Tým Sercel And Tronic pro geofony založené na MEMS

Sercel a TRONIC'S Microsystems spolupracovali na výrobě nové generace seismických senzorů nebo geofonů založených na MEMS. Akcelerometr s rozlišením 0,1 µg zabalený ve vakuu, navržený společností CEA Leti, byl optimalizován a industrializován společností TRONIC'S Microsystems.
Geofony tvoří jeden z klíčových produktů společnosti Sercel (F), světového lídra v seizmických zařízeních pro průzkum ropy a zemního plynu. Geofony, které jsou extrémně citlivé, měří odraz akustických vln vyslaných na povrch pole v různých geologických vrstvách (viz obrázek 1). Data se poté použijí k nakreslení map geologického průzkumu s vyznačením polohy a velikosti zásob ropy a zemního plynu.
Geofony, i když jsou levnými elektromagnetickými součástmi (viz obrázek 2), byly spíše těžké a těžkopádné, protože je třeba je propojit kabely s centrální procesorovou jednotkou. Moderní průzkum ropy nyní vyžaduje stále lehčí a mobilnější řešení s velmi vysokou přesností.

Geofon založený na MEMS
Sercel strávil několik let spoluprací s CEA Leti (F), aby ukázal proveditelnost a navrhl geofon založený na MEMS. Výsledkem spolupráce byl prototyp mnohem menšího a lehčího geofonu založeného na akcelerometru (viz obrázek 2 a tabulka 1).

Prototyp dosáhl požadovaných extrémních výkonů: rozlišení až 0,1 μg, méně než miliontina zemské gravitace, v rozsahu +/- 100mg.

Jednou z největších výzev však bylo přesunutí řešení založeného na MEMS z laboratoře na výrobní linku. MEMS ve skutečnosti nepředstavují žádné standardní výrobní procesy a mají extrémně náročné požadavky na balení a složité specifické zkušební postupy. Společnost Sercel proto potřebovala vlastního výrobce MEMS, který by mohl přeměnit jeho koncept MEMS na spolehlivý průmyslový produkt.

Industrializace geofonů
Společnost TRONIC'S Microsystems (F), která má zkušenosti s průmyslovou výrobou a výrobou zakázkových akcelerometrů MEMS, také zvládla stavební kameny geofonní technologie společnosti Sercel.

Špičkový vlastní obchodní model výroby MEMS společnosti byl také zvlášť vhodný pro výrobní potřeby společnosti Sercel. Obě společnosti proto uzavřely obchodní partnerství

Počínaje prototypy společnost Tronic optimalizovala zařízení a kvalifikovala svou specifickou techniku ​​procesu a vakuového balení. Francouzský výrobce poté zajistil dodávky první řady počátkem roku 2003 a dnes dodává zabalené a testované geofonní komponenty (viz obrázek 3), které Sercel integruje do nových digitálních systémů.

Vakuové balení pro MEMS
Za účelem snížení molekulárního šumu na struktuře a dosažení požadované úrovně výkonu zapouzdřuje společnost TRONIC'S silikonovou mikrostrukturu ve velmi vysokém vakuovém prostředí v obalu LCC. Toto balení umožňuje, aby geofon MEMS překročil Q faktor přes 10 000 (odhadované vakuum v rozmezí 1 mTorr).

Menší a lehčí vakuově balený geofon MEMS dokonce překonává některé další klíčové specifikace tradičních geofonů (viz tabulka 1).

Kromě toho lze 3 geemony MEMS také integrovat společně ve velmi malém prostoru pomocí digitální elektroniky, což eliminuje některé dříve potřebné kabely. Nový geofon založený na MEMS proto usnadňuje logistiku zákazníkům Sercel a umožňuje měření 3 komponent s vyšší dynamikou.

Díky této spolupráci společnost TRONIC'S Microsystems dále prokázala svou schopnost transformovat vlastní koncepty MEMS na spolehlivé vysoce výkonné produkty pro demading aplikace.


Čas zveřejnění: září-02-2020