Sercel и Tronic объединились для создания геофонов на базе MEMS

Sercel и TRONIC'S Microsystems сотрудничали для производства нового поколения сейсмических датчиков или геофонов на основе MEMS. Разработанный CEA Leti акселерометр с разрешением 0,1 мкг, упакованный под вакуумом, был оптимизирован и промышленно введен в производство компанией TRONIC'S Microsystems.
Геофоны - один из основных продуктов компании Sercel (F), мирового лидера в области сейсмического оборудования для разведки нефти и газа. Чрезвычайно чувствительные датчики, геофоны, измеряют отражение акустических волн, посылаемых на поверхность месторождения, в различных геологических слоях (см. Рисунок 1). Затем данные используются для составления карт геологической разведки с указанием местоположения и размера запасов нефти и газа.
Геофоны, хотя и являются недорогими электромагнитными компонентами (см. Рис. 2), были довольно тяжелыми и громоздкими, поскольку их необходимо было соединить кабелями с центральным процессором. Современная разведка нефти требует все более легких и мобильных решений с очень высокой точностью.

Геофон на базе МЭМС
Sercel несколько лет работал с CEA Leti (F), чтобы показать выполнимость и разработать геофон на основе MEMS. Результатом сотрудничества стал прототип гораздо меньшего и более легкого геофона на основе акселерометра (см. Рисунок 2 и таблицу 1).

Прототип достиг требуемых экстремальных характеристик: разрешение до 0,1 мкг, что составляет менее одной миллионной силы тяжести Земли, в диапазоне +/- 100 мг.

Однако одна из самых больших проблем заключалась в перемещении решения на основе МЭМС из лаборатории на производственную линию. На самом деле МЭМС не имеют стандартных производственных процессов и предъявляют чрезвычайно высокие требования к упаковке и сложные специальные процедуры тестирования. Поэтому компании Sercel требовался специализированный производитель МЭМС, который мог бы превратить ее концепцию МЭМС в надежный промышленный продукт.

Индустриализация геофонов
Компания TRONIC'S Microsystems (F), имеющая опыт индустриализации и производства заказных МЭМС-акселерометров, также освоила строительные блоки технологии геофонов Sercel.

Бизнес-модель компании по производству высококачественных МЭМС на заказ также особенно соответствовала производственным потребностям Sercel. Таким образом, две компании вступили в деловое партнерство.

Начиная с прототипов, Tronic оптимизировала устройство и квалифицировала его специфический процесс и технику вакуумной упаковки. Затем французский производитель обеспечил первые серийные поставки в начале 2003 года, а сегодня поставляет упакованные и протестированные компоненты геофонов (см. Рисунок 3), которые Sercel интегрирует в новые цифровые системы.

Вакуумный пакет для МЭМС
Чтобы уменьшить молекулярный шум в структуре и достичь необходимых уровней производительности, TRONIC'S инкапсулирует кремниевую микроструктуру в очень высоком вакууме в корпусе LCC. Такая упаковка позволяет геофону MEMS превышать коэффициент добротности более 10.000 (расчетный вакуум в диапазоне 1 мторр).

Меньший по размеру и легкий геофон MEMS в вакуумной упаковке даже превосходит некоторые другие ключевые характеристики традиционных геофонов (см. Таблицу 1).

Кроме того, 3 геофона MEMS также могут быть объединены вместе в очень небольшом пространстве с его цифровой электроникой, что устраняет необходимость в некоторых ранее необходимых кабелях. Таким образом, новый геофон на основе MEMS упрощает логистику для клиентов Sercel, позволяя измерять 3 компонента с более высокой динамикой.

Благодаря этому сотрудничеству компания TRONIC'S Microsystems еще раз подтвердила свою способность преобразовывать индивидуализированные концепции MEMS в надежные высокопроизводительные продукты для приложений по устранению неполадок.


Время публикации: сентябрь-02-2020