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。


  對于直線型掃查軌跡(ji)(ji),為實現全(quan)覆(fu)(fu)蓋檢測(ce),需在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)軸向(xiang)上(shang)(shang)布(bu)置若(ruo)干圈(至少兩(liang)圈)探頭架,互相(xiang)彌(mi)補各自的(de)(de)檢測(ce)盲區(qu)。只(zhi)要瓦(wa)狀探頭架的(de)(de)有效(xiao)檢測(ce)范圍(wei)在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)周(zhou)向(xiang)上(shang)(shang)無盲區(qu),且相(xiang)鄰(lin)探頭架間有重疊覆(fu)(fu)蓋區(qu)域,即(ji)可保證全(quan)覆(fu)(fu)蓋檢測(ce)。對于螺旋(xuan)線型掃查軌跡(ji)(ji),需在(zai)鋼管(guan)的(de)(de)截面周(zhou)向(xiang)上(shang)(shang)布(bu)置若(ruo)干個條狀探頭架,因此(ci)就存在(zai)一個問(wen)題需要解決,即(ji)若(ruo)干個條狀探頭架在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)周(zhou)向(xiang)上(shang)(shang)的(de)(de)布(bu)置角度問(wen)題。


  假設周(zhou)向需要4個(ge)條狀(zhuang)(zhuang)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia),才(cai)能滿足式(6-2)的(de)要求(qiu),4個(ge)條狀(zhuang)(zhuang)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)的(de)周(zhou)向布(bu)(bu)置(zhi)有(you)以下(xia)兩種情(qing)況(kuang)。圖6-27a所示為(wei)標準多(duo)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)周(zhou)向均勻(yun),布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)案,4個(ge)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)在鋼(gang)管(guan)(guan)周(zhou)向上均勻(yun)布(bu)(bu)置(zhi),相鄰探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)間隔角度為(wei)90°;圖6-27b所示為(wei)4個(ge)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)在不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)周(zhou)向上非均勻(yun)布(bu)(bu)置(zhi),只布(bu)(bu)置(zhi)在鋼(gang)管(guan)(guan)周(zhou)向的(de)中(zhong)下(xia)部(bu),相鄰探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)間隔角度為(wei)45°。對這(zhe)兩種布(bu)(bu)置(zhi)情(qing)況(kuang)進(jin)行對比(bi)分析,以觀(guan)察在螺旋線型掃查(cha)軌(gui)跡中(zhong),多(duo)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)架(jia)(jia)(jia)周(zhou)向布(bu)(bu)置(zhi)方(fang)式的(de)不同是否會對不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)全覆蓋(gai)檢(jian)測的(de)實現帶來影(ying)響。


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  探頭架(jia)(jia)均勻布置(zhi)方(fang)式沿不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)周(zhou)向展(zhan)開(kai)的(de)多探頭架(jia)(jia)螺旋掃(sao)查區(qu)(qu)域如圖6-22所示,圖6-28所示為(wei)探頭架(jia)(jia)非均勻布置(zhi)方(fang)式沿不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)周(zhou)向展(zhan)開(kai)的(de)多探頭架(jia)(jia)螺旋掃(sao)查區(qu)(qu)域。


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  對(dui)(dui)比圖6-22和圖6-28可(ke)發現,在(zai)掃(sao)查螺(luo)(luo)距P相同的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下,不同的(de)(de)(de)(de)多探頭架布(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)(shi)會對(dui)(dui)螺(luo)(luo)旋線型掃(sao)查軌(gui)跡(ji)帶(dai)來較大的(de)(de)(de)(de)影響。探頭架均勻布(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)(shi)與(yu)(yu)非均勻布(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)(shi)都存(cun)在(zai)固(gu)有(you)的(de)(de)(de)(de)端部(bu)檢(jian)(jian)測盲區(qu),但(dan)(dan)與(yu)(yu)后(hou)者(zhe)相比,前者(zhe)端部(bu)檢(jian)(jian)測盲區(qu)的(de)(de)(de)(de)總面積稍(shao)小且長(chang)度更短,即檢(jian)(jian)測無效范圍更小;從重疊覆蓋區(qu)來看,后(hou)者(zhe)的(de)(de)(de)(de)重疊率更高(gao)。但(dan)(dan)最為嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)在(zai)于(yu)后(hou)者(zhe)存(cun)在(zai)著漏檢(jian)(jian)區(qu)域,漏檢(jian)(jian)區(qu)域的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)說(shuo)明(ming)這種布(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)(shi)是(shi)不可(ke)接受的(de)(de)(de)(de),將造成檢(jian)(jian)測結果的(de)(de)(de)(de)不準確和不銹鋼管檢(jian)(jian)測質量(liang)的(de)(de)(de)(de)失控。由(you)此可(ke)見,式(shi)(shi)(6-2)只(zhi)是(shi)不銹鋼管全覆蓋檢(jian)(jian)測的(de)(de)(de)(de)必要(yao)條(tiao)件,而非充要(yao)條(tiao)件。在(zai)滿足式(shi)(shi)(6-2)的(de)(de)(de)(de)前提下,討論以下問(wen)題(ti)。


  對(dui)于端部(bu)檢測(ce)盲(mang)區而(er)言,無法(fa)避免,所需要(yao)做(zuo)的(de)是盡(jin)量(liang)將其(qi)減小,尤(you)其(qi)是盲(mang)區長度(du)(du),即檢測(ce)結果(guo)不可靠的(de)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)長度(du)(du)段。決定盲(mang)區長度(du)(du)的(de)參數(shu)有(you):鋼管(guan)(guan)(guan)掃(sao)查螺距P、檢測(ce)探(tan)頭(tou)架(jia)數(shu)量(liang)N、鋼管(guan)(guan)(guan)外徑d1。P越小、N越大,端部(bu)檢測(ce)盲(mang)區越小。當(dang)然(ran),上述(shu)變化規律是建(jian)立(li)在(zai)其(qi)他(ta)參數(shu)不變的(de)前提(ti)下的(de)。


  為(wei)保證全覆(fu)蓋檢(jian)測(ce),覆(fu)蓋率至少應達(da)到120%。但過(guo)大的(de)覆(fu)蓋率也不可取,因(yin)為(wei)在相同(tong)的(de)條件(jian)下,這需(xu)要布置更多的(de)檢(jian)測(ce)探(tan)頭,并且信號處(chu)理電路及后續數(shu)字處(chu)理算法將變得更復雜。


  針對漏檢(jian)區(qu)域,在設計掃查(cha)(cha)(cha)螺(luo)距(ju)(ju)時應該保證(zheng)完全將其消除(chu)。沒有(you)漏檢(jian)區(qu)域的前提(ti)應是在一(yi)個(ge)掃查(cha)(cha)(cha)螺(luo)距(ju)(ju)P范圍內,相鄰(lin)探頭(tou)(tou)架(jia)掃查(cha)(cha)(cha)區(qu)域之間(jian)均(jun)有(you)重疊覆蓋區(qu)。圖6-28正是因為第一(yi)個(ge)檢(jian)測探頭(tou)(tou)架(jia)和最(zui)后(hou)一(yi)個(ge)檢(jian)測探頭(tou)(tou)架(jia)之間(jian)沒有(you)重疊覆蓋區(qu)域,所以(yi)在后(hou)續掃查(cha)(cha)(cha)中存在漏檢(jian)區(qu)域。這種情況下,可(ke)以(yi)通過降(jiang)低掃查(cha)(cha)(cha)螺(luo)距(ju)(ju)P以(yi)保證(zheng)全覆蓋檢(jian)測,但又(you)勢必會(hui)降(jiang)低鋼管檢(jian)測效率。


  通過上述分析可(ke)知,在滿(man)足式(6-2)的前(qian)提下,多(duo)探頭架應(ying)在鋼管周(zhou)向上均勻布置。這(zhe)樣,可(ke)將不(bu)銹鋼管端部盲區長度降到最低,同時具有(you)一定的重疊覆蓋(gai)率,且信(xin)號(hao)處理較為簡單(dan),路徑規劃也(ye)更(geng)加清(qing)晰。均勻布置方式也(ye)有(you)利(li)于探頭跟蹤機構的設(she)計和系統布局(ju)、信(xin)號(hao)的傳輸和分類等。


  總而言之(zhi),無論是直線型掃查軌跡還是螺旋線型掃查軌跡,鋼管全(quan)覆蓋(gai)檢(jian)測的充分必要條(tiao)件應(ying)是:滿足(zu)式(shi)(6-1)或(huo)式(shi)(6-2)的前提下,相(xiang)鄰(lin)探頭(tou)架(jia)(jia)之(zhi)間(jian)還應(ying)有重(zhong)疊覆蓋(gai)區。當然,在軌跡規(gui)劃(hua)時,應(ying)綜合(he)考(kao)慮探頭(tou)架(jia)(jia)有效檢(jian)測長度、探頭(tou)架(jia)(jia)數量(liang)、掃查螺距和(he)不銹(xiu)鋼管檢(jian)測速度等(deng)因(yin)素,選(xuan)取最合(he)適的掃查路徑、最佳的探頭(tou)架(jia)(jia)結構和(he)最優(you)的探頭(tou)架(jia)(jia)布(bu)置(zhi)方案,而全(quan)覆蓋(gai)檢(jian)測則(ze)是所有問題考(kao)慮的前提和(he)根(gen)本。





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