[实用新型]一种三分量重力仪探头及井中重力仪系统

权利要求书

1.一种三分量重力仪探头，其特征在于，包括：结构相同的X轴重力敏感单元、Y轴重力敏感单元和Z轴重力敏感单元；X轴重力敏感单元实现测量重力沿X轴方向的加速度；Y轴重力敏感单元实现测量重力沿Y轴方向的加速度；Z轴重力敏感单元实现测量重力沿Z轴方向的加速度；

X轴重力敏感单元包括：弹性结构、检验质量块以及支撑体，检验质量块位于支撑体内部，检验质量块通过弹性结构与支撑体连接；

X轴重力敏感单元中的弹性结构的位移移动方向同X轴方向相同；

Y轴重力敏感单元中的弹性结构的位移移动方向同Y轴方向相同；

Z轴重力敏感单元中的弹性结构的位移移动方向同Z轴方向相同。

2.如权利要求1所述的三分量重力仪探头，其特征在于，所述X轴重力敏感单元通过对半导体晶片进行微纳加工处理后获得。

3.如权利要求2所述的三分量重力仪探头，其特征在于，对半导体晶片进行微纳加工处理具体为：

在包括依次层叠放置的器件层、牺牲层以及支撑层的半导体晶片的器件层上刻蚀弹簧质量块初始结构；

在所述半导体晶片的支撑层上与弹簧质量块初始结构对应的区域刻蚀通孔使牺牲层暴露，并去除与弹性结构和检验质量块接触的牺牲层，获得X轴重力敏感单元；

其中，弹簧质量块初始结构包括与牺牲层接触的弹性结构、与牺牲层接触的检验质量块以及与牺牲层接触的支撑体，检验质量块位于支撑体内部，检验质量块通过弹性结构与支撑体上部连接。

4.如权利要求3所述的三分量重力仪探头，其特征在于，半导体晶片的器件层为厚度在300微米～1000微米之间。

5.如权利要求1所述的三分量重力仪探头，其特征在于，三分量重力仪探头还包括：

结构相同的X轴位移传感组件、Y轴位移传感组件以及Z轴位移传感组件；

X轴位移传感组件包括通过在半导体晶片检验质量块上附着金属层方式获得的移动极板以及在衬底上附着金属层的方式获得的固定极板，将重力沿X轴方向的加速度转化为电信号。

6.如权利要求5所述的三分量重力仪探头，其特征在于，三分量重力仪探头还包括：结构相同的X轴信号处理电路、Y轴信号处理电路以及Z轴信号处理电路；

X轴信号处理电路的输入端与X轴位移传感组件的输出端连接，检测电信号，并对电信号进行放大处理。

7.如权利要求6所述的三分量重力仪探头，其特征在于，三分量重力仪探头还包括三个基板和本体，三个基板依次记为X轴基板、Y轴基板以及Z轴基板；

同一个轴上的重力敏感单元、位移传感组件以及信号处理电路均安装于对应的基板上，基板安装于本体上端的一个面上；且本体上X基板安装面、Y基板安装面以及Z基板安装面不同。

8.一种基于权利要求1所述的三分量重力仪探头的井中重力仪系统，其特征在于，包括：

三分量重力仪探头，实现三分量重力测量，

伺服调平机构，其运动端与三分量重力仪探头的连接，调整三分量重力仪探头的姿态；

控制电路，其输出端与伺服调平机构的控制端连接，根据输入端指令信号输出控制信号，使伺服调平机构按照指令信号调整三分量重力仪探头的姿态；

电源模块，其第一输出端与三分量重力仪探头的电源端连接，其第二输出端与伺服调平机构的电源端连接，其第三输出端与控制电路的电源端连接，为三分量重力仪探头、伺服调平机构以及控制电路提供电源。