图1检波器结构示意图开发设计唐晓刚颜永安任强王巧艳李庆丽王义江（威海双丰物探设备股份有限公司山东威海）摘要：针对目前石油勘探领域使用的三种超级检波器的磁路进行仿真分析，为新型检波器磁路的设计提供一种新的思路和手段。主要通过ANSYS软件的应用，建立有限元模型，最终完成了三种超级检波器的磁路分析，并进行了比较。关键词：石油勘探;超级检波器；仿真；有限元中图法分类号：P631.4+36文章编号：1004-9134(2012)05-0010-03文献标识码：B都类同，其中SM24与32CT的线圈绕线窗口的宽度大于磁靴的导磁部分的宽度，SG10的线圈绕线窗口的宽度小于磁靴的导磁部分的宽度，也就是说，SG10磁靴的导磁部分的宽度大于线圈绕线窗口的宽度，其0引言目前国内外石油勘探领域广泛应用的磁电式检波器为超级检波器，规格分别为SM24、32CT、SG10三种规格；检波器的参数主要有固有频率、阻尼、灵敏度、直流电阻、失真系数等。随着石油勘探不断向高分辨率方向发展，对检波器的各项参数要求也越来越高，尤其是要求检波器具备较低的失真系数，从而能不失真地接收人工激发的地震波产生的反射信号，提高石油勘探的分辨率。目前三种规格的超级检波器，其工作原理都是磁电转换原理。在线圈内部设有磁钢，磁钢上下设有导磁的磁靴，线圈外部设有导磁的外壳。磁钢、上下磁靴、外壳形成一个闭合的磁路，磁路经过线圈绕线窗口，当线圈接收振动时，切割磁力线并输出信号。检波器的磁路设计直接影响检波器的各项参数，尤其是检波器的失真系数，一般要求检波器的磁路分布均匀，在线圈振动有效的行程内磁感应强度分布恒定，这样能很好的降低失真系数，提高检波器的品质1、2。为深入分析三种超级检波器磁路设计的优劣，本文采用ANYSYS软件进行建模和磁路仿真分析。图2为SM24检波器模型图及磁路结构图，主要为磁路部分的相关结构零件，磁路的形成为磁钢、上下磁靴、外壳部分，其中引线端子对磁路也有影响，所以建模时同时考虑一起建立有限元模型。以上已提到三种超级检波器在结构和尺寸方面的差异，在此不一一列举每一种的有限元模型，只列出SM24的模型。由于检波器的结构具有对称性，为了简化有限元分析的计算量，所以对图2的磁路模型进行了简化处理，简化后的ANSYS磁路模型及网格划分如图3所示。1模型简介图1所示为检波器的结构示意图。图中可看出，磁钢通过上下磁靴和外壳构成磁闭环回路，线圈位于上下磁靴与外壳之间的磁隙内，线圈上下部分的绕线窗口的中心线分别位于上下磁靴处，保证线圈上下振动时均匀切割磁力线。三种规格的超级检波器的结构第一作者简介：唐晓刚，男，1971年生，高级工程师，1993年毕业于山东工业大学机械设计及制造专业，现在威海双丰物探设备股份有限公司从事石油勘探领域各种检波器的研究开发工作。邮编：264209图2SM24检波器模型图及磁路零件结构图图3简化后的SM24有限元模型及网格划分图4SM24检波器模型上半部分磁力线分布图图5SM24检波器线圈中心区域磁场分布图2012年第26卷第5期唐晓刚等：三种超级检波器的磁路仿真分析11布图、检波器线圈中心区域磁场分布图。3.1SM24的仿真结果图4为SM24检波器模型上半部分磁力线分布图，图中点画线为检波器上下结构的对称面，图中可看出磁靴侧面磁场分布均匀，对应线圈绕线窗口提供了稳定的磁场，但引线端子存在分磁现象。图5为SM24检波器线圈区域中心平面上的磁感应强度分布曲线图，SM24检波器线圈高8.4mm，振动幅值为±2mm，图中左半部分的两条虚线之间的区域为下线圈的静态位置区域，图中右半部分的两条虚线之间的区域为上线圈的静态位置区域，上下线圈静态位置区域的左右部分为线圈的±2mm的振动区域；最底下的曲线为径向磁场曲线，中间曲线为轴向磁场曲线，最上面的曲线根据公式Bsum＝sqr（tBr2＋Bz2）得出，为综合磁场曲线，也就是说，最上面的综合磁场曲线为检波器的工作磁场曲线，从图中可以看出，线圈±2mm的振动区域在接近上下部分，其磁场分布不均匀，一致性不好，最终会导致线圈振动时由于磁场的不均匀分布而出现检波器失真的问题。2模型中各种材料的物性说明模型中共有五种材料，分别为磁钢、10#钢軛铁、20#钢外壳、4J29引线端子...