加速度传感器在地下水平定向钻进中的应用

地下水平定向钻进是指在不破坏地表非开挖的情况下，进行定向穿越的一项技术。在随着城市的迅猛发展过程中，地下管道的铺设和改良成为建设规划中的一项重要工作，然而由于采用传统的开挖方式具有很大的局限性，此时，水平定向钻进这一新技术在此方面得到了大力应用和发展。水平定向钻进主要是加速度传感器对重力场测量并辅以对地磁场的测量来保证钻孔轨迹按照正确方向延伸。

为了让钻头能够按照预定的方向钻出设定的孔道，就必须实时对钻头的方位和角度进行监控，以便地面操作人员能够根据与预订线路的对比，对钻头方向加以调整。这里所采用加速度传感器和测量地磁场的方式对钻头的实时监控，是利用了重力场和地磁场大小和方向不变的特点。通过测量地磁场和利用加速度传感器测量重力在所建立方位参考系中各分量大小，对钻头的地理方位及当前情况下的倾斜角度进行检测，从而获得钻头的具体位置与钻进方向，以便司钻员能够根据预钻线路实时对钻头做出调整。

由于重力大小和方向不变，因此，只需要测量重力在所建立三维空间坐标系中任意两轴的加速度分量值，另一轴的重力分量便可经几何关系得到，钻头的倾斜角度也同时可以计算得出。村田SCA100T-D07高精度双轴加速度传感器芯片基于3D MEMS技术，可供了水平测量仪表级别的性能。弱的温度依赖性、高分辨率、低噪声和健全的传感元件设计，让SCA100T-D07型高精度双轴加速度传感器芯片成为水平测量仪器的不二选择。