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(xian)型掃查軌(gui)跡(ji),為(wei)實現(xian)全覆蓋檢測(ce),需在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管軸向(xiang)上(shang)布(bu)(bu)置若干圈(至少(shao)兩圈)探頭(tou)(tou)架(jia),互相彌補各自的(de)(de)檢測(ce)盲(mang)(mang)區。只要瓦(wa)狀(zhuang)(zhuang)探頭(tou)(tou)架(jia)的(de)(de)有(you)效(xiao)檢測(ce)范圍在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管的(de)(de)周向(xiang)上(shang)無盲(mang)(mang)區,且(qie)相鄰探頭(tou)(tou)架(jia)間有(you)重(zhong)疊(die)覆蓋區域,即可保證(zheng)全覆蓋檢測(ce)。對于螺旋線(xian)型掃查軌(gui)跡(ji),需在(zai)(zai)鋼(gang)管的(de)(de)截面周向(xiang)上(shang)布(bu)(bu)置若干個(ge)條狀(zhuang)(zhuang)探頭(tou)(tou)架(jia),因此就存(cun)在(zai)(zai)一個(ge)問題需要解決,即若干個(ge)條狀(zhuang)(zhuang)探頭(tou)(tou)架(jia)在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管周向(xiang)上(shang)的(de)(de)布(bu)(bu)置角度(du)問題。


  假設周向(xiang)(xiang)(xiang)需要4個條狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia),才能滿足(zu)式(6-2)的(de)(de)要求,4個條狀(zhuang)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)的(de)(de)周向(xiang)(xiang)(xiang)布(bu)置(zhi)有以(yi)下(xia)兩種(zhong)情況。圖(tu)6-27a所示(shi)為標準多(duo)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)周向(xiang)(xiang)(xiang)均勻,布(bu)置(zhi)方案,4個探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)在(zai)鋼管(guan)周向(xiang)(xiang)(xiang)上均勻布(bu)置(zhi),相鄰探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)間(jian)隔(ge)角度為90°;圖(tu)6-27b所示(shi)為4個探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)在(zai)不(bu)銹鋼管(guan)周向(xiang)(xiang)(xiang)上非均勻布(bu)置(zhi),只(zhi)布(bu)置(zhi)在(zai)鋼管(guan)周向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)中下(xia)部,相鄰探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)間(jian)隔(ge)角度為45°。對這兩種(zhong)布(bu)置(zhi)情況進行對比分(fen)析,以(yi)觀(guan)察在(zai)螺旋(xuan)線型掃(sao)查(cha)軌跡中,多(duo)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)架(jia)周向(xiang)(xiang)(xiang)布(bu)置(zhi)方式的(de)(de)不(bu)同是(shi)否(fou)會對不(bu)銹鋼管(guan)全覆蓋檢測的(de)(de)實現帶來影響。


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  探(tan)頭架均勻(yun)布(bu)置(zhi)方式沿(yan)不銹(xiu)鋼管周向展(zhan)開的多探(tan)頭架螺(luo)旋掃查區域如圖(tu)6-22所示,圖(tu)6-28所示為(wei)探(tan)頭架非均勻(yun)布(bu)置(zhi)方式沿(yan)不銹(xiu)鋼管周向展(zhan)開的多探(tan)頭架螺(luo)旋掃查區域。


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  對比圖(tu)6-22和圖(tu)6-28可(ke)發現,在(zai)掃查(cha)螺(luo)距(ju)P相同的(de)(de)(de)條件(jian)下(xia),不同的(de)(de)(de)多(duo)探頭架布(bu)置方(fang)式(shi)(shi)會(hui)對螺(luo)旋線型掃查(cha)軌跡帶來較大的(de)(de)(de)影響。探頭架均勻布(bu)置方(fang)式(shi)(shi)與非均勻布(bu)置方(fang)式(shi)(shi)都存(cun)在(zai)固有的(de)(de)(de)端部(bu)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)盲區(qu),但(dan)與后者相比,前(qian)者端部(bu)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)盲區(qu)的(de)(de)(de)總(zong)面積稍小且長度更(geng)短,即檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)無效(xiao)范圍(wei)更(geng)小;從(cong)重疊(die)覆蓋(gai)(gai)區(qu)來看,后者的(de)(de)(de)重疊(die)率更(geng)高。但(dan)最為(wei)嚴重的(de)(de)(de)問題在(zai)于后者存(cun)在(zai)著漏檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)區(qu)域(yu),漏檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)說明這種布(bu)置方(fang)式(shi)(shi)是(shi)(shi)不可(ke)接受的(de)(de)(de),將(jiang)造成檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)結果的(de)(de)(de)不準確和不銹鋼管檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)質量的(de)(de)(de)失(shi)控(kong)。由此(ci)可(ke)見,式(shi)(shi)(6-2)只是(shi)(shi)不銹鋼管全覆蓋(gai)(gai)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)必要條件(jian),而非充要條件(jian)。在(zai)滿足式(shi)(shi)(6-2)的(de)(de)(de)前(qian)提下(xia),討論以下(xia)問題。


  對(dui)于(yu)端部檢(jian)測盲(mang)區(qu)而言,無法避免,所(suo)需要做的(de)是盡(jin)量將其減小(xiao)(xiao),尤其是盲(mang)區(qu)長(chang)度,即檢(jian)測結果(guo)不可靠的(de)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)長(chang)度段。決定(ding)盲(mang)區(qu)長(chang)度的(de)參(can)數有:鋼(gang)管(guan)(guan)掃(sao)查螺距P、檢(jian)測探頭架數量N、鋼(gang)管(guan)(guan)外徑d1。P越(yue)小(xiao)(xiao)、N越(yue)大(da),端部檢(jian)測盲(mang)區(qu)越(yue)小(xiao)(xiao)。當(dang)然,上述變化(hua)規律是建立在其他參(can)數不變的(de)前提(ti)下(xia)的(de)。


  為保證全(quan)覆蓋檢(jian)測,覆蓋率(lv)(lv)至少應達到(dao)120%。但(dan)過大的(de)(de)覆蓋率(lv)(lv)也不可取,因為在(zai)相同(tong)的(de)(de)條件下,這(zhe)需要(yao)布置更多的(de)(de)檢(jian)測探(tan)頭,并且信號處理(li)電路及(ji)后續數(shu)字處理(li)算法將(jiang)變得更復雜(za)。


  針對漏(lou)(lou)檢區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)(yu),在(zai)(zai)(zai)設計掃(sao)查(cha)(cha)螺(luo)距時應該保(bao)證完全(quan)將其消除(chu)。沒(mei)有漏(lou)(lou)檢區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)(yu)的前提(ti)應是在(zai)(zai)(zai)一個(ge)掃(sao)查(cha)(cha)螺(luo)距P范圍內,相鄰探頭(tou)架(jia)掃(sao)查(cha)(cha)區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)(yu)之間(jian)均有重疊覆蓋區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)。圖6-28正是因為第一個(ge)檢測探頭(tou)架(jia)和最后一個(ge)檢測探頭(tou)架(jia)之間(jian)沒(mei)有重疊覆蓋區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)(yu),所以在(zai)(zai)(zai)后續(xu)掃(sao)查(cha)(cha)中存在(zai)(zai)(zai)漏(lou)(lou)檢區(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域(yu)(yu)。這(zhe)種情況(kuang)下,可以通過降低掃(sao)查(cha)(cha)螺(luo)距P以保(bao)證全(quan)覆蓋檢測,但又勢必會(hui)降低鋼(gang)管檢測效率。


  通過上述分(fen)析可知,在(zai)滿足式(6-2)的前提(ti)下,多探頭架應(ying)在(zai)鋼(gang)管(guan)周向上均(jun)勻(yun)布(bu)(bu)置。這樣,可將(jiang)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)端(duan)部盲區長度降到最低,同時具有一定的重疊(die)覆蓋率,且信號(hao)處理較為簡單(dan),路徑規劃也更加(jia)清晰。均(jun)勻(yun)布(bu)(bu)置方式也有利于探頭跟蹤(zong)機構的設計和系統布(bu)(bu)局、信號(hao)的傳(chuan)輸和分(fen)類(lei)等。


  總而言之,無論是(shi)直(zhi)線(xian)型掃(sao)查(cha)軌跡還是(shi)螺旋線(xian)型掃(sao)查(cha)軌跡,鋼管全(quan)覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測(ce)的充分必要條件應是(shi):滿足(zu)式(shi)(6-1)或式(shi)(6-2)的前提下,相鄰探頭(tou)架(jia)之間還應有(you)重疊覆(fu)蓋區。當(dang)然,在軌跡規劃時,應綜合考(kao)慮探頭(tou)架(jia)有(you)效檢(jian)(jian)測(ce)長度、探頭(tou)架(jia)數量、掃(sao)查(cha)螺距和(he)不銹鋼管檢(jian)(jian)測(ce)速度等(deng)因(yin)素,選取最合適的掃(sao)查(cha)路(lu)徑、最佳的探頭(tou)架(jia)結(jie)構和(he)最優(you)的探頭(tou)架(jia)布置(zhi)方案,而全(quan)覆(fu)蓋檢(jian)(jian)測(ce)則是(shi)所(suo)有(you)問(wen)題考(kao)慮的前提和(he)根本。





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