Nuus - Sercel en Tronic se span vir geofone gebaseer op MEMS
Sercel en TRONIC'S Microsystems het saamgewerk aan die vervaardiging van 'n nuwe generasie seismiese sensors, of geofone, gebaseer op MEMS. Die versnellingsmeter van 0,1 µg wat onder vakuum verpak is, is ontwerp deur CEA Leti en is geoptimaliseer en geïndustrialiseer deur TRONIC se Microsystems.
Geofone is een van die belangrikste produkte van Sercel (F), die wêreldleier op die gebied van seismiese toerusting vir die verkenning van olie en gas. Uiters sensitiewe sensors meet die geofone die weerkaatsing van akoestiese golwe wat op die oppervlak van die veld gestuur word, in die verskillende geologiese lae (sien figuur 1). Die data word dan gebruik om geologiese opnamekaarte te teken wat die ligging en grootte van olie- en gasreserwes aandui.
Geofone, hoewel dit goedkoop elektromagnetiese komponente is (sien figuur 2), was nogal swaar en omslagtig, aangesien dit met kabels aan 'n sentrale verwerkingseenheid gekoppel moet word. Moderne olieverkenning vereis nou al hoe ligter, meer mobiele oplossings wat baie presies is.
Sercel het etlike jare saam met die CEA Leti (F) gewerk om die haalbaarheid aan te toon en 'n MEMS-gebaseerde geophone te ontwerp. Die samewerking het gelei tot 'n prototipe van 'n veel kleiner en ligter versnellingsmeter gebaseerde geofoon (sien figuur 2 en tabel 1).
Die prototipe het die vereiste ekstreme prestasies bereik: 'n resolusie tot 0,1 µg, minder as 'n miljoenste van die aarde se swaartekrag, oor 'n reeks van +/- 100 mg.
Een van die grootste uitdagings om die MEMS-gebaseerde oplossing van die laboratorium na die produksielyn te verskuif. MEMS bied eintlik geen standaard vervaardigingsprosesse nie en het uiters veeleisende verpakkingsvereistes en ingewikkelde spesifieke toetsprosedures. Sercel het dus 'n aangepaste MEMS-vervaardiger benodig wat sy MEMS-konsep in 'n betroubare industriële produk kon omskep.
Industrialisering van geofone
TRONIC'S Microsystems (F) is ervare in die industrialisering en vervaardiging van aangepaste MEMS-versnellingsmeters, en het ook die boustene van Sercel se geophone-tegnologie onder die knie.
Die hoë-end aangepaste MEMS-vervaardigingsbesigheidsmodel van die maatskappy was ook veral geskik vir Sercel se vervaardigingsbehoeftes. Daarom het die twee maatskappye 'n sakevennootskap aangegaan
Vanaf die prototipes het Tronic die toestel geoptimaliseer en die spesifieke proses en vakuumverpakkingstegniek gekwalifiseer. Die Franse vervaardiger verseker toe die eerste reeks aflewerings vroeg in 2003 en lewer vandag verpakte en getoetste geofoonkomponente (sien figuur 3) wat Sercel in nuwe digitale stelsels integreer.
Vakuumpakket vir MEMS
Om die molekulêre geraas van die struktuur te verminder en die vereiste prestasievlakke te bereik, omhul TRONIC die silikon-mikrostruktuur onder 'n baie hoë vakuumomgewing in 'n LCC-verpakking. Met hierdie verpakking kan die MEMS-geofoon 'n Q-faktor van meer as 10.000 oorskry (geskatte vakuum binne 1mTorr).
Die vakuumverpakte MEMS-geofoon, kleiner en ligter, oortref selfs ander sleutelspesifikasies van die tradisionele geofone (sien tabel 1).
Daarbenewens kan 3 MEMS-geofone ook saam in 'n baie klein ruimte geïntegreer word, met die digitale elektroniese wat die voorheen benodigde kabels uitskakel. Die nuwe MEMS-gebaseerde geophone vergemaklik dus die logistiek vir Sercel-klante, terwyl dit meting van drie komponente met 'n hoër dinamika moontlik maak.
Deur middel van hierdie samewerking het TRONIC'S Microsystems sy vermoë bewys om aangepaste MEMS-konsepte te omskep in betroubare produkte met hoë werkverrigting vir afbreek-toepassings.