加速度傳感器在地下水平定向鉆進中的應(yīng)用

地下水平定向鉆進是指在不破壞地表非開挖的情況下，進行定向穿越的一項技術(shù)。在隨著城市的迅猛發(fā)展過程中，地下管道的鋪設(shè)和改良成為建設(shè)規(guī)劃中的一項重要工作，然而由于采用傳統(tǒng)的開挖方式具有很大的局限性，此時，水平定向鉆進這一新技術(shù)在此方面得到了大力應(yīng)用和發(fā)展。水平定向鉆進主要是加速度傳感器對重力場測量并輔以對地磁場的測量來保證鉆孔軌跡按照正確方向延伸。

為了讓鉆頭能夠按照預(yù)定的方向鉆出設(shè)定的孔道，就必須實時對鉆頭的方位和角度進行監(jiān)控，以便地面操作人員能夠根據(jù)與預(yù)訂線路的對比，對鉆頭方向加以調(diào)整。這里所采用加速度傳感器和測量地磁場的方式對鉆頭的實時監(jiān)控，是利用了重力場和地磁場大小和方向不變的特點。通過測量地磁場和利用加速度傳感器測量重力在所建立方位參考系中各分量大小，對鉆頭的地理方位及當(dāng)前情況下的傾斜角度進行檢測，從而獲得鉆頭的具體位置與鉆進方向，以便司鉆員能夠根據(jù)預(yù)鉆線路實時對鉆頭做出調(diào)整。

由于重力大小和方向不變，因此，只需要測量重力在所建立三維空間坐標(biāo)系中任意兩軸的加速度分量值，另一軸的重力分量便可經(jīng)幾何關(guān)系得到，鉆頭的傾斜角度也同時可以計算得出。村田SCA100T-D07高精度雙軸加速度傳感器芯片基于3D MEMS技術(shù)，可供了水平測量儀表級別的性能。弱的溫度依賴性、高分辨率、低噪聲和健全的傳感元件設(shè)計，讓SCA100T-D07型高精度雙軸加速度傳感器芯片成為水平測量儀器的不二選擇。