Skupina Sercela in Tronica za geofone, ki temeljijo na MEMS

Sercel in TRONIC'S Microsystems sta sodelovala pri izdelavi nove generacije seizmičnih senzorjev ali geophonov na osnovi MEMS. Zasnovan s strani CEA Leti, merilnik pospeška 0,1 μg, pakiran v vakuumu, je optimiziral in industrializiral TRONIC'S Microsystems.
Geofoni so eden ključnih izdelkov podjetja Sercel (F), svetovnega voditelja v potresni opremi za raziskovanje nafte in plina. Geofoni izredno občutljivi senzorji merijo odsev zvočnih valov, poslanih na površino polja, v različnih geoloških plasteh (glej sliko 1). Podatki se nato uporabijo za risanje zemljevidov geoloških raziskovanj, ki prikazujejo lokacijo in velikost zalog nafte in plina.
Geofoni, čeprav so poceni elektromagnetne komponente (glej sliko 2), so bili precej težki in okorni, saj jih je treba s kabli povezati z osrednjo procesno enoto. Sodobno raziskovanje nafte zdaj zahteva vedno lažje in bolj mobilne rešitve z zelo visoko natančnostjo.

Geofon na osnovi MEMS
Sercel je nekaj let sodeloval s CEA Leti (F), da bi pokazal izvedljivost in oblikoval geofon na osnovi MEMS. Rezultat tega sodelovanja je bil prototip daleč manjšega in lažjega geofona na osnovi merilnika pospeška (glej sliko 2 in tabelo 1).

Prototip je dosegel zahtevane ekstremne zmogljivosti: ločljivost do 0,1 μg, manj kot milijoninko Zemljine gravitacije, v območju +/- 100 mg.

Vendar pa je bil eden največjih izzivov prestavitev rešitve, ki temelji na MEMS, iz laboratorija na proizvodno linijo. MEMS dejansko ne predstavlja standardnih postopkov izdelave in ima izjemno zahtevne zahteve glede embalaže ter zapletene posebne postopke testiranja. Sercel je zato potreboval proizvajalca MEMS po meri, ki bi lahko svoj koncept MEMS preoblikoval v zanesljiv industrijski izdelek.

Industrializacija geofona
Izkušen v industrializaciji in izdelavi merilnikov pospeška MEMS, je TRONIC'S Microsystems (F) obvladal tudi gradnike Sercelove geoponske tehnologije.

Visokokakovostni poslovni model proizvodnje MEMS po meri je bil še posebej primeren za proizvodne potrebe Sercela. Zato sta podjetji sklenili poslovno partnerstvo

Od prototipov je Tronic optimiziral napravo in usposobil svoj poseben postopek in tehniko vakuumskega pakiranja. Francoski proizvajalec je nato v začetku leta 2003 zagotovil prvo serijsko dobavo, danes pa pakirane in preizkušene komponente geofona (glej sliko 3), ki jih Sercel integrira v nove digitalne sisteme.

Vakuumski paket za MEMS
Da bi zmanjšali molekularni hrup na strukturi in dosegli zahtevano raven zmogljivosti, TRONIC'S v silicijevi embalaži v embalaži LCC kapsulira silicijevo mikrostrukturo. Ta embalaža omogoča, da MEMS geofon preseže faktor Q nad 10.000 (ocenjeni podtlak v območju 1 mTorr).

Manjši in lažji, vakuumsko zapakiran MEMS geophone celo presega nekatere druge ključne specifikacije tradicionalnih geofonov (glej tabelo 1).

Poleg tega je mogoče v zelo majhnem prostoru združiti tudi 3 MEMS geofone s svojo digitalno elektroniko, ki odpravlja nekatere predhodno zahtevane kable. Novi geophone, ki temelji na MEMS, zato olajša logistiko za stranke Sercela, hkrati pa omogoča merjenje 3 komponent z večjo dinamiko.

S tem sodelovanjem je TRONIC'S Microsystems nadalje dokazal svojo sposobnost pretvorbe po meri zasnovanih konceptov MEMS v zanesljive visokozmogljive izdelke za moteče aplikacije.


Čas objave: september-02-2020