮力(li)Fair與(yu)恒(heng)定外力(li)F．的(de)共同作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)下保持(chi)平衡，并(bing)形(xing)成(cheng)(cheng)厚度(du)為hair的(de)氣(qi)膜(mo)(mo)。當鋼(gang)管(guan)(guan)發生偏移時，如向(xiang)左移動(dong)，氣(qi)膜(mo)(mo)厚度(du)hair會減小，從(cong)而氣(qi)流(liu)阻力(li)增大，流(liu)速降(jiang)(jiang)低，使整(zheng)個氣(qi)膜(mo)(mo)內(nei)壓(ya)力(li)有(you)不同程度(du)的(de)提高(gao)，氣(qi)體(ti)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)Fair增大，探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在(zai)氣(qi)體(ti)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)力(li)F和外力(li)F.作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)下向(xiang)左移動(dong)，并(bing)達到新的(de)平衡位置(zhi)。這(zhe)樣，氣(qi)膜(mo)(mo)厚度(du)hair被限制在(zai)微小范圍內(nei)變化(hua)，從(cong)而實現(xian)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)非接(jie)觸式(shi)跟(gen)蹤(zong)。由于氣(qi)膜(mo)(mo)厚度(du)小，氣(qi)浮探(tan)靴(xue)(xue)(xue)所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)氣(qi)浮層對(dui)(dui)檢(jian)(jian)測(ce)信號基本沒有(you)影(ying)響。

  高(gao)速氣浮掃(sao)查系統利用在探(tan)頭(tou)與(yu)鋼管表面之(zhi)間形成的(de)氣膜來消除(chu)摩擦作用，提高(gao)了探(tan)頭(tou)的(de)使用壽命，并消除(chu)了摩擦溫度(du)(du)的(de)影響，尤其適(shi)應不銹鋼管高(gao)速高(gao)精度(du)(du)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測。其中，周向(xiang)、軸(zhou)向(xiang)裂紋漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測探(tan)頭(tou)布置方式、探(tan)頭(tou)掃(sao)查路徑以及氣浮跟(gen)蹤機構可完全相(xiang)同，具有重要的(de)工(gong)程應用價值。