MEMS存储式测斜仪：高精度钻孔轨迹测量解决方案

"存储式测斜仪的研制旨在解决矿井钻探中高精度钻孔轨迹测量的问题。本文介绍了一种新型测斜仪，它由加速度计ADXL206和陀螺仪ADXRS645构建，采用微控制器进行核心处理，并采取抗干扰、误差修正和温度补偿技术以提高测量精度和稳定性。该系统可在-25℃至125℃的温度范围内正常工作，具有长时间工作能力，并能通过RS232通信接口导出数据。测斜仪由参数测量、数据存储、控制和供电管理四个部分组成，包括晃动检测和继电器控制等功能，能够在探管下放过程中智能控制测量和供电，降低功耗。" 本文介绍了存储式测斜仪的设计与实现，重点关注在矿井钻探领域的应用。传统的钻孔轨迹测量方法存在技术挑战，如高技术指标和复杂的工序。为了解决这些问题，科研人员开发了一种新型的存储式测斜仪，它采用了微电子机械系统（MEMS）技术的加速度计ADXL206和陀螺仪ADXRS645，这些传感器能提供高精度的倾斜和旋转信息。微控制器作为系统的核心，负责数据处理、抗干扰措施以及误差修正算法，以确保测量数据的准确性。此外，系统还实现了温度补偿，以适应广泛的环境温度变化。 存储式测斜仪的结构包括四个关键部分：参数测量，数据存储，控制和供电管理。其中，参数测量部分通过加速度计和陀螺仪获取井斜、方位角和工具面角等信息；数据存储部分则利用高温存储芯片保存测量数据；控制系统根据探管下放状态智能控制测量模块的电源；供电管理则保证设备在不同工况下的稳定工作。系统设计考虑了低功耗，如在非测量阶段切断测量模块电源，以延长工作时间。 测斜仪的工作原理基于欧拉定理，通过加速度计测量倾角，结合陀螺仪获取方位角，从而确定钻孔的精确位置和方向。系统在30cm x 40cm的探管内工作，可保存方位角、倾角、工具面角和时间数据，最终通过RS232接口导出数据，为地质灾害监测和定向钻进工程提供有力支持。 关键词的选取突显了文章的重点，"存储式"强调了数据的记录和保存功能，"测斜仪"是研究的核心设备，而"加速度计"和"陀螺仪"是实现高精度测量的关键组件。 这款存储式测斜仪凭借其高精度、良好稳定性和低功耗特性，为矿井钻探提供了一种经济高效、操作简便的解决方案，有望替代进口的高精度随钻测斜系统，降低使用和维护成本。