УСТРОЙСТВО СТИРАНИЯ ЗАПИСАННОЙ ИНФОРМАЦИИ (ВАРИАНТЫ)
RECORD ERASER (VERSIONS)

Изобретение относится к технике магнитной записи и предназначено для стирания записи с магнитных носителей информации, преимущественно с жестких дисков, путем намагничивания магнитного носителя информации магнитным полем с вращающимся вектором напряженности, воздействуя им на магнитный носитель с магнитными ячейками до насыщения.
Известно устройство для стирания записи на магнитном носителе (RU, пат. №2232435, G11B 5/024, Бюл. №19 от 10.07.2004). Это устройство содержит два канала, включающих источник постоянного напряжения, соленоид, блок накопительных конденсаторов, коммутатор для подключения блока накопительных конденсаторов к соленоиду. Параллельно коммутатору включен демпфирующий диод. Кроме того, содержит блок управления, в который входит управляемый прерыватель заряда, компаратор напряжения, компаратор готовности, делитель напряжения и блок запуска коммутатора. Управляемый прерыватель заряда включен последовательно в цепь заряда блока накопительных конденсаторов от источника постоянного напряжения. Управляющий вход управляемого прерывателя заряда подключен к выходу делителя напряжения, который включен параллельно блоку накопительных конденсаторов. К выходу делителя напряжения подсоединен также первый вход питания компаратора готовности, входы компаратора заряда и компаратора готовности подключены к источникам опорных напряжений, а между блоком управления и коммутатором включен блок запуска коммутатора. Источник постоянного напряжения включает выпрямитель, состоящий из двух последовательно соединенных диодов, и повышающую обмотку сетевого трансформатора. Разнополярные выводы диодов выпрямителя являются выходами для подключения к обкладкам соответствующих конденсаторов блока накопительных конденсаторов. Один из выводов повышающей обмотки сетевого трансформатора является выводом для подключения к входу выпрямителя через прерыватель заряда, а другой вывод обмотки сетевого трансформатора является выходом для подключения к общей точке соединения конденсаторов блока накопительных конденсаторов. Управляемый прерыватель заряда выполнен на оптосимисторе и имеет два входа - силовой и управляющий и два соответствующих выхода. Силовой вход является входом для подключения к одному из отводов повышающей обмотки сетевого трансформатора, а силовой выход является входом для подключения к общей точке соединения диодов выпрямителя. Управляющий вход является входом для подключения к общей точке соединения диода выпрямителя и одной обкладки конденсаторов блока накопительных конденсаторов с общей шиной всего устройства. Коммутатор выполнен на тиристоре, и его силовые электроды подключены: один к первому выводу соленоида, а другой к общей шине всего устройства, а блок запуска коммутатора выполнен на твердотельном реле, первый и второй отводы которого объединены и через резистор подключены к источнику низковольтного напряжения. Стабилитрон и конденсатор соединены параллельно блоку запуска коммутатора и подключены между резистором и общей шиной всего устройства, третий отвод твердотельного реле соединен с выходом второго стабилизатора напряжения, четвертый отвод подключен через резисторный делитель к управляющему электроду делителя. Пятый отвод является входом для подключения к первому выходу блока управления. Соленоиды обоих каналов расположены таким образом, что их продольные оси взаимно перпендикулярны, а внутри одного из соленоидов имеется полость для размещения магнитного носителя.
Недостаток этого устройства заключается в том, что для обеспечения надежного стирания с магнитного носителя создается двухканальное устройство с полярным конденсатором, демпфирующими диодами и соленоидами в каждом из каналов. Соленоиды расположены таким образом, что их продольные оси перпендикулярны и создают два магнитных поля, каждое с напряженностью определенного значения и с определенной ориентацией вектора, которое приводит к намагничиванию всех участков поверхности носителя (магнитных ячеек) под одним углом параллельно или перпендикулярно плоскости магнитного носителя. Использование двух каналов приводит к большому потреблению энергии, увеличению комплектующих элементов, увеличению массы и габаритов устройства. Электропитание может быть осуществлено только от сети переменного тока, поэтому устройство может быть использовано только в лабораторных условиях.
Также известен способ и устройство для стирания записи на магнитном носителе (RU, пат. №2267170, G11B 5/024, Бюл. №36 от 27.12.2005). Это устройство этого изобретения принято за прототип. Оно включает источник питания и полеобразующую систему. Каналы генерирования импульсных магнитных полей выполнены с возможностью обеспечения складывания импульсных магнитных полей с образованием суммарного импульсного поля с вращающимся вектором напряженности.
Каналы генерирования импульсных магнитных полей содержат ключ с блоком управления зарядом и контур, состоящий из конденсатора и соленоида с диодом и коммутатором, которые оснащены общим для каналов генерирования импульсных магнитных полей блоком управления запуском, соединенным с каждым из блоков управления зарядом. Одна клемма источника постоянного напряжения соединена через ключи с соответствующими точками соединения конденсаторов с соленоидами, которые подключены к первым входам блоков управления зарядом, а выходы которых соединены с входами управления соответствующих ключей. Вторая клемма источника постоянного напряжения подключена к соответствующим точкам соединения диодов с конденсаторами, а каждый коммутатор одним силовым выводом подключен к конденсатору, другим - к соленоиду и управляющим входом соединен с выходом соответствующего блока управления зарядом.
Ключи каналов генерирования импульсов магнитных полей выполнены в виде однопозиционных управляемых электронных коммутаторов. Коммутатор представляет собой тиристор.
Блок управления зарядом представляет собой генератор импульсов с линией задержки, вырабатывающий одиночные сигналы прямоугольной формы.
Блок управления зарядом включает компаратор, один вход которого подключен к точке соединения конденсатора с соленоидом одного из каналов генерирования импульсного магнитного поля, другие входы - к источнику постоянного напряжения, а выход через триггер Шмита и элемент «И» соединен с первым входом счетчика, второй вход которого подключен к блоку управления запуском, третий вход соединен через инвертор с RC-цепочкой. Выход счетчика через инвертор и элемент «И» подключен к выходу блока управления, причем выход включенного между счетчиком и инвертором элемента «И» соединен с дополнительным входом элемента «И», включенного между триггером Шмита и счетчиком. Вход компаратора подключен к точке соединения конденсатора с соленоидом одного из каналов генерирования импульсного магнитного поля через резисторный делитель и ограничитель амплитуды.
К недостаткам этого устройства относится то, что для обеспечения надежного стирания создают два канала генерирования импульсных полей и размещение в пространстве их действия магнитного носителя. Каналы генерирования импульсных магнитных полей выполнены с возможностью обеспечения складывания генерируемых импульсных магнитных полей с образованием суммарного магнитного поля с вращающимся вектором напряженности в пространстве. За половину оборота вектора напряженности стирающего магнитного поля происходит намагничивание магнитного носителя информации до насыщения и остановка вектора напряженности магнитного поля по установленному ранее значению порога счетчика. До стирания информации это значение устанавливается для каждого магнитного носителя информации свое, что определяет направление намагниченности участков поверхности для данного диска магнитного носителя.
Направление намагниченности всех участков поверхности диска магнитного носителя, после остановки вращения вектора напряженности магнитного поля, приобретает одно общее значение для всех магнитных ячеек. Это значение направления для данного диска будет постоянной величиной, что является предпосылкой и основанием определить эту постоянную величину, например, при использовании туннельного микроскопа [1, 2, 3], а затем и остаточную разность намагниченностей ячеек при неидеальной прямоугольности петли гистерезиса магнитного носителя. Дезориентация направления намагниченности стирающим полем осуществляется только на уровне дисков магнитного носителя информации. Кроме этого устройство обладает низкой энергетической эффективностью, что связано с необходимостью, по меньшей мере, иметь в устройстве два канала генерирования импульсных магнитных полей, каждый из которых включает соленоид, конденсатор и два коммутатора. Большое время стирания информации, равное Т+τ (фиг.8), так как стирание осуществляется как минимум суммарным магнитным полем, полученным в результате генерирования двух импульсных магнитных полей.
Технический результат изобретения - улучшение показателей стирания с одновременным внесением дезоринтации в значение угла поворота магнитных ячеек на всех отдельно взятых участках поверхности диска магнитного носителя, улучшение энергетических показателей, уменьшение затрат времени на стирание записанной информации, обеспечение работоспособности устройства в лабораторных условиях и условиях транспортировки.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства для стирания записей на магнитном носителе.
На фиг.2 представлена разукрупненная блок-схема первого варианта исполнения изобретения.
На фиг.3 представлена разукрупненная блок-схема второго варианта исполнения изобретения.
На фиг.4 представлена разукрупненная блок-схема третьего варианта исполнения изобретения.
На фиг.5 изображен соленоид с зигзагообразной - наклонной намоткой и направлениями векторов, создаваемого им импульсного магнитного поля.
На фиг.6а изображено распределение интенсивности составляющей магнитного поля Hz в полости полеобразующей системы вдоль оси минус Х - плюс Х декартовой системы координат (X, Y, Z), ось Z которой совпадает с продольной осью полости полеобразующей системы, а ось Х компланарна ее широкой стенке.
На фиг.6б изображено распределение интенсивности составляющей магнитного поля Ну в полости полеобразующей системы вдоль оси минус Х - плюс Х той же системы координат.
На фиг.6в изображено распределение интенсивности составляющей магнитного поля Hz в полости полеобразующей системы вдоль оси минус Y - плюс Y той же системы координат.
На фиг.6г изображено распределение интенсивности составляющей магнитного поля Нх в полости полеобразующей системы вдоль оси минус Y - плюс Y той же системы координат.
На фиг.7а представлена принципиальная электрическая схема блока управления I первого варианта исполнения изобретения.
На фиг.7б представлена принципиальная электрическая схема блока управления I второго варианта исполнения изобретения.
На фиг.7в представлена принципиальная электрическая схема блока управления I третьего варианта исполнения изобретения.
На фиг.8 представлена принципиальная электрическая схема блока создания магнитного поля II.
На фиг.9 представлена принципиальная электрическая схема блока встроенного контроля, одинаковая для 3-х вариантов исполнения изобретения.
На фигурах введены обозначения:
1 - источник питания - аккумулятор (АКК); 2 - выключатель питания (ВП); 3, 11, 17 - ключи управляемые (КУ); 4 - зарядное устройство (ЗУ); 5 - устройство подключения борт-питания (УПБ); 6 - устройство подключения сети (УПС); 7 - кнопка пуска (КП); 8, 12 - стабилизаторы на 5В (СТ5); 9 - стабилизатор на 12 В (СТ12); 10 - преобразователь переменного напряжения в постоянное (ПНП); 13 - преобразователь напряжения питания в высокое напряжение (ПН); 14 - блок конденсаторов (БК); 15 - устройство запуска (УЗ); 16 - коммутатор (КД); 18 - полеобразующая система (ПС); 19 - вентилятор (В); 20 - термодатчик (ТД); 21 - устройство индикации (УИ); 22 - устройство отключения индикации (ОИ); 23 - микроконтроллер (МК); 24 - датчик напряженности импульсного магнитного поля.
Цифры на фигурах, записанные мелким шрифтом, обозначают номера входов и выходов блоков, в тексте описания изобретения они заключены в круглые скобки.
Аккумулятор (АКК) 1 имеет один выход (1) питания и клемму (2) общего «нуля» (фиг.2, 3, 4).
Выключатель питания 2 (ВП) имеет вход (1) питания и выход (2) управления (фиг.2. 3, 4).
Ключи управляемые (КУ) 3, 11, 17 (фиг.2, 3,4) имеют входы питания (1) и управления (3) и по одному выходу (2) питания.
Зарядное устройство (ЗУ) 4 (фиг.3, 4) имеет вход (1) питания и выход (2) стабилизированного напряжения питания.
Устройство подключения бортпитания (УПБ) 5 (фиг.3) имеет один выход (1).
Устройство подключения сети 6 (УПС) 5 (фиг.4) имеет один выход (1).
Кнопка пуска (КП) 7 имеет выход (1) управления.
Стабилизаторы 5 В (СТ5) 8, 12 имеют вход (1) и выход (2) питания.
Стабилизатор 12 В (СТ12) 9 имеет вход (1) бортового питания и выход (2) стабилизированного питания 12 В.
Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение (ПНП) 10 имеет первый вход (1) переменного напряжения питания и выход (2) постоянного напряжения.
Преобразователь напряжения питания в высокое напряжение (800 В) (ПН) 13 имеет вход (1) питания, вход (2) управления и выход (3) высокого напряжения.
Блок конденсаторов (БК) 14 имеет вход (1) питания и выходы управления (2) и питания (3).
Устройство запуска (УЗ) 15 имеет входы пуска (1) и управления (2).
Коммутатор (КД) 16 имеет входы питания (1) и управления (2) и выход (3) питания. Ключ управляемый (КУ) 17 имеет входы питания (1) и управления (3) и выход (2) питания.
1
2
3
1
2
3
∑
1
2
3
1
2
3
Полеобразующая система (ПС) 18 выполнена на немагнитном каркасе, на котором намотана катушка соленоида, и имеет вход (1) питания (фиг.2, 3, 4). Намотка проводов катушки выполнена зигзагообразной, т.е. наклонной в плоскостях широких и узких стенок каркаса (фиг.5). Углы наклона φ, φ и φ проводов обмотки к оси Z лежат в пределах больше нуля, но меньше 90° (0°<φ, φ, φ<90°). Другими словами, параллельные плоскости, в которых лежат витки обмоток, находятся под острыми углами к плоскостям XY,YZ и ZX декартовой системы координат, связанной с поперечным сечением полости полеобразующей системы. В этом случае суммарный вектор магнитного поля Н находится под острыми углами φ, φ и φ к разным осям декартовой системы координат (фиг.5), поэтому имеет три составляющие суммарного магнитного поля Нх, Ну и Hz вдоль соответствующих координат X,Y и Z (фиг.5). Амплитудное значение напряженностей и направления векторов которых изменяется в рабочем пространстве. Оптимальное значение углов φ=30°, φ=60° и φ=30°.
Вентилятор (В) 19 имеет вход (1) питания.
Температурный датчик (ТД) 20 имеет выход (1) управляющего сигнала от термометра, измеряющего температуру блока II.
Устройство индикации (УИ) 21 (фиг.2, 3, 4) выполнено на двух светодиодах и группе из четырех светодиодов и имеет три входа: первый (1) управляет свечением светодиода «готов», второй (2) управляет светодиодом «внимание», третий (3) управляет свечением группы светодиодов «питание».
Устройство отключения индикации (ОИ) 22 имеет выход сигнала управления (1).
Микроконтроллер (МК) 23 имеет шесть входов: первый (1) сигналов ОИ 22, второй (5) питания, третий (6) питания, четвертый (8) сигналов ТД 20, пятый (9) сигналов БК 14, шестой (11) сигналов ДХ 24.
МК 23 имеет пять выходов: первый (2), управляющий свечением группы светодиодов «питание», второй (3), управляющий свечением группы светодиодов «внимание», третий (4), управляющий свечением светодиода «готов», четвертый (7), управляющий преобразователем напряжения, пятый (10), управляющий включением вентилятора.
Датчик напряженности импульсного магнитного поля (ДХ) 24 имеет выход (1) сигнала датчика.
Технический результат изобретения достигается в трех вариантах его исполнения. Первый вариант исполнения изобретения
Технический результат изобретения первого варианта достигается благодаря тому, что устройство для стирания записей на магнитном носителе выполнено из трех блоков (фиг.1): блока управления I, блока создания магнитного поля II и блока встроенного контроля (ВК) III.
В блок управления I входят (фиг.2): 1 - источник питания, выполненный в виде аккумулятора (АКК) с выходом питания (1) и клеммой (2) общего «нуля»; 2 - выключатель питания (ВП) с входом (3) и выходом (1); 3 - ключ управляемый (КУ) с входами питания (1) и сигналов управления (3) и выходом питания (2); 7 - кнопка пуска (КП) с выходом сигнала пуска (1); 8 - стабилизатор (СТ5) с входом напряжения питания (1) и выходом стабилизированного напряжения 5 В (2).
Блок управления I (фиг.1) имеет четыре выхода. Первый выход (1) является выходом сигнала кнопки пуска (КП) 7, второй выход (2) является выходом напряжения ключа управляемого (КУ) 3, третий выход (3) является выходом напряжения стабилизатора (СТ5) 8, четвертый выход (4) является выходом напряжения питания (АКК) 1. Выходы блока управления I во всех вариантах исполнения изобретения тождественны.
В блок создания магнитного поля II (фиг.1, 2, 3) входят: 13 - преобразователь напряжения (ПН) с входами напряжения питания (1) и сигналов управления (2) и выходом (3) высокого напряжения; 14 - блок конденсаторов (не менее одного конденсатора) (БК) с входом питания высокого напряжения (1) и выходами сигналов управления (2) и высокого напряжения (3); 15 - устройство запуска (УЗ) с входом сигналов запуска (1) и их выходом (2); 16 - коммутатор (КД) с входами высокого напряжения (1) и сигналов запуска (2) и выходом высокого напряжения (3); 17 - ключ управляемый (КУ) с входом (1) и выходом (2) питания и входом сигналов управления (3); 18 - полеобразующая система (ПС) с входом высокого напяржения (1); 19 - вентилятор (В) с входом напряжения питания (1); 20 - термодатчик (ТД) с выходом сигналов управления (1) в зависимости от температуры блока II; 24 - датчик напряженности импульсного магнитного поля, например, датчик Холла с выходом сигналов управления (1).
Блок II (фиг.1) имеет четыре входа и три выхода:
- первый вход (1) этого блока является входом сигналов устройства запуска (УЗ) 15, второй вход (2) является общим входом для входа напряжения питания (АКК) 1 и входа ключа управляемого (КУ) 17. На третий вход (3) подается с выхода (7) микроконтроллера 23 сигнал управления преобразователем напряжения (ПН) 13. На четвертый вход (6) подается с выхода (10) микроконтроллера 23 сигнал управления КУ 17.
- первый выход (4) является выходом сигналов термодатчика (ТД) 2, второй выход (5) является управляющим выходом блока конденсаторов (БК) 14 и третий выход (7) является выходом, управляющим работой преобразователя напряжения 13 (ПН). Блоки создания магнитного поля II тождественны во всех вариантах исполнения изобретения.
В блок встроенного контроля (ВК) III (фиг.1, 2, 3 и 9) входят: 21 - устройство индикации (УИ); 22 - устройство отключения индикации (ОИ); 23 - микроконтроллер (МК).
Устройство индикации (УИ) 21 имеет три входа: вход управления свечением светодиода «готов» (1), вход управления светодиодом «внимание» (2) и вход управления свечением группы светодиодов «питание» (3).
Устройство отключения индикации (ОИ) 22 имеет выход сигнала отключения индикации.
Микроконтроллер (МК) 23 имеет шесть входов и пять выходов:
- вход сигналов устройства отключения индикации, два входа питания, вход сигналов температурного датчика, вход сигналов блока конденсаторов, вход сигналов датчика Холла;
- выход сигналов, управляющих свечением группы светодиодов «питание», выход сигналов, управляющих свечением группы светодиодов «внимание», выход сигналов, управляющих свечением светодиода «готов», выход сигналов, управляющих преобразователем напряжения, выход сигналов, управляющих включением вентилятора.
Описание электрических связей (фиг.2)
Источник питания выполнен в виде аккумулятора 1, выход (1) которого соединен с входом (5) питания микроконтроллера, с входом (1) питания ключа управляемого и с входом (3) выключателя питания, выход (1) которого соединен с управляющим входом (3) ключа управляемого 3, выход (2) ключа соединен с входом (1) стабилизатора напряжения 8, с входом (1) питания преобразователя напряжения 13 и с входом (1) питания второго ключа, выход (2) которого соединен с входом (1) вентилятора 19, выход (3) преобразователя напряжения 13 соединен с входом (1) блока конденсаторов 14, силовой выход (3) которого соединен с входом (1) коммутатора 16, выход (3) которого соединен с входом (1) полеобразующей системы 18, выход (1) кнопки пуска 7 соединен с входом (1) устройства запуска 15, а его выход (2) соединен с управляющим входом (2) коммутатора 16, управляющие выходы (2, 3, 4, 7, 10) микроконтроллера 23 соединены с соответствующими управляющими входами (2, 3, 4, 7, 13, 13) преобразователя напряжения 13, второго ключа 17 и входами устройства индикации (1, 2, 3), входы (8, 9, 11, 1) микроконтроллера соединены с выходами термодатчика 20, датчика напряженности импульсного магнитного поля 24, управляющего выхода блока конденсаторов 14 с выходом устройства отключения индикации 22, причем выход (2) стабилизатора напряжения 8 соединен с входом (6) питания микроконтроллера 23.
Работа устройства по первому варианту исполнения изобретения
При нажатии кнопки пуска один ее контакт замыкается на цепь питания, соответственно присутствие напряжения питания (на время нажатия кнопки) есть сигнал пуска.
При переключении выключателя питания (ВП) 2 (фиг.2) в положение контактов (1-2) напряжение 12 В с аккумулятора (АКК) 1 через ВП 2 поступает на микроконтроллер (МК) 23 на сигнальный вход (5). С выхода (4) ВП 2 сигнал управления индикацией поступает на вход (1) устройства индикации (УИ), в результате загорается светодиод красного цвета, сигнализирующий о подаче питания в устройство и ключ управляемый (твердотельное реле) (КУ) 3. Питание поступает на преобразователь напряжения (ПН) 13 и стабилизатор 5 В (СТ5) 8, который преобразует напряжение аккумулятора (АКК) 1 в стабилизированное напряжение 5 В для питания микроконтроллера (МК) 23. Напряжение с АКК 1 также поступает на сигнальный вход (5) микроконтроллера (МК) 23, обрабатывается, и на вход (3) устройство индикации (УИ) 21 выводится информация об уровне заряда аккумулятора (АКК) 1. При снижении его напряжения до значения 10,5 В устройство индикации (УИ) 21 сигнализирует свечением светодиода красного цвета о разрядке АКК 1 и необходимости его зарядки.
С выхода (3) преобразователя (ПН) 13 напряжение поступает на блок конденсаторов (БК) 14, это напряжение за время 20-30 сек возрастает до 850 В. Напряжение с выхода (2) блока конденсаторов (БК) 14 поступает на вход (9) микроконтроллера (МК) 23. После достижения 850 В на конденсаторах микроконтроллер (МК) 23 на выходе (7) вырабатывает управляющий сигнал выключением преобразователя напряжения (ПН) 13, который поступает на вход (2) (ПН) 13 и останавливает заряд конденсаторов. Параллельно вырабатывается сигнал готовности, который поступает на вход (2) устройства индикации (УИ) 21, а свечение зеленого светодиода свидетельствует о полном заряде конденсаторов (БК) 14 и готовности устройства к работе. При снижении напряжения на блоке конденсаторов (БК) 14 до 830 В микроконтроллер (МК) 23 включает преобразователь напряжения (ПН) 13, и заряд конденсаторов в БК 14 возобновляется. В случае, когда напряжение на блоке конденсаторов (БК) 14 превышает 880 В, что может свидетельствовать о неисправности (ПН) 13, микроконтроллер (МК) 23 включает ПН 13 вход (2) и выдает сигнал на устройство индикации с выхода (3). Свечение желтого светодиода будет означать о неисправности в устройстве, невозможности дальнейшей эксплуатации и необходимости технического обслуживания и ремонта.
При нажатии кнопки пуска (КП) 7 на выходе (2) устройства запуска (УЗ) 15 появляется короткий импульс напряжения на выходе (2), который поступает на вход (2) коммутатора (КД) 16. При этом напряжение с выхода (3) блока конденсаторов (БК) 14 через коммутатор 16 начинает поступать на вход (1) и разряжаться на полеобразующую систему (ПС) 18. При разряде конденсаторов через полеобразующую систему протекает импульс тока, порядка 500А, а в полости полеобразующей системы возникает импульс магнитного поля, напряженность поля которого составляет около 670 кА/м.
При размещении носителя информации в полости полеобразующей системы (ПС) 18 устройства для стирания записей и при протекании импульсных токов в катушке с зигзагообразной намоткой сформированное магнитное поле облучает импульсным магнитным полем все участки (магнитные домены) поверхности магнитного носителя одновременно под различными углами направленности векторов напряженности магнитного поля в полости катушки (поверхности диска). При этом домены на поверхности магнитного носителя меняют свое изначальное положение, выстраиваются в направлении векторов магнитного поля, тем самым обеспечивают гарантированное стирание информации с магнитного носителя с одновременным внесением дезинформации в независимости от используемого на нем способа записи информации.
max.H
График распределения магнитного поля внутри полости катушки с зигзагообразной намоткой представлен на фиг.5. При зигзагообразной намотке углы σ изменяются в пространстве полости полеобразующей системы при наблюдении из точек, размещенных перпендикулярно продольной оси полости при правом направлении намотки, с правой стороны оси, изменяются по часовой стрелке, принимая одновременно значения угла σ. Этот угол образован плоскостью, проходящей через ось симметрии ПС, и перпендикуляром к боковым стенкам (или плоскостью, перпендикулярной меньшей боковой стенке) и плоскостью и направлением вектора напряженности, описывая дугу. При этой же намотке угол σ изменяется в пространстве полости полеобразующей системы (ПС) 18 при наблюдении из точек, размещенных перпендикулярно продольной оси полости при правом направлении намотки с левой стороны от оси, с правой стороны одновременно изменяются против часовой стрелки, принимая значения угла σ между горизонтальной плоскостью и направлением вектора напряженности. Амплитудное значение напряженности импульсного магнитного поля в каждой точке наблюдения меняется и приобретает свое значение от нуля до максимального значения Н насыщения.
Углы σ при зигзагообразной намотке с левым направлением при рассмотрении из точек, размещенных на том же срезе пространства полости полеобразующей системы, размещенных на перпендикуляре к продольной оси полости с правой стороны от оси, изменяются против часовой стрелки, принимая одновременно значения углов σ между широкими стенками катушки и направлением вектора напряженности, описывая дугу. При этом же направлении намотки на левой стороне угол σ изменяется по часовой стрелке от 0 до 60°, принимая одновременно значения угла σ от 30° в разных точках пространства полости ПС 18. На фиг.6а, 6б, 6в и 6г приведено распределение интенсивности составляющей магнитного поля в декартовой системе координат.
В течение всего времени работы устройства термодатчик (ТД) 20 вырабатывает на своем выходе (1) сигнал, пропорциональный температуре внутри устройства, который поступает на вход (8) микроконтроллера (МК) 23. При превышении температуры значения 70°С МК 23 вырабатывает на выходе (10) сигнал включения вентилятора (В) 19. Сигнал поступает на вход (3) ключа (КУ) 17, и напряжение 12 В через ключ с выхода (2) поступает на вентилятор (В) 19, что приводит к его включению. Вентилятор 19 включается и производит охлаждение устройства. При уменьшении температуры до 50°С с микроконтроллера (МК) 23 прекращается поступление сигнала на вход (3) ключа (КУ) 17, что приводит к отключению вентилятора 19.
В устройстве предусмотрена возможность отключения индикации (ОИ) 22, при закрытии крышки устройства сигнал с выхода (1) ОИ 22 поступает на вход (1) МК 23 и невозможности наблюдения индикации индикация отключается. При этом потребление устройства уменьшается на 60 мА, это позволяет продлить время работы устройства от аккумулятора (АКК) 1.
Присутствие во всем пространстве полости полеобразующей системы составляющих магнитное поле, имеющих в каждой точке пространства значения направления векторов напряженности магнитного поля и амплитуду напряженности магнитного поля, обеспечивающей насыщение магнитного носителя, приводит к намагничиванию участков поверхности магнитного носителя (магнитных ячеек) под разными углами. Это обеспечивает стирание информации с магнитного носителя с одновременным внесением дезориентации в значение угла поворота магнитных ячеек в каждую отдельно взятую ячейку на участках поверхности диска магнитного носителя, т.е. после стирания информации дополнительно вносится дезориентация углов поворота магнитных ячеек вместо остаточной намагниченности доменов.
Признаки прототипа и изобретения общие для всех вариантов изобретения
Источник питания, блок управления зарядом, два ключа управляемые с входами питания и сигналов управления и выходами питания, блок конденсаторов, полеобразующая система, блок управления запуском.
Второй вариант исполнения изобретения
В этом варианте технический результат изобретения достигается благодаря тому, что устройство для стирания записей на магнитном носителе состоит из трех блоков (фиг.1): блока управления I, блока создания магнитного поля II и блока встроенного контроля (ВК) III. Блоки II и III тождественны таким же блокам первого варианта исполнения изобретения.
В блок управления I входят (фиг.3):
1 - аккумулятор (АКК); 2 - выключатель питания (ВП); 4 - зарядное устройство (ЗУ); 5 - устройство подключения бортпитания (УПБ); 7 - кнопка пуска (КП); 9 - стабилизатор напряжения на 12 В (СТ12); 12 - стабилизатор напряжения на 5 В (СТ5).
Блок управления I имеет четыре выхода (фиг.1 и 3). Первый выход (1) этого блока является выходом (1) кнопки пуска (КП) 7, второй выход (2) является выходом (2) ключа управляемого (КУ) 11, третий выход (3) является выходом (2) стабилизатора 5 В (СТ5) 12, четвертый выход (4) является выходом (2) стабилизатора 12 В (СТ12) 9. Первый (1) и второй (2) выходы блока управления I подсоединены к входам (1) и (2) блока создания магнитного поля II, а третий (3) и четвертый (4) выходы блока управления подсоединены к входам (1) и (2) блока встроенного контроля III.
Блоки АКК 1, ВП 2, КП 7, КУ 11 и СТ5 12 работают так же, как такие же блоки первого варианта исполнения изобретения.
Зарядное устройство (ЗУ) 4 имеет вход питания (1) и выход (2) стабилизированного напряжения питания для зарядки АКК 1. Устройство подключения бортпитания (УБП) 5 имеет выход (1) питания. Стабилизатор 12 В (СТ12) 9 имеет вход (1) питания и выход (2) стабилизированного питания.
Выход устройства подключения борта 5 соединен с входом первого стабилизатора 9, выход которого соединен с входом питания микроконтроллера 23, с входом второго стабилизатора 12, с входом питания ключа управляемого 11 и с входом зарядного устройства 4. Выход зарядного устройства соединен с входом аккумулятора 1, а его выход соединен с входом выключателя питания 2, выход которого соединен с управляющим входом ключа управляемого 11. Выход ключа соединен с входом преобразователя напряжения 13, выход преобразователя соединен с блоком конденсаторов 14, выход которого соединен с входом коммутатора 16, выход которого соединен с полеобразующей системой 18. Выход кнопки пуска 7 соединен с входом устройства запуска 15, а его выход соединен с управляющим входом второго ключа управляемого 17. Управляющие выходы микроконтроллера 23 соединены с соответствующими управляющими входами преобразователя напряжения 13 и второго ключа 17. Выход второго стабилизатора 12 соединен с входом питания микроконтроллера 23. Выходы термодатчика 20, датчика напряженности магнитного поля - Холла 24 и управляющего выхода блока конденсаторов 14 соединены с соответствующими входами микроконтроллера 23, выходы сигналов индикации которого соединены с входами устройства индикации 21, а выход устройства включения индикации соединен с соответствующим входом микроконтроллера 23.
Соединения в блоке создания магнитного поля II и блоке встроенного контроля (ВСК) III тождественны с такими же блоками первого варианта исполнения изобретения.
Работа устройства второго варианта исполнения изобретения
Напряжение бортового источника питания через устройство подключения борта (УПБ) 5 с выхода (1) поступает на вход (1) СТ12 9, на его выходе (2) появляется стабилизированное напряжение 12 В, это напряжение поступает на вход (1) зарядного устройства (ЗУ) 4, которое ограничивает ток и тем самым производит подзарядку аккумулятора (АКК) 1. Напряжение с выхода (2) СТ12 9 поступает на вход (1) стабилизатора (СТ5) 12, на выходе (2) которого появляется стабилизированное напряжение 5 В, которое подается для питания на вход (6) микроконтроллера (МК) 12. Напряжение СТ12 9 поступает на вход (5) микроконтроллера (МК) 23, которое обрабатывается, и микроконтроллер (МК) 23 вырабатывает сигнал на своем выходе (4), который поступает на устройство индикации (УИ) 21, сигнализирующее о подключенном бортовом источнике питания.
Включение устройства производится переключением выключателя питания (ВП) 2 в положение контактов (1-2), при этом напряжение 12 В с аккумулятора (АКК) 1 через ВП 2 поступает на ключ (КУ) 11. Напряжение с выхода СТ12 9 через замкнутые контакты (КУ) 11 поступает на вход (1) преобразователя напряжения (ПН) 13. Далее работа устройства происходит аналогично описанной в первом варианте исполнения изобретения.
При нажатии кнопки пуска (КП) 7 на выходе (2) устройства запуска (УЗ) 15 создается короткий управляющий сигнал напряжения, который так же, как и в первом варианте исполнения изобретения, поступая на вход (2) коммутатора (КД) 16, обеспечивает коммутацию между блоком конденсаторов (БК) 14 и полеобразующей системой (ПС) 18. При этом накопленное напряжение в БК 14 разряжается в виде импульса тока на зигзагообразно намотанной катушке (фиг.5) ПС 18, создавая импульсное магнитное поле в рабочем объеме катушки соленоида.
Магнитное поле в катушке аналогично магнитному полю в катушке, описанному в первом варианте исполнения изобретения (фиг.6а, 6б, 6в, 6г).
Третий вариант исполнения изобретения
В этом варианте технический результат изобретения достигается благодаря тому, что устройство для стирания записей на магнитном носителе состоит из трех блоков (фиг.1): блока управления I, блока создания магнитного поля II и блока встроенного контроля (ВК) III. Блоки II и III тождественны таким же блокам первого варианта исполнения изобретения (фиг.2).
В блок управления I входят (фиг.4):
1 - аккумулятор (АКК); 2 - выключатель питания (ВП); 4 - зарядное устройство (ЗУ); 6 - устройство подключения сети (УПС); 7 - кнопка пуска (КП); 10 - преобразователь переменного напряжения в постоянное (ПНП); 12 - стабилизатор 5 В (СТ5).
Блок управления I (фиг.4) имеет четыре выхода. Первый выход (1) этого блока является выходом (1) кнопки пуска (КП) 7, второй выход (2) является выходом (2) ключа управляемого (КУ) 11, третий выход (3) является выходом (2) стабилизатора 5 В (СТ5) 12, четвертый выход (4) является выходом точки соединения выхода (2) стабилизатора 12 В (СТ12) 9, входа (1) зарядного устройства (ЗУ) 4 и входа (1) ключа управляемого (КУ) 11. Первый (1) и второй (2) выходы блока управления I подсоединены к входам (1) и (2) блока создания магнитного поля II, а третий (3) и четвертый (4) выходы блока управления подсоединены к входам (1) и (2) блока встроенного контроля III.
Блоки АКК 1, ВП 2, КП 7, КУ 11 и СТ5 12 работают так же, как такие же блоки первого варианта исполнения изобретения. Зарядное устройство (4) работает так же, как описана его работа во втором варианте исполнения изобретения.
Устройство подключения сети (УПС) 6 имеет выход (1) питания. Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение (ПНП) 10 имеет вход (1) и выход (2) питания.
Выход устройства подключения сети 6 соединен с входом преобразователя переменного напряжения в постоянное 10, выход которого соединен с входом питания микроконтроллера 23, с входом стабилизатора 12, с входом питания ключа управляемого 11 и с входом зарядного устройства 4. Выход зарядного устройства соединен с входом аккумулятора 1, а его выход соединен с входом выключателя питания 2. Выход выключателя питания соединен с управляющим входом ключа управляемого 11, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения 13 и с входом питания ключа управляемого 17. Выход преобразователя напряжения 13 соединен с блоком конденсаторов 14, выход которого соединен с входом коммутатора 16. Выход коммутатора соединен с входом полеобразующей системы 18. Выход кнопки пуска 7 соединен с входом устройства запуска 15, а его выход соединен с управляющим входом коммутатора 16. Управляющие выходы микроконтроллера 23 соединены с соответствующими управляющими входами преобразователя напряжения 13 и второго ключа 17. Выход стабилизатора 12 соединен со вторым входом питания микроконтроллера 23. Выходы термодатчика 20, датчика напряженности магнитного поля - Холла 24 и управляющего выхода блока конденсаторов 14 соединены с соответствующими входами микроконтроллера 23. Выходы сигналов индикации микроконтроллера соединены с входами устройства индикации 21, а выход устройства отключения индикации 22 соединен с соответствующим входом микроконтроллера.
Работа устройства третьего варианта исполнения изобретения
Напряжение сети переменного тока 220 В, 50 Гц с выхода (1) устройства подключения сети (УПС) 6 поступает на вход преобразователя переменного напряжения в постоянное (ПНП) 10. В ПНП 10 оно преобразуется, стабилизируется, и снимается с его выхода (2) постоянное напряжение 12 В, которое подается в точку соединения входов (1) зарядного устройства (ЗУ) 4, ключа управляемого (КУ) 11, стабилизатора 5 В (СТ5) 12 и входа (5) микроконтроллера (МК) 23.
Далее работа устройства для стирания записей на магнитном носителе аналогична описанной в первом варианте исполнения изобретения. Так же, как и в первом варианте, при нажатии кнопки пуска (КП) 7 в полеобразующей системе (ПС) 18 создается импульсное магнитное поле, при воздействии которым на размещенный в рабочем объеме полеобразующей системы магнитный носитель с записанной информацией стирается этим полем с одновременным внесением дезориентации в значение угла поворота магнитных ячеек на всех участках поверхности диска магнитного носителя.
Реализация трех вариантов изобретения
Три варианта устройства стирания записанной информации выполнены по принципиальным электрическим схемам фиг.7, 8, 9 с использованием комплектующих изделий:
1 - аккумулятор типа ТР 1,2-12 (12 В, 1,2А).
2 - выключатель питания на два направления, кнопки типа ПКН-2.
3, 11 - ключи управляемые выполнены на реле типа РЭС-30.
4 - зарядное устройство выполнено на микросхеме типа КР142ЕН8Б.
5 - устройство подключения бортпитания - вилка типа «прикуриватель».
6 - устройство подключения сети выполнено на сетевой вилке типа DG-R2.
7 - кнопка пуска выполнена на тумблере.
8, 12 - стабилизаторы напряжения на 5 В типа КР142ЕН2Б.
9 - стабилизатор напряжения на 12 В типа КР142ЕН8Б.
10 - преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение типа AC/DC NES-15-12 (15 Вт, 12 В).
13 - схема преобразователя напряжения (DA1, C1, R2, R3, С3, LI, VT1, VT2, VT3, VD1).
14 - конденсаторы К50-77 с параллельно-последовательным включением (C1, С2, С3, С4, С5, С6).
15 - схема устройства запуска выполнена на резисторах и конденсаторах (R1, С4, С5, К1, R4, R5).
16 - схема коммутатора (VS1, VD2, R6).
17 - коммутатор, управляемый полевым транзистором IRF14N.
18 - выполнение полеобразующей системы описано в заявке.
19 - вентилятор типа JF0825B1H фирмы Jamicon.
20 - термодатчик типа TMP03FS.
21 - устройство индикации выполнено на светодиодах типа АЛ307.
22 - устройство отключения индикации - кнопка типа ПКН-2.
23 - микроконтроллер типа ATMEGA8.
24 - датчик Холла типа HS495A.
Проверка опытных образцов трех вариантов исполнения изобретения показала, что технический результат изобретения достигнут, а именно:
- улучшено качество стирания с внесением дезориентации в значение углов поворота магнитных ячеек, что не позволяет восстановить запись;
- уменьшено в два раза потребление устройством электроэнергии;
- уменьшено в три раза время на стирание записанной информации;
- обеспечена работоспособность устройства в лабораторных условиях и условиях транспортировки.
Источники информации
1. Ежов А.А., Музыченко Д.А., Панов В.И., Магнитцкий С.А. Зондовая микроскопия. Материалы всероссийского совещания 10-13 марта 1999 г. Нижний Новгород, ИФМ РАН, 1999 г., с.125.
2. Ежов А.А., Музыченко Д.А., Панов В.И. Оптический теневой и пьезоэлектрические датчики силы для атомно-силовых микроскопов и сканирующих оптических микроскопов ближнего поля. Препринт №15. М., Физический факультет МГУ, 1999 г., с.10.
3. Гусев С. В., Митягин А.Ю., Соколовский А.А., Тихомиров А.Г., Хлопов Б.В. Экспериментальное исследование устойчивости магнитной записи в магнитных полях разной напряженности и ориентации. Труды научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании», Турция, май 2004 г.