Sercel ja Tronic on MEMS-põhiste geofonide meeskond

Sercel ja TRONIC'S Microsystems on teinud koostööd uue seismiliste andurite ehk geofonide tootmiseks, mis põhinevad MEMSil. Kujundanud CEA Leti, vaakumis pakendatud 0,1 µg eraldusvõimega kiirendusmõõturit on optimeerinud ja industrialiseerinud TRONIC'S Microsystems.
Geofonid on nafta- ja gaasiuuringute seismiliste seadmete maailmas juhtiva ettevõtte Sercel (F) üks peamisi tooteid. Äärmiselt tundlikud andurid mõõdavad geofonid välja pinnal saadetud akustiliste lainete peegeldust erinevates geoloogilistes kihtides (vt joonis 1). Seejärel kasutatakse andmeid geoloogiliste uuringute kaartide joonistamiseks, mis näitavad nafta- ja gaasivarude asukohta ja suurust.
Ehkki geofonid on odavad elektromagnetilised komponendid (vt joonis 2), on need olnud pigem rasked ja kohmakad, kuna need tuleb kaablite abil ühendada keskseadmega. Kaasaegne naftauurimine nõuab nüüd üha kergemaid ja mobiilsemaid lahendusi, mis suudavad väga täpselt töötada.

MEMS-põhine geofon
Sercel veetis mitu aastat CEA Letiga (F) koostööd, et näidata MEMS-põhise geofoni teostatavust ja kujundada. Koostöö tulemusena saadi palju väiksema ja kergema kiirendusmõõturil põhineva geofoni prototüüp (vt joonis 2 ja tabel 1).

Prototüüp jõudis nõutavate äärmuslike jõudlusteni: eraldusvõime kuni 0,1 µg, mis on vähem kui miljonik Maa gravitatsioonist, vahemikus +/- 100 mg.

Kuid üks suurimaid väljakutseid, mis on seatud MEMS-põhise lahenduse viimisel laborist tootmisliinile. MEMSil ei ole tegelikult standardseid valmistamisprotsesse ning neil on väga nõudlikud pakendamisnõuded ja keerukad spetsiifilised testimisprotseduurid. Seetõttu vajas Sercel kohandatud MEMS-i tootjat, kes suudaks oma MEMS-i kontseptsiooni muuta usaldusväärseks tööstustooteks.

Geofoni industrialiseerimine
Kohandatud MEMS-kiirendusmõõturite tööstuse ja tootmise alal kogenud TRONIC'S Microsystems (F) valdas ka Serceli geofonitehnoloogia ehituskive.

Ettevõtte tipptasemel kohandatud MEMS-i tootmise ärimudel oli samuti eriti sobiv Serceli tootmisvajadustele. Seetõttu sõlmisid kaks ettevõtet äripartnerluse

Alustades prototüüpidest, optimeeris Tronic seade seadet ning kvalifitseeris selle spetsiifilise protsessi ja vaakumpakendamise tehnika. Seejärel tagas Prantsuse tootja esimese seeria tarned 2003. aasta alguses ja täna tarnib pakendatud ja testitud geofonikomponente (vt joonis 3), mille Sercel integreerib uutesse digitaalsüsteemidesse.

Vaakumpakend MEMS-i jaoks
Struktuuri molekulaarse müra vähendamiseks ja nõutavate jõudlustasemete saavutamiseks kapseldab TRONIC'S räni mikrostruktuuri väga kõrge vaakumi keskkonnas LCC pakendisse. See pakend võimaldab MEMS-i geofonil ületada Q-teguri üle 10.000 (hinnanguline vaakum vahemikus 1mTorr).

Väiksem ja kergem, vaakumpakendis MEMS-geofon edestab isegi mõnda muud traditsiooniliste geofonide peamist spetsifikatsiooni (vt tabel 1).

Lisaks saab 3 MEMS-i geofoni integreerida ka väga väikesesse ruumi koos selle digitaalse elektroonikaga, mis kõrvaldab mõned varem vajalikud kaablid. Uus MEMS-põhine geofon hõlbustab seetõttu Serceli klientide logistikat, võimaldades samal ajal mõõta kolme komponenti suurema dünaamikaga.

Selle koostöö kaudu on TRONIC's Microsystems veelgi tõestanud oma võimet muuta kohandatud MEMS-i kontseptsioonid usaldusväärseteks kõrgjõudlusega toodeteks rakenduste demadeerimiseks.


Postituse aeg: september-02-2020