УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТИРАНИЯ ЗАПИСЕЙ С НОСИТЕЛЕЙ НА ЖЕСТКИХ МАГНИТНЫХ ДИСКАХ
APPARATUS FOR DELETING RECORDS FROM CARRIERS ON HARD DISKS

Изобретение относится к технике стирания записей с носителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) и предназначено для стирания информации, записанной магнитным полем с вектором напряженности, перпендикулярным или параллельным плоскости магнитного диска.
0
1
Информации, записанной на магнитном носителе, соответствует некоторая последовательность участков поверхности носителя - магнитных ячеек, у которых векторы намагниченности, соответствующие битовому нулю Мн и единице Мн (фиг.1), ориентированы в противоположных направлениях, параллельные вектору напряженности магнитного поля записи Нз, которым осуществляется запись информации (ниже - вектор записи). При этом все магнитные ячейки находятся в устойчивых состояниях.
Наиболее распространены два вида записи - параллельная и перпендикулярная, различающиеся ориентацией вектора записи Нз относительно плоскости носителя информации. Как правило, на жестких магнитных дисках, производимых до 2002 г., осуществлялась параллельная запись, а на современных жестких дисках осуществляется перпендикулярная запись.
Наиболее распространенными способами стирания записи являются размагничивание или намагничивание магнитного носителя информации путем воздействия на него внешним магнитным полем. В настоящее время магнитные материалы, применяемые в НЖМД, обладают большой коэрцитивной силой (150-200 кА/м), что требует мощных магнитных полей (300-500 кА/м) для стирания записей, которые приводят не только к стиранию записей на магнитных носителях, но и к механическим повреждениям элементов конструкции НЖМД, выполненных из магнитных материалов, в частности приводов магнитных головок.
Известно устройство для стирания записи информации с магнитного носителя (US, патент №3143689, G11B 5/024, опубликован в 1964 г.), в частности на жестких магнитных дисках, содержащее соединенный с источником электропитания селеноид, который расположен так, что вектор создаваемого им мощного стирающего магнитного поля лежит в плоскости магнитного носителя и его воздействие на НЖМД приводит к стиранию информации и механическому выводу из строя сервисных устройств и механическому повреждению привода магнитных головок НЖМД.
0
1
Недостатком этого устройства является низкая надежность стирания, обусловленная тем, что перемагничивание ячеек с различной исходной ориентацией намагниченностей, соответствующих нулю и единице записанного двоичного кода, происходит несимметричным образом, т.е. углы между направлением векторов напряженности стирающего магнитного поля и направлением векторов намагниченности Мн и Мн существенно различаются. Вектор напряженности стирающего магнитного поля, создаваемого соленоидом, лежит в плоскости подложки магнитного носителя, то есть при перпендикулярных видах записи, относительно плоскости магнитного носителя, стирание оказывается малоэффективным. При петле гистерезиса магнитного носителя, отличной от прямоугольной формы, это приводит к остаточной намагниченности магнитных ячеек, которая может быть использована для восстановления записи. Повторное использование НЖМД, после стирания записи мощным импульсом магнитного поля, невозможно из-за того, что требуется большая энергия для повторной записи, что приводит к уменьшению степени защиты от несанкционированного доступа к информации магнитного носителя.
Также известно устройство для стирания записи с магнитного носителя, в том числе с НЖМД, содержащее соединенное с источником электропитания средство для создания стирающего магнитного поля, расположенное так, что вектор напряженности стирающего магнитного поля лежит в плоскости магнитного диска, причем последний оснащен приводом вращения (RU, патент №2144223, G11D 5/024, опубликован в 2000 г.). Устройство создания стирающего магнитного поля создает мощное поле, намагничивающее до насыщения жесткий магнитный диск. Размеры области стирающего магнитного поля превышают размер НЖМД, что приводит к механическому повреждению привода магнитных головок НЖМД механическими силами, возникающими при мощном импульсе стирающего магнитного поля.
Недостатком этого устройства, применительно к стиранию записи с НЖМД, является ограниченная область применения, обусловленная тем, что вектор напряженности стирающего магнитного поля лежит в плоскости магнитного носителя и отличается от направления вектора напряженности магнитного поля записи Нз. Несоответствие направлений векторов напряженностей магнитных полей записи и стирания требует повышенной интенсивности в 2-3 раза стирающего магнитного поля, что выводит из строя сервисные устройства механическим повреждением привода магнитных головок НЖМД и обусловливает слабую степень защиты от несанкционированного доступа к информации магнитного носителя.
Наиболее близким по конструкции и техническому результату является устройство для стирания записи с носителя на НЖМД по изобретению RU, патент №2251751, G11D 5/024, опубликован в 2005 г. Это устройство содержит соединенное с источником питания средство создания стирающего магнитное поля. Вектор создаваемого магнитного поля лежит в плоскости жесткого магнитного диска, который оснащен приводом вращения. Причем стирающее магнитное поле охватывает часть жесткого магнитного диска, которая лежит вне области перемещения магнитных головок, а в режиме стирания обеспечивает включение средств создания стирающего магнитного поля и привода вращения жесткого магнитного диска. При вращении жесткого магнитного диска магнитное поле пересекает всю его рабочую поверхность. Средство создания стирающего магнитного поля содержит соленоид, выполненный в виде катушки. Размер диаметра соленоида лежит в пределах 0,2-0,5 диаметра НЖМД, а край соленоида от центра НЖМД удален на расстояние 0,1-0,2 диаметра диска. Соленоид размещен вне области перемещения магнитных головок. Край соленоида сдвинут от центра НЖМД на 0,1-0,2 диаметра диска так чтобы создаваемое соленоидом стирающее магнитное поле пересекало при вращении диска всю его рабочую поверхность.
В режиме стирания записи привод вращения НЖМД и соленоид подключены к автономному источнику электропитания. Автономный источник электропитания имеет общий выключатель с источником электропитания средства создания стирающего магнитного поля. Привод вращения диска подключен к источнику электропитания компьютера и через устройство блокировки подключен к источнику автономного электропитания.
0
1
Недостатком этого устройства, относящегося к обеспечению информационной безопасности и используемого для экстренного удаления информации с НЖМД, является ограниченная область применения в силу того, что обеспечивается стирание информации только при параллельной ориентации вектора записи Нз, относительно плоскости носителя информации. При перпендикулярной ориентации вектора записи Нз происходит несоответствие углов между направлением стирающего поля и направлением векторов намагниченностей Мн и Мн, это приводит к остаточной намагниченности магнитных ячеек, то есть к неполному стиранию, что позволяет восстановить информацию. Дальнейшее значительное увеличение значения напряженности импульсного магнитного поля с целью стирания информации в этом устройстве не исключает остаточную намагниченность магнитных ячеек при стирании с перпендикулярной ориентацией вектора записи, что может быть использовано для восстановления записи. Это устройство имеет большое время стирания информации 10-30 мс и незащищенность от несанкционированного доступа во время записи и стирания информации. Отсутствует возможность экстренного уничтожения информации и сервисных устройств НЖМД, отсутствует встроенный контроль амплитудных значений напряженности магнитного поля в рабочем объеме размещения НЖМД.
Технический результат изобретения - повышенная надежность стирания информации при магнитном векторе записи, параллельном или перпендикулярном плоскости магнитного диска, сокращенное время стирания информации до 2,0 мс, что обеспечивает экстренное уничтожение информации с носителя без возможности восстановления записи и многократного использования НЖМД, повышенная степень защиты от несанкционированного доступа к информации на магнитном носителе, а также контроль в режиме реального времени амплитудного значения напряженности стирающего магнитного поля в рабочем объеме полеобразующей системы.
Описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами.
0
1
На фиг.1 показаны ориентации ортогональных векторов напряженности стирающих магнитных полей относительно вектора напряженности магнитного поля Нз записи информации на магнитный носитель, а также ориентация векторов намагниченности, соответствующих логическому нулю Мн и единице Мн цифровой информации для случая перпендикулярной записи.
На фиг.2 приведена блок-схема устройства для стирания записи информации с носителей на НЖМД.
На фиг.3 приведена принципиальная электрическая схема ключей для коммутации блоков.
На фиг.4 приведена принципиальная электрическая схема генератора сигнала прямоугольных импульсов.
На фиг.5 приведена принципиальная электрическая схема электронных ключей.
На фиг.6а приведены эпюры напряжений управляющих сигналов для режима работы устройства при несанкционированном срабатывании.
На фиг.6б приведены эпюры напряжений управляющих сигналов для санкционированного режима работы стирающего устройства.
На фиг.7 приведена принципиальная электрическая схема коммутатора тока.
На фиг.8 приведена принципиальная электрическая схема демпфирующего устройства.
На фиг.9 приведена принципиальная электрическая схема соединения четырех соленоидов полеобразующей системы и коммутирующих устройств.
На фиг.10 приведена принципиальная электрическая схема накопителя энергии на конденсаторах.
На фиг.11а приведено размещение НЖМД в полеобразующей системе, создающей импульсное магнитное поле с ориентацией его вектора напряженности параллельно вектору магнитного поля записи в свободном секторе НЖМД и перпендикулярно его плоскости в секторе, занятом магнитными головками. На фиг.11б приведено размещение НЖМД в полеобразующей системе, создающей импульсное магнитное поле с ориентацией его вектора напряженности перпендикулярно вектору напряженности магнитного поля записи в свободном секторе НЖМД и перпендикулярно его плоскости в секторе занятом магнитными головками.
На фиг.12 приведена принципиальная электрическая схема устройства переключения коммутирующих устройств.
На фиг.13 приведено пространственное размещение в системном блоке персональной ЭВМ (ПЭВМ) полеобразующей системы и устройства управления.
На чертежах цифры в блоках схем, записанные мелким шрифтом, обозначают номера входов и выходов блоков. В тексте описания изобретения эти цифры заключены в круглые скобки.
Перечень блоков заявляемого устройства
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что заявляемое устройство для стирания записи с носителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) содержит электронную и механическую части.
Электронная часть устройства содержит (фиг.2а, 2б, 9): датчик емкостей (ДЕ) 1; устройство индивидуального обнаружения (УИО) 2; первый, второй, третий, четвертый и пятый ключи (КЛ1) 3, (КЛ2) 4, (КЛ3) 5, (КЛ4) 40, (КЛ5) 33; аккумулятор (А) 6; зарядное устройство (ЗУ) 7; устройство подключения сети (УПС) 8; преобразователь напряжения (ПН) 9, стабилизатор напряжения (СТ) 10; микроконтроллер (МК) 11; генератор сигналов прямоугольных импульсов (Г) 12; первый и второй ключи электронные (КЭ1) 13 и (КЭ2) 14; устройство индикации (УИ) 15; накопитель энергии (НЭ) 16; коммутатор (К) 17; демпфирующее устройство (Д) 18; устройство переключения (УП) 19 коммутирующих устройств КУ1 и КУ2, изменяющих направление тока в соленоидах; электронный ключ (ЭК) 20, первое (УБ1) 21 (фиг.2б) и второе (УБ2) 42 (фиг.2а) устройства блокировки; первое и второе коммутирующее устройство (КУ1) 22 и (КУ2) 23 (фиг.2б); входной разъем питания (ВРП) 24 (фиг.2б); первый, второй, третий и четвертый соленоиды (С1) 25, (С2) 26, (С3) 27 и (С4) 28 (фиг.2б); источник питания ПЭВМ (ИП) 29 (фиг.2б); носитель на жестком магнитном диске НЖМД 30 (фиг.2б); линия задержки (ЛЗ) 31 (фиг.2а); полеобразующая система (ПС) 32 (фиг.2б); магнитные головки (МГ) 34 (фиг.11б); системный блок ПЭВМ (СБ) 35 (фиг.2б, 13); первый, второй и третий датчики Холла (ДХ1) 36, (ДХ2) 37, (ДХ3) 38 (фиг.9); делитель напряжения (ДН) 41 (фиг.2а).
Механическая часть устройства содержит: привод вращения носителя на жестком магнитном диске (ПВЖ) 39 (фиг.1б) и каркас системного блока (КСБ) 43 ПЭВМ (фиг.13).
Функциональное назначение блоков электронной части устройства и их конструктивное выполнение
Датчик емкостей (ДЕ) 1 (фиг.2а) предназначен для выработки тревожного сигнала при изменении значения тока в его цепи, вызванного изменение значения емкости, например, при несанкционированном приближении человека к системному блоку ПЭВМ СБ 35. Датчик емкостей (ДЕ) 1 имеет чувствительный элемент, который выполнен, например, в виде электронного устройства с чувствительной поверхностью, например датчик типа СМ18. ДЕ 1 имеет выход (1) сигнального, тревожного сигнала, вход (3) питания и клемму (2) общего нуля.
Устройство индивидуального обнаружения (УИО) 2 предназначено для распознавания человека с правом доступа к работе с заявляемым устройством и ПЭВМ, которое выполнено, например, в виде ультразвукового или оптического датчика с разрешением порядка 1 мкм, и имеет вход (1) чувствительно элемента, который распознает человека, допущенного к работе, вход (3) питания и клемму (2) общего «нуля».
Ключи КЛ1 3, КЛ2 4, КЛ3 5, КЛ4 40 предназначены для подачи электропитания на блок генератора Г 12 и ключ КЛ5 33 на соленоиды С1, С2, С3 и С4. Эти ключи имеют нормально открытый (НО) (фиг.3) контакт между клеммами (1-3) транзисторного ключа, который коммутируется через вход (4) сигнальный сигнала управления, предназначенного для замыкания НО контакта (1-3) ключей и клемму (2) общего «нуля».
Аккумулятор (А) 6 (фиг.2а) является вторичным источником питания электронной схемы устройства, который обеспечивает функционирование устройства стирания при всех режимах его работы и имеет выход (1) питания напряжением 12±0,5 В, вход (3) зарядного тока и клемму (2) общего «нуля».
Зарядное устройство ЗУ 7 имеет вход (1) питания напряжением 12±0,5 В и выход
(3) питания в интервале значений напряжения 12±0,5 В и клемму (2) общего «нуля».
Устройство подключения сети УПС 8 имеет вход (1) питания, первый (3) и второй
(4) выходы питания промышленной сети 220 В, 50 Гц и клемму (2) общего «нуля».
Преобразователь напряжения ПН 9 преобразует переменное напряжение 220 В, 50 Гц промышленной сети в постоянное напряжение 12±0,5 В и имеет вход (1) питания переменного напряжения, выход (3) питания постоянного напряжения и клемму (2) общего «нуля».
Стабилизатор СТ 10, (фиг.2а) имеет вход (1) питания постоянного напряжения 12±0,5 В, выход питания стабилизированного напряжения в интервале значений 5±0,1 В и клемму (2) общего «нуля». Микроконтроллер МК 11 служит для управления работой блоков электронной части устройства и имеет шесть входов:
- первый (1) - питания 5±0,1 В,
- второй (3) - питания 12±0,5 В,
- третий (4) - тревожного сигнала,
- четвертый (7) - сигнала с выхода накопителя энергии,
- пятый (14) - сигналов датчиков Холла, контролирующих значения напряженности стирающего магнитного поля с возможностью вторичного использования НЖМД,
- шестой (15) - сигнала датчика Холла, контролирующего значения напряженности стирающего магнитного поля, безвозвратно уничтожаемого НЖМД.
Кроме того, микроконтроллер МК 11 имеет девять выходов:
- первый (5) - сигнальный управляет работой генератора Г 12 и через него первым и вторым ключами электронными КЭ1 13 и КЭ2 14, зарядкой конденсаторов накопителя энергии НЭ 16 до значения напряжения, необходимого для стирания информации от 250 до 350 В с помощью магнитного поля полеобразующей системы, и до значения напряжения, необходимого для экстренного стирания и уничтожения НЖМД, не менее 850 В. При напряжении на конденсаторах накопителя энергии выше 800 В и при импульсном воздействии магнитный носитель одновременно подвергается воздействию импульсным значением напряженности магнитного поля Н более 800 кА/м и механическими силами: радиальной Fq, равной 12066,3Н, осевой Fh, равной 7259,4Н и касательной Fs, равной 1912,95Н, которые механически уничтожают составные части НЖМД.
- второй (6) - сигнальный управляет подачей питания, через коммутатор К 17 и первое КУ1 22 и второе КУ2 23 коммутирующее устройства, на соленоиды полеобразующей системы ПС 32 импульсного тока,
- третий (8) - сигнала, который через устройство УП 19 управляет с помощью КУ1 22 и КУ2 23 переключением первого С1 25 и второго С2 26 соленоидов (фиг.2б,9), полеобразующей системы 32,
- четвертый (9) - сигнала, который управляет свечением светодиодов «питание» устройства индикации УИ 15,
- пятый (10) - сигнала, который управляет свечением группы светодиодов «внимание» идет зарядка аккумулятора,
- шестой (11) - сигнала, который управляет свечением группы светодиодов «готов - запуск» устройства для стирания информации,
- седьмой (12) - сигнала, который управляет свечением светодиодов «уничтожена» информация, что сигнализирует об уничтожении магнитной пленки на диске,
- восьмой (13) - сигнала, который управляет пятым ключом КЛ5 33 (фиг.2а) подачи питания на третий 27 и четвертый 28 соленоиды (фиг.2б) полеобразующей системы 32 для создания магнитного поля экстренного - сверхбыстрого, безвозвратного уничтожения НЖМД,
- девятый (16) - сигнала, который управляет устройством переключения УП 19, которое переключает (фиг.2а,б и 9) коммутирующие устройства для изменения направления тока, протекающего по силовым цепям соленоидов, тем самым изменяя направление векторов магнитных полей.
Генератор Г 12 предназначен для создания прямоугольных импульсов сигналов, например, в форме «меандра», обеспечивающих поочередное включение ключей электронных КЭ1 и КЭ2 для заряда накопителя энергии до необходимого значения напряжения в зависимости от режима работы устройства стирания. При стирании информации напряжение на конденсаторах не более 350 В, а при экстренном уничтожении не менее 800 В.
При разряде конденсаторов К1-К6 (фиг.10) накопителя энергии его электрическая энергия преобразуется в полеобразующей системе в стирающее импульсное магнитное поле и в механическую силу, действующую на составные части НЖМД и способную их разрушить.
Генератор Г 12 имеет первый (1) и второй (3) входы питания и третий вход (5) сигнальный, который приостанавливает работу генератора по сигналу с микроконтроллера МК 11 с (5) сигнального выхода при напряжении на накопителе энергии НЭ 16, достигшем заданного уровня для стирания информации или экстренного уничтожения записи магнитной головки, выход (4) сигнальный и клемму (2) общего «нуля».
Первый и второй ключи электронные КЭ1 13 и КЭ2 14 (фиг.5) предназначены для поочередной коммутации цепей посредством замыкания НО контакта (4-3), управляющего сигналами, поступающими на вход (1) сигнальный генератора Г 12.
Эти ключи имеют первый вход (1) сигнальный, второй вход (4) питания, выход (3) питания и клемму (2) общего «нуля».
Устройство индикации (УИ) 15 имеет два светодиода типа ЗЛ341К и ЗЛ341Г, клемму (2) общего «нуля» (фиг.2а) и пять сигнальных входов:
- первый (1) - сигнальный «питания»,
- второй (3) - «внимание» идет зарядка аккумулятора,
- третий (4) - «готов запуск» - устройство готово к стиранию,
- четвертый (5) - «уничтожена» - информация стерта, в обоих режимах информация стирается, а в режиме экстренного уничтожения информации дополнительно механически выводится из рабочего состояния магнитные головки,
- пятый (6) - сигнализирует о переключении соленоидов устройством переключения УП 19 полеобразующей системы 32.
Накопитель энергии (НЭ) 16 (фиг.10) выполнен в виде блока конденсаторов с рабочим напряжением 1000 В и общей емкостью не менее 2000 мкФ, имеет первый выход (3) питания, второй выход (4) сигнальный, вход (1) импульсного питания и клемму (2) общего «нуля».
Коммутатор (К) 17 (фиг.7) предназначен для коммутации тока и имеет первый вход (1) питания и второй вход (3) сигнальный управления питанием соленоидов полеобразующей системы 32 и выход (2) питания.
Демпфирующее устройство (Д) 18 (фиг.8) предназначено для формирования однополярных импульсов тока и имеет вход (1) питания и клемму (2) общего «нуля».
Устройство переключения (УП) 19 (фиг.12) предназначено для переключения ключей КУ1 22 и КУ2 23 и имеет первый (1) и второй (4) входы сигнальные, сигналы поступают с выходов (8) и (16) сигнальных микроконтроллера МК 11, и два выхода (3) и (5) сигнальные, которые управляют ключами КУ1 22 и КУ2 23, переключающимися в соответствии с заданной программой микроконтроллера МК 11, заменяя функции входных - выходных контактов (1) и (2) первого С1 25 и второго С2 26 соленоидов на выходные и наоборот, а также клемму (2) общего «нуля».
Электронный ключ (ЭК) 20 имеет первый вход (1) питания, второй вход (4) для управления, выход (3) питания 220 В, 50 Гц и клемму (2) общего «нуля».
Первое устройство блокировки (УБ1) 21 имеет четыре входа и два выхода и представляет собой, например, (фиг.2б) две пары включенных встречно диодов для одновременного их подключения к аккумулятору А 6, через первый вход (1) питания 12 В и второй вход (2) питания 5 В к источнику электрического питания ИП 29 (фиг.2б). ПЭВМ через вход (3) питания 12 В и вход (4) питания 5 В, выход (5) питания 5 В и выход питания 12 В обеспечивают работу привода НЖМД в случае, когда НЖМД работает в штатном режиме при включенной ПЭВМ. В этом случае в штатном режиме аккумулятор А 6 не оказывает влияния на работу устройства. Когда ПЭВМ выключена, питание НЖМД, в режиме экстренного стирания и уничтожения НЖМД без возможности его дальнейшего восстановления, осуществляется от аккумулятора А 6.
Второе устройство блокировки УБ2 42 имеет два входа (1) и (2) питания и выход (3) питания и представляет собой, например, (фиг.2а), пару диодов, включенных встречно для одновременного их подключения устройств, питающихся от 5 В, через ключ КЛ 35 к аккумулятору А6 и делителя напряжения ДН 41 к источнику переменного напряжения 220 В, 50 Гц через преобразователь напряжения ПН 9 и стабилизатор СТ 10.
Первое и второе коммутирующие устройства (КУ1) 22 и (КУ2) 23 (фиг.2б,9) имеют первый (1) вход питания, второй вход (5) сигнальный управления, два входа-выхода (3) и (4) питания и клемму (2) общего «нуля».
Входной разъем питания (ВРП) 24 (фиг.28) предназначен для подачи напряжения питания промышленной сети 220 В, 50 Гц на ПЭВМ при ее штатной работе и имеет вход (1) питания и клемму (2) общего «нуля». Пунктиром обозначена электрическая связь входного разъема с источником питания 29 ПЭВМ.
Соленоиды С1 25, С2 26, С3 27 и С4 28 предназначены для создания импульсных магнитных полей с векторами напряженности суммарного импульсного магнитного поля, направленными параллельно и перпендикулярно плоскости магнитного диска (фиг.11а, 11б), что достигается векторным суммированием магнитных полей, направленных перпендикулярно плоскости магнитного диска носителя информации, и векторами, направленными навстречу друг другу под углами 90° или 270°, и векторным суммированием напряженностей импульсных магнитных полей с векторами, направленными в одну сторону под углами 90° или 270°.
Соленоиды закреплены в корпусе полеобразующей системы, который выполнен из немагнитного материала, например пластмассы. Корпус выполнен в виде коробки в форме параллелепипеда, внутри которой закреплены кольцевые соленоиды, залитые компаундом на эпоксидной основе (фиг.11а, б).
Соленоиды С3 27 и С4 28 своей плоской стороной расположены параллельно рычагу перемещения головок, магнитным головкам чтения записи и приводу головок.
Соленоиды С3 27 и С4 28 выполнены в виде плоских кольцевых электрических катушек - спиралей. Диаметры соленоидов лежат в пределах 0,2-0,5 диаметра НЖМД.
Соленоиды С1 25 и С2 26 размещены вне области перемещения магнитных головок. Края соленоидов сдвинуты от центра НЖМД на 0,1-0,2 диаметра диска и так, чтобы создаваемое соленоидом стирающее магнитное поле пересекало при вращении диска всю его рабочую поверхность.
Толщина всех соленоидов одинаковая и много меньше их диаметров (от 0,1 их диаметров меньше).
Диаметры соленоидов С1 25 и С2 26 меньше половины диаметра магнитного диска, но больше ширины дорожек записи.
Диаметры соленоидов С3 27 и С4 28 меньше половины диаметра магнитного диска. Первый C1 25, второй С2 26 и третий С3 27, четвертый С4 28 соленоиды в корпусе полеобразующей системы расположены попарно, и в паре соосно один над другим с зазором для размещения НЖМД (фиг.11a, б). Диаметры соленоидов в паре равны между собой. Диаметры соленоидов С3 27 и С4 28 больше диаметров соленоидов C1 25 и С2 26.
Соленоиды C1 25 и С2 26 (фиг.9) имеют первый (1) и второй (2) входы питания. Вектора напряженности магнитных полей соленоиды C1 25 и С2 26, при работе устройства стирания информации, путем их переключения, могут быть направлены в одну или в противоположные стороны.
Соленоиды С3 27 и С4 28 имеют вход (1) питания и выход (2), который у соленоида С4 28 является клеммой (8) общего нуля полеобразующей системы ПС 32. Эти соленоиды в паре соединены последовательно, и так что вектора напряженности их магнитных полей направлены в одну сторону.
Источник питания ИП 29 (фиг.2б) при штатной работе ПЭВМ обеспечивает питание привода вращения НЖМД и имеет первый выход (1) питания 12 В, второй выход (3) питания 5 В, клемму (2) общего «нуля» и вход питания 220 В, 50 Гц, который на фиг.2б обозначен пунктирной линией.
Магнитный носитель информации НЖМД 30 (фиг.2б, 9) имеет первый вход (1) питания 12 В и второй вход (2) питания 5 В.
Линия задержки Л3 31 (фиг.2а) предназначена для задержки сигнала генератора Г 12 прямоугольной формы типа «меандр» на половину периода (Т/2) прямоугольных импульсов и имеет вход (1) и выход (2) сигнальные.
Полеобразующая система (ПС) 32 (фиг.2б, 11а, 11б) имеет четное число соленоидов не менее четырех и не менее трех датчиков Холла, которые установлены на корпусе полеобразующей системы 32 чувствительной стороной навстречу векторам напряженности магнитных полей.
Полеобразующая система ПС 32 имеет шесть входов и три выхода и клемму (8) общего «нуля». Входы (1), (2), (3), (4), (5) и (6) питания соленоидов, первый (6) питания, второй (9) и третий (10) выходы сигнальные.
Магнитные головки (МГ) 34 (11б) входят в состав НЖМД и имеют рабочий сектор, который полностью охватывается импульсным магнитным полем при экстренном уничтожении информации и НЖМД без возможности его восстановления и повторного применения.
Системный блок ПЭВМ СБ 35 (фиг.2б) получает питание от промышленной сети 220 В, 50 Гц через входной разъем ВРП 24 и имеет вход (1) и первый (2) 12 В и второй (3) 5 В входы, входы (6), (7), (8), (9) и (10) питания полеобразующей системы ПС 32 и первый (4) и второй (5) выходы сигнальные.
Первый ДХ1 36 и второй ДХ2 37 датчики Холла установлены на немагнитном корпусе полеобразующей системы соленоидов С1 25, С2 26 и предназначены для измерений амплитуд магнитного поля соленоидов и имеют выход (1) сигнальный и чувствительный элемент, выполненный, например, как полупроводниковый элемент, реагирующий на изменение напряженности магнитного поля с вектором параллельно (ДХ1 36) и перпендикулярно (ДХ2 37) плоскости магнитного носителя информации.
Третий датчик Холла ДХ3 38 установлен на немагнитном корпусе полеобразующей системы в области размещения соленоидов С3 27, С4 28 и предназначен для измерения амплитуды магнитного поля этих соленоидов и имеет выход (1) сигнальный и чувствительный элемент, выполненный, например, как и в первом случае, и реагирующий на изменение напряженности магнитного поля с вектором перпендикулярно плоскости магнитного носителя информации.
Делитель напряжения ДН 41 (фиг.2а) имеет вход (1) питания 12 В и выход (3) питания 5 В и клемму общего «нуля».
Выполнение блоков механической части
Привод вращения жесткого диска ПВЖ 39 входит в состав магнитного носителя информации (НЖМД) 30, и имеет два входа питания, которые являются первым (1) и вторым (2) входами НЖМД.
Каркас системного блока КБ 43 (фиг.13) имеет посадочное отверстие для размещения НЖМД и места для размещения полеобразующей системы ПС 32 и первого устройства блокировки УБ1 21.
Соединение блоков электронной части устройства стирания
Выход (3) питания устройства подключения сети УПС 8 соединен с входом (1) питания преобразователя напряжения ПН 9 (фиг.2а, б).
Выход (3) питания преобразователя напряжения ПН 9 соединен с входом (1) питания стабилизатора СТ 10, с входом (1) питания зарядного устройства ЗУ 7, с входом (1) питания ключа четвертого КЛ4 40, с входом (3) питания генератора Г 12, с входами (4) питания первого КЭ1 13 и второго КЭ2 14 ключей электронных.
Зарядное устройство ЗУ 7 выходом (3) питания соединено с входом (3) питания аккумулятора А 6.
Выход (1) питания аккумулятора А 6 соединен с входами питания (1) ключей: первого КЛ1 3, второго КЛ2 4 и третьего КЛ3 5 и с входами питания устройства индивидуального обнаружения УНО 2, с входом питания датчика емкостей ДЕ 1.
Выход (4) устройства индивидуального обнаружения УНО 2 соединен с входом сигнальным (4) первого ключа КЛ1 3.
Выход (3) сигнальный управления третьего ключа КЛ3 5 соединен с входом управления четвертого колюча КЛ4 40, входом (1) питания делителя напряжения ДН 41, с входом (4) сигнальным управления электронного ключа Эк 20 и с входом (1) 12 В первого устройства блокировки УБ 1 21 (фиг.2б).
Выходы (6) 12 В и (5) 5 В первого устройства блокировки соединены со входами (1) и (2) магнитного носителя информации НЖМД.
Выход (1) датчика емкостей ДЕ 1 соединен с входом и сигнальным второго ключа КЛ2 4.
Выход (3) первого ключа КЛ1 3 соединен с выходом (3) второго ключа КЛ2 4 и входом (4) третьего ключа КЛ3 5.
Выход (3) делителя напряжения ДН 41 соединен с входом (1) питания второго устройства блокировки УБ2 42.
Выход (3) второго устройства блокировки УБ2 42 соединен с входом (6) сигнальным устройства индикации УИ 15, который управляет подачей питания на соленоиды полеобразующей системы, и соединен входом (2) питания первого устройства блокировки УБ1 21 (фиг.2б).
Выход (3) сигнальный электронного ключа ЭК 20 соединен с входом (1) разъема питания ВРП 24, выход (3) штатный которого соединен или подключен проводной связью к входу источника питания ПЭВМ ИП 29, выходы (1) и (2) которого соединены с входами (3) и (4) сигнальными первого устройства блокировки УБ1 21 (фиг.2б).
Выход (3) четвертого ключа КЛ4 40 соединен с входом (1) сигнальным генератора Г 12.
Выход (4) сигнала прямоугольной формы генератора Г 12 соединен с входом (1) управляющим сигнальным первого ключа электронного КЭ1 13 и входом (1) линии задержки ЛЗ 31, выход которой соединен с входом (1) второго ключа электронного КЭ2 14.
Выходы (3) сигнальный первого КЛ1 13 и второго КЛ2 14 ключей электронных соединены с входом (1) накопителя энергии НЭ 16, выход (3) которого соединен с входом (1) коммутатора К 17.
Выход (2) коммутатора К 17 соединен с входом (1) демпфирующего устройства Д 18, с входом (1) пятого ключа КЛ5 33 и с входами (1) сигнальным первого КУ1 22 и второго КУ2 23 коммутирующих устройств (фиг.2б).
Выход (3) сигнальный пятого ключа КЛ5 33 соединен с входом (1) соленоида С3, который последовательно соединен соленоидом С4 (фиг.2б) полеобразующей системы ПС 32.
Входы микроконтроллера МК 11 соединены:
- первый вход (1) питания 5±0,1 В соединен с выходом (3) стабилизатора СТ 10 и входом (2) питания второго устройства блокировки УБ2 42,
- второй вход (3) питания 12±0,5 В соединен с выходом (3) преобразователя напряжения ПН 9,
- третий вход (4) сигнальный тревожного сигнала соединен с выходом (1) датчика емкостей ДЕ 1,
- четвертый вход (7) сигнала соединен с выходом (4) накопителя энергии НЭ 16,
- пятый вход (14) сигнала датчика Холла соединен с выходом (1) сигнальным ДХ1 36 и ДХ2 37, контролирующего значения напряженности стирающего магнитного поля с возможностью вторичного использования НЖМД,
- шестой вход (15) сигнала датчика Холла соединен с ДХ3 38, контролирующего значения напряженности стирающего магнитного поля, безвозвратно уничтожаемого НЖМД.
Кроме того, выходы микроконтроллера МК 11 соединены:
- первый выход (5) сигнальный соединен с входом (5) сигнальным генератора Г 12,
- второй выход (6) сигнальный соединен с входом (3) коммутатора К 17,
- третий выход (8) сигнальный соединен с входом (1) устройство правления УП 19,
- четвертый выход (9) сигнальный (управляет свечением светодиодов «питание») соединен с входом (1) устройства индикации УИ 15,
- пятый выход (10) сигнальный (управляет свечением группы светодиодов «внимание», идет зарядка аккумулятора) соединен с входом (3) устройства индикации УИ 15,
- шестой выход (11) сигнальный (управляет свечением группы светодиодов «готов - запуск» устройства для стирания информации) соединен с входом (4) устройства индикации УИ 15,
- седьмой выход (12) сигнальный (управляет свечением светодиодов «уничтожена» информация) соединен с входом (5) устройства индикации УИ 15,
- восьмой выход (13) сигнальный соединен с входом (4) пятого ключа КЛ5 33, который управляет включением этого ключа,
- девятый выход (16) сигнальный соединен с входом (4) переключения УП 19, который изменяет направление тока силовых цепей соленоидов.
Выходы (5) и (3) устройства переключения УП 19 соединены с соответствующими входами (5) первого КУ1 22 и второго КУ2 23 коммутирующих устройств.
Входы-выходы (3) и (4) первого КУ1 22 коммутирующего устройства соединены с входами-выходами первого соленоида С1 25, а входы-выходы (1) и (2) второго КУ2 23 коммутирующего устройства соединены с входами-выходами (1) и (2) второго соленоида С2 26.
Соединены клеммы общего «нуля» следующих блоков устройства стирания информации: датчика емкостей ДЕ 1, устройства индивидуального обнаружения УИО 2, пяти ключей КЛ1 3, КЛ2 4, КЛ3 5, КЛ4 40, КЛ5 33, аккумулятора А 6, зарядного устройства ЗУ 7, устройства подключения сети УПС 8, преобразователя напряжения ПН 9, стабилизатора напряжения СТ 10; микроконтроллера МК 11, генератора сигналов прямоугольных импульсов Г 12, двух ключей электронных КЭ1 13 и КЭ2 14, устройства индикации УИ 15, накопителя энергии НЭ 16, демпфирующего устройства Д 18, устройства переключения УП 19, электронного ключа ЭК 20, входного разъема питания ВРП 24, источника питания ПЭВМ ИП 29, делителя напряжения ДН 41 и выхода соленоида С4 28.
Работа устройства стирания информации
Устройство для экстренного стирания записи с носителей на жестких магнитных дисках работает следующим образом.
При подаче на устройство стирания электропитания промышленной сети 220 В, 50 Гц с устройства подключения сети 8 (фиг.2а, 6а, б), через преобразователь переменного напряжения в постоянное 9 и зарядное устройство 7, автономный источник питания, аккумулятор 6 подзаряжается (фиг.6а, К). Сигналы, поступающие на входы (1) электропитания и (3) сигнального микроконтроллера 11 (фиг.6а, В), в соответствии с заложенной в него программой, с его выходов (9) и (10) поступают на входы (1) и (3) сигнальных устройств индикации 15 (фиг.4, 6б) на вход (6) электропитания, которое поступает с выхода (3) питания стабилизатора 10 через второе устройство блокировки 42 (фиг.6б, Л), где светодиоды обеспечивают сигнализацию о подаче электропитания на блоки электронной части устройства стирания.
Подача электропитания с устройства подключения сети 8 осуществляется с его выхода (4) питания по силовым цепям. Переменный ток промышленной сети поступает на вход (1) электропитания преобразователя напряжения 9. В преобразователе 9 переменное напряжение преобразуется в стабилизированное постоянное напряжение в интервале значений 12-14 В (фиг.3, 6б). С выхода (3) питания преобразователя напряжения 9 постоянное напряжение поступает на вход (1) питания ключа 40 (фиг.6б, М) на вход (1) питания зарядного устройства 7, на сигнальный вход (3) микроконтроллера 11 и на вход (1) питания стабилизатора 10. Напряжение заряда плюс 12-14 В поступает на клемму (3) (фиг.3, 2а) заряда аккумулятора 6 с выхода (2) питания зарядного устройства 7. Аккумулятор работает в буферном режиме и при снижении напряжения на нем ниже плюс 10,5 В осуществляется его подзарядка. В момент санкционированного срабатывания устройства индивидуального обнаружения 2 (фиг.6б), например «потребителя» с его выхода (4) сигнал через включенный ключ 3, 5 и 20 (фиг.6б,Г,Д,Е), а также через входной разъем питания 24 системного блока 35 ПЭВМ (фиг.2б), напряжение питания промышленной сети поступает в источник питания 29 с выходов (1) и (3) питания, которое через входы (3) и (4) питания и выходы (6) и (5) питания первого устройства блокировки 21 (фиг.6б, И) запитывает привод НЖМД. Магнитный носитель информации 30 начинает вращаться.
Включение промышленной сети и подключение аккумулятора 6 для подачи электропитания на блоки электронной части устройства стирания происходит одновременно, поэтому электронная часть устройства автоматически создает сигналы управления и контроля параметров импульсного магнитного поля полеобразующей системы 32 при вращающемся магнитном носителе информации 30.
Участки магнитного носителя информации 30 с записью проходят через сектор действия стирающего магнитного поля вектором направленности параллельно при режиме стирания записи с возможностью повторного использования НЖМД или перпендикулярно плоскости магнитного носителя информации 30 при режиме уничтожения без возможности повторного использования НЖМД (фиг.11а). В соответствии с программой микроконтроллера 11 (фиг.6б, В) по сигналам, поступающим с выходов (8) и (16) сигнальных на входы (1) и (4), сигнальные устройства переключения 19 (фиг.2а, 12, 6б, Т) обеспечивают в секторе охватывающим более 50% площади магнитного носителя информации 30 с помощью соленоидов 25 и 26 (фиг.2б,11a, б) с изменяющимися по направлению векторами напряженности магнитного поля, которым стирается запись. Поскольку в этот момент в секторе расположения магнитных головок 34 (фиг.11б) напряженность стирающего магнитного поля мала не более 400 кА/м, она не приводит к деформации привода магнитных головок 34. Это обстоятельство позволяет обеспечить повторное использование НЖМД после стирания записи импульсным магнитным полем, имеющим вектор напряженности как параллельно (фиг.11а), так и вертикально (фиг.11б) относительно плоскости магнитного носителя информации 30. Время, за которое жесткий магнитный диск делает полный оборот, составляет 10-30 мс. Устройство стирания позволяет стирать запись с магнитного носителя информации 30 за половину оборота диска менее чем за 5 мс.
При работе устройства стирания записей от автономного источника питания, аккумулятора 6 при замыкании НО контактов (1-3) ключа 5 (фиг.2а) на вход (1) питания делителя напряжения 41 и с его выхода (3) питания на вход (1) питания второго устройства блокировки 42 (фиг.6б, Л) поступает питание 5 В (фиг.2б), которое с выхода (3) питания второго устройства блокировки 42 поступает на вход (2) питания первого устройства блокировки 21, обеспечивая совместность работы обоих источников питания (фиг.6а, Е, Ж, З), которые с помощью двух пар встречно включенных диодов блокируют питание стабилизатора 10 и запитывают привод НЖМД.
При отсутствии промышленной сети и включенной ПЭВМ поступающее питание от аккумулятора 6 заставляет работать привод магнитного носителя 30, вращая диск. В случае поступления тревожного сигнала, при несанкционированном допуске к ПЭВМ срабатывает датчик емкостной 1 (фиг.6а, Б), сигнал с его выхода (1) сигнального поступает на вход (4) сигнальный НО ключа 4 (фиг.6а, Б), в котором замыкает контакты (1-3), и на вход (4) сигнальный микроконтроллера 11 (фиг.6а, В), сигнал с выхода (3) сигнального ключа, и поступает на вход (4) сигнальный НО ключа 5 (фиг.6а, Г) контакты (1-3), которого замыкаются, чем обеспечивают, при отсутствии на входе (1) питания устройства переключения сети 8 переменного напряжения питания промышленной сети, подключение от аккумулятора 6 питания привода магнитного носителя информации 30 НЖМД, который начинает вращаться (фиг.6а, Д, Е, Ж, З). Одновременно с выхода (3) сигнального ключа 5 поступает сигнал управления на вход (4) сигнальный ключа 40 (фиг.2а, З) и (фиг.6а, И), который замыкает свой НО контакт (1-3), и напряжение питания 12 В от аккумулятора 6 поступает на первый вход (1) сигнальный генератора 12 (фиг.2а), который начинает вырабатывать прямоугольные импульсы напряжения (фиг.6а, К), например, формы «меандр» с генератора 12 подаются на вход (1) сигнальный первого ключа электронного 13 (фиг.6а, М) и через линию задержки 31 (фиг.2а), которая обеспечивает задержку сигнала прямоугольной формы на половину периода Т/2 повторения импульсов (фиг.6а, Л) на вход (1) сигнальный второго ключа электронного 14 (фиг.6а, Н).
Ключи электронные собраны на транзисторах типа VT1, VT2, VT3 (фиг.5). При подаче положительных сигналов (фиг.6а, М, Н) на сигнальные входы (1) первого 13 и второго 14 ключей электронных (фиг.5) течет ток питания от аккумулятора 6 и через катушку L1 (фиг.5), поступает на вход (4) ключей электронных 13 и 14 и открытый транзистор VT3 на общий «нуль». При подаче напряжения низкого уровня (5 В) на вход (1) сигнальный первого 13 и второго 14 ключей электронных транзистор VT3 закрывается (фиг.5), а ток в катушке L1 не может моментально уменьшиться. В результате на стоке транзистора VT3 возникает скачек напряжения, который через диод VD1 выхода (3) заряжает накопитель энергии 16. Зарядка конденсаторов (фиг.10) накопителя энергии 16 происходит поочередно от генератора 12, через первый 13 и второй 14 ключи электронные. В первую очередь, от ключа 13 и в первую половину периода (фиг.6а, М) сигнала генератора 12 (фиг.6а, Е), а от ключа 14 во вторую половину периода (фиг.6а, Н), с запаздыванием по времени на Т/2, что обеспечивает сокращение времени зарядки конденсаторов накопителя 16, в случае полного разряда до 2 секунд, а в экстренном случае уничтожения информации при включенном устройстве, время на подзарядку конденсаторов составляет менее 1 мс.
Многократное повторение этого цикла обеспечивает поддержание уровня значения напряжения на конденсаторах K1-К6 накопителя энергии 16 (фиг.10) до уровня требуемого напряжения 850 В±5% (фиг.6а, О). Формы напряжения сигналов на выходе (3) питания ключей 13 и 14 приведены на фиг.6а, М, Н. Уровень требуемого напряжения стирания с носителя на жестких магнитных дисках с возможностью повторного использования устанавливается в пределах от 200 до 350 В. При достижении требуемого уровня напряжения, например, за время менее 1 мс, оно поступает на вход (1) питания коммутатора 17 (фиг.7). В этот момент с выхода (4) сигнального накопителя энергии 16 в виде управляющего сигнала на вход (7) сигнальный микроконтроллера 11 поступает сигнал о накоплении на конденсаторах K1-К6 энергии требуемого напряжения (фиг.6а, Б, В). В соответствии с заложенной программой в микроконтроллере 11 формируются управляющие импульсы, которые с его выхода (6) сигнального поступают на вход (3) сигнальный коммутатора 17. Коммутатор 17 (фиг.7) запускается, и через его вход (1) питания происходит разряд конденсаторов K1-К6 накопителя энергии 16, формируя на выходе (2) импульс тока (фиг.6а, 6б, К, П).
Значение тока для экстренного стирания информации с магнитного носителя 30 и уничтожения его, без возможности повторного использования, превышает 50000 А.
Для стирания записей с магнитного носителя информации НЖМД 30 с возможностью его повторного использования управляющий сигнал с того же выхода (6) микроконтроллера 11 по установленной программе запускает коммутатор 17, через выход (2) питания которого разряжается накопитель энергии 16 (фиг.10), формируя импульс тока более 20000 А. Сигнал, определяющий уровень напряжения заряда и разряда конденсаторов по цепи через резистор R1 (фиг.10), с выхода (4) сигнального накопителя энергии 16 поступает на вход (7) микроконтроллера 11, который формирует на своем выходе (11) сигнальном управляющий сигнал (фиг.6а, В и фиг.6б, В), поступающий на вход (4) сигнальный, управляющий светодиодами, индицирующими «готов - запуск».
По программе, установленной в микроконтроллере 11 в соответствии с режимом стирания с возможностью повторного использования НЖМД, устройство переключения 19 (фиг.2а, 12), управляющими сигналами с выходов (8) и (16) сигнальных (фиг.6б, Т) микроконтроллера 11 (фиг.2а) поочередно переключаются, формируя сигналы для переключения первого 22 и второго 23 коммутирующие устройства (фиг.2б). Ток разряда с выхода (2) питания коммутатора 17 (фиг.7) в виде импульсного тока течет по цепям, соединяющим полеобразующую систему 32 через первое 22 и второе 23 коммутирующие устройства.
Переключение коммутирующих устройств по программе микроконтроллера 11 позволяет изменять направление импульсного тока, разряда конденсаторов К1-К6 накопителя энергии 16, протекающего по цепям, соединенным с соленоидами 25 и 26, создавая импульсные магнитные поля с векторами направленности магнитного поля, перпендикулярно к плоскости магнитного носителя (фиг.11б) или параллельно к его плоскости (11а).
В положении замкнутых контактов (1-2; 5-4) коммутирующих устройств 22 и 23 (фиг.9) при разряде конденсаторов К1-К6 накопителя энергии 16 импульсные токи (фиг.6б, Т, У), протекающие через соленоиды 25 и 26 полеобразующей системы 32, создают суммарное импульсное магнитное поле, вектор направленности которого параллелен плоскости магнитного носителя информации (фиг.11а).
В положении замкнутых контактов (1-3; 5-6) коммутирующих устройств 22 и 23 (фиг.9) при разряде конденсаторов К1-К6 накопителя энергии 16 импульсный ток, протекающий через соленоиды 25 и 26, изменяет свое направление на обратное и в полеобразующей системе 32 создает суммарное импульсное магнитное поле, вектор направленности которого будет параллелен плоскости магнитного носителя информации.
В положении замкнутых контактов (1-2; 5-4) коммутирующих устройств 22 и 23 и замкнутых контактов (1-3; 5-6) во втором коммутирующем устройстве 23 (фиг.9) ток, протекающий через соленоиды 25 и 26 (фиг.6б, Т, У), создает суммарное импульсное магнитное поле с вектором напряженности, направленным перпендикулярно плоскости магнитного носителя НЖМД 30 (фиг.11б), по углом 90 градусов со значением напряженности магнитного поля, необходимым для стирания записи с НЖМД 30 с возможностью повторного использования магнитного носителя информации 30.
В положении замкнутых контактов (1-3; 5-6) коммутирующих устройств 22 и 23 и замкнутых контактов (1-2; 5-4) во втором коммутирующем устройстве 23 (фиг.9) ток, протекающий через соленоиды 25 и 26, создает суммарное импульсное магнитное поле с вектором напряженности, направленным перпендикулярно плоскости магнитного носителя НЖМД 30, по углом 270 градусов со значением напряженности суммарного магнитного поля, необходимым для стирания записи с НЖМД 30 с возможностью повторного использования магнитного носителя информации 30.
Суммарная напряженность магнитного поля, создаваемая соленоидами 25 и 26 полеобразующей системы 32, регистрируется первым 36 или вторым 37 датчиками Холла (фиг.2б, 9, 11), в зависимости от направления вектора напряженности суммарного магнитного поля датчики Холла 36 и 37 своими чувствительными элементами обращены навстречу вектору суммарного магнитного поля.
Датчик Холла 36 регистрирует (фиг.6б, Х) наличие и значение напряженности суммарного импульсного поля, направленного перпендикулярно плоскости магнитного носителя информации 30 (фиг.6б, Ф).
Датчик Холла 37 регистрирует наличие и значение напряженности суммарного импульсного поля, направленного параллельно плоскости магнитного носителя информации 30 (фиг.11а, 11б).
С выхода (1) сигнального датчиков Холла 36 и 37 сигналы поступают на вход (15) сигнальный микроконтроллера 11, в соответствии с установленной программой формирует сигналы на выходе (12) сигнальном, которые поступают на вход (5) сигнальный устройства индикации 15 (фиг.6б, У), управляющие, например, группой светодиодов, установленных в устройстве индикации 15.
Ориентация направленности вектора напряженности суммарного импульсного магнитного поля, создаваемого соленоидами 25 и 26 полеобразующей системы 32 перпендикулярно или параллельно плоскости магнитного носителя 30 (фиг.1, 2б, 11), изменяется при переключении устройства переключения 19 (фиг.2а).
Значение напряженности магнитного поля, необходимое для стирания записи с НЖМД с возможностью его повторного использования, не более 400 кА/м.
Устройство для экстренного стирания записи с носителей на жестких магнитных дисках уничтожает информацию в момент времени, когда датчик емкостной 1 вырабатывает тревожный сигнал с выхода (1) сигнального, который поступает на вход (4) сигнальный микроконтроллера 11. Заряженные конденсаторы К1-К6 (фиг.10) накопителя энергии 16 до значения напряжения более 850 В в этот момент контролируются сигналом, поступающим с выхода (4) сигнального накопителя энергии 16 на вход (7) сигнальный микроконтроллера 11. Микроконтроллер 11 по установленной программе выдает команды с выхода (13) (фиг.6а, В) сигнального на вход (4) сигнальный, НО контакт ключа 33. Контакты (1-3) ключа 33 замыкаются. С выхода (2) питания коммутатора 17 и НЗ контакта (1-3) ключа 33 по сигналу, поступающему с выхода (6) сигнального микроконтроллера 11 на вход (3) сигнальный коммутатора 17, конденсаторы К1-К6 накопителя энергии 16, заряженные до напряжения более 850 В (фиг.6а, О), разряжаются. С выхода (3) питания через НЗ контакт ключа 33 на вход (1) питания соленоида 27, соединенного последовательно с соленоидом 28 полеобразующей системы 32, течет импульсный ток, создавая в них импульсные магнитные поля, суммирующиеся в рабочем объеме полеобразующей системы 32 с вектором, направленным перпендикулярно плоскости магнитного носителя информации 30. Это поле пронизывает сектор, в котором располагаются магнитные головки 34 (фиг.11б), и поскольку значение напряженности суммарного магнитного поля велико, более 800 кА/м, то воздействие этого поля приводит к механической деформации привода магнитных головок 34 и к полному уничтожению информации на магнитном носителе при любых видах записи. После такого воздействия магнитный носитель информации 30 становится безвозвратно разрушен, поэтому не может быть использован вторично.
Третий датчик Холла ДХЗ 38 (фиг.6а, Р) фиксирует значение напряженности суммарного импульсного магнитного поля, создаваемого соленоидами 27 и 28 полеобразующей системы 32. С выхода (1) сигнального датчика Холла 38 на вход (15) сигнальный микроконтроллера 11, а с него на вход (5) устройства индикации 15 с выхода (12) сигнального микроконтроллера 11 поступает сигнал об экстренном уничтожении информации с носителя НЖМД 30. Время уничтожения информации при работающем приводе вращения жесткого магнитного диска в режиме работы устройства экстренного стирания менее 3 мс.
Реализация устройства стирания записи
Электронная часть устройства выполнена по блок-схеме фиг.2а, 2б, в которой используются следующие комплектующие изделия.
1. Датчик емкостной, чувствительный элемент которого по мере приближения злоумышленника, нарушившего контролируемую зону, к чувствительной поверхности датчика изменяет свои параметры, увеличивая выходное напряжение, которое обеспечивает формирование тревожного сигнала, поступающего на вход пороговой системы. Пороговая схема датчика вырабатывает сигнал управления для дальнейшего запуска устройства уничтожения информации. Использован датчик типа CM18PTFF, СМ18, CM30DC, CV30AC.
2. Устройство индивидуального обнаружения. Ключи 3, 4, 5, 33 и 40 выполнены по принципиальной электрической схеме фиг.3 на транзисторе КТ315.
3. Аккумулятор, типа ТР1-12 (12 В, 1,2 А).
4. Зарядное устройство выполнено по известной схеме с использованием выпрямительного моста на микросхеме КЦ405А и стабилитрона 2С518А.
5. Устройство подключения сети - сетевой кабель с евроразъемом и тройником.
6. Преобразователь переменного напряжения в постоянное 12 В выполнен на диодах 2D230H и стабилитроне 2С518А.
7. Стабилизатор напряжения на 5 В выполнен на микросхеме КР142ЕН8Б.
8. Микроконтроллер типа ATMEGA8-16A1.
9. Генератор прямоугольных импульсов выполнен по принципиальной электрической схеме фиг.4 на микросхеме типа KP1006BN1.
10. Ключи электронные 13 и 14 выполнены по принципиальной электрической схеме фиг.5.
11. Устройство индикации выполнено на светодиодах типа ЗЛ341К, ЗЛ341Г.
12. Накопитель энергии выполнен на конденсаторах типа К50-77.
13. Коммутатор выполнен по принципиальной электрической схеме фиг.7.
14. Демпфирующее устройство выполнено по принципиальной электрической схеме фиг.8.
15. Устройство переключения выполнено по принципиальной электрической схеме фиг.12 на «два положения» и «два направления».
16. Электронный ключ выполнен на реле типа РЭС-30.
17. Устройство блокировки выполнено по принципиальной электрической схеме фиг.2б с помощью двух пар диодов типа 2D503, включенных навстречу друг другу.
18. Коммутирующие устройства выполнены по принципиальной электрической схеме фиг.9.
19. Входной разъем питания - евроразъем.
20. Соленоиды выполнены в виде кольцевых катушек, диаметр которых много больше их толщины. Диаметры первого и второго соленоидов равны 0,27, третьего и четвертого 0,68, толщина соленоидов равна 0,9 диаметра магнитного диска.
21. Магнитный носитель информации - жесткий магнитный диск НЖМД с магнитной головкой.
22. Линия задержки выполнена на индуктивностях и емкостях со временем ее задержки, равным половине периода сигнала генератора 12 в форме «меандра».
23. Полеобразующая система выполнена в виде двух модулей, которые собраны в корпусе в виде кассеты (фиг.14).
24. Датчики Холла типа SS495A наклеены на стенки корпуса кассеты полеобразующей системы.
25. Системный блок ПЭВМ.
26. Привод вращения жесткого диска ПЭВМ.
27. Каркас системного блока ПЭВМ.
28. Делитель напряжения выполнен на резисторе типа С2-33.
Изобретение обеспечило технический результат:
- повышена надежность стирания информации за счет создания полеобразующей системой с магнитными векторами поля для стирания записи параллельно и перпендикулярно плоскости магнитного диска;
- сокращено время экстренного стирания информации с 10 до 2,0 мс за счет увеличения площади воздействия импульсным полем на диск НЖМД, т.к. диаметры третьего и четвертого соленоидов больше половины диаметра магнитного диска;
- повышена степень защиты от несанкционированного доступа к информации на магнитном носителе за счет введения дистанционной автоматической защиты, выполненной в виде датчика емкостного, и принудительной защиты, с помощью устройства индивидуального обнаружения, от пользователя в случае его попытки несанкционированного доступа к устройству стирания;
- обеспечен контроль при разных режимах работы устройства стирания информации в режиме реального времени амплитудного значения напряженности стирающего магнитного поля в рабочем объеме полеобразующей системы путем измерения значения напряженности импульсного поля с помощью датчиков Холла, установленных в области создания магнитных полей, и постоянным контролем электрического напряжения на конденсаторах накопителя энергии с помощью устройства индикации.
Отличительные признаки изобретения
Вторая пара соленоидов С3 27 и С4 28 полеобразующей системы 32, магнитное поле которых охватывает часть жесткого магнитного диска 30, лежащую в области перемещения магнитных головок 34 и привода вращения жесткого магнитного 39.
Датчик емкостей с входом и выходом (ДЕ) 1; устройство индивидуального обнаружения (УИО) 2 с входом и выходом; первый, второй, третий, четвертый и пятый ключи (КЛ1) 3, (КЛ2) 4, (КЛ3) 5, (КЛ4) 40, (КЛ5) 33 с входами питания и входом и выходом сигнальным; зарядное устройство (ЗУ) 7 с входом и выходом; устройство подключения сети (УПС) 8 с входом и двумя выходами питания; преобразователь напряжения (ПН) 9 с входом и выходом питания, стабилизатор напряжения (СТ) 10 с входом и выходом питания; микроконтроллер (МК) 11 с входом питания и пятью входами сигнальными и девятью выходами сигнальными; генератор сигналов прямоугольных импульсов (Г) 12 с двумя входами питания и выходом сигнальным; первый и второй ключи электронные (КЭ1) 13 и (КЭ2) 14; устройство индикации (УИ) 15; накопитель энергии (НЭ) 16 с выходом питания, выход сигнальный и вход импульсного питания; коммутатор (К) 17 с входом питания, входом сигнальным и выход питания; демпфирующее устройство (Д) 18 с входом; два устройства переключения (УП) 19, первое и второе коммутирующие устройства КУ1 и КУ2, изменяющих направление тока в соленоидах; электронный ключ (ЭК) 20 с входом выходом питания и вход сигнальный, два устройства блокировки первое (УБ1) 21 (фиг.2б) с четырьмя входами сигнальными и двумя выходами сигнальными, второе (УБ2) 42 (фиг.2а) с двумя входами питания и выходом сигнальным; два коммутирующих устройства, первое и второе (КУ1) 22 и (КУ2) 23 (фиг.2б) с входом питания, два входа-выхода питания и вход сигнальный; входной разъем питания (ВРП) 24 (фиг.2б) с входом и выходом питания; четыре соленоида, первый и второй соленоиды (С1) 25, (С2) 26 с двумя входами питания, третий и четвертый (С3) 27 и (С4) 28 (фиг.2б) с входом и выходом питания; источник питания ПЭВМ (ИП) 29 (фиг.2б) с входом питания и двумя выходами питания; три датчика Холла первый, второй и третий (ДХ1) 36, (ДХ2) 37, (ДХ3) 38 (фиг.9) с сигнальным выходом; делитель напряжения (ДН) 41 (фиг.2а) с входом и выходом питания. системный блок ПЭВМ (СБ) 35 (фиг.2б, 13), в котором размещены полеобразующая система 32, первое устройство блокировки УБ1 21, источник питания ПЭВМ 29, входной разъем питания 24 и НЖМН.
Источник электропитания выполнен в виде аккумулятора.
Выход (3) питания устройства подключения сети УПС 8 соединен с входом (1) питания преобразователя напряжения ПН 9 (фиг.2а, б), выход (3) питания преобразователя напряжения ПН 9 соединены с входом (1) питания стабилизатора СТ 10, с входом (1) питания зарядного устройства ЗУ 7, с входом (1) питания ключа четвертого КЛ4 40, с входом (3) питания генератора Г 12, с входами (4) питания первого КЭ1 13 и второго КЭ2 14 ключей электронных.
Зарядное устройство ЗУ 7 выходом (3) питания соединено с входом (3) питания аккумулятора А 6, выход (1) питания аккумулятора А 6 соединен с входами питания (1) ключей: первого КЛ1 3, второго КЛ2 4 и третьего КЛ3 5 и с входами питания устройства индивидуального обнаружения УНО 2, с входом питания датчика емкостей ДЕ 1.
Выход (4) устройства индивидуального обнаружения УНО 2 соединен с входом сигнальным (4) первого ключа КЛ1 3, выход (3) сигнальный управления третьего ключа КЛ3 5 соединен с входом управления четвертого колюча КЛ4 40, с входом (1) питания делителя напряжения ДН 41, с входом (4) сигнальным управления электронного ключа Эк 20 и с входом (1) 12 В первого устройства блокировки УБ1 21 (фиг.2б).
Выходы (6) 12 В и (5) 5 В первого устройства блокировки соединены со входами (1) и (2) магнитного носителя информации НЖМД, выход (1) датчика емкостей ДЕ 1 соединен с входом и сигнальным второго ключа КЛ2 4, выход (3) первого ключа КЛ1 3 соединен с выходом (3) второго ключа КЛ2 4 и входом (4) третьего ключа КЛ3 5, выход (3) делителя напряжения ДН 41 соединен с входом (1) питания второго устройства блокировки УБ2 42.
Выход (3) второго устройства блокировки УБ2 42 соединен с входом (6) сигнальным устройства индикации УИ 15, который управляет подачей питания на соленоиды полеобразующей системы, и соединен входом (2) питания первого устройства блокировки УБ1 21 (фиг.2б), выход (3) сигнальный электронного ключа Эк 20 соединен с входом (1) разъема питания ВРП 24, выход (3) штатный которого соединен или подключен проводной связью к входу источника питания ПЭВМ ИП 29, выходы (1) и (2) которого соединены с входами (3) и (4) сигнальными первого устройства блокировки УБ1 21 (фиг.2б).
Выход (3) четвертого ключа КЛ4 40 соединен с входом (1) сигнальным генератора Г 12, выход (4) сигнала прямоугольной формы генератора Г 12 соединен с входом (1) управляющим сигнальным первого ключа электронного КЭ1 13 и входом (1) линии задержки ЛЗ 31, выход которой соединен с входом (1) второго ключа электронного КЭ2 14.
Выходы (3) сигнальный первого КЛ1 13 и второго КЛ2 14 ключей электронных соединены с входом (1) накопителя энергии НЭ 16, выход (3) которого соединен с входом (1) коммутатора К 17, выход (2) коммутатора К 17 соединен с входом (1) демпфирующего устройства Д 18, с входом (1) пятого ключа КЛ5 33 и с входами (1) сигнальным первого КУ1 22 и второго КУ2 23 коммутирующих устройств (фиг.2б), выход (3) сигнальный пятого ключа КЛ5 33 соединен с входом (1) соленоида С3, который последовательно соединен с соленоидом С4 (фиг.2б) полеобразующей системы ПС 32.
Входы микроконтроллера МК 11 соединены:
- первый вход (1) питания 5±0,1 В соединен с выходом (3) стабилизатора СТ 10 и входом (2) питания второго устройства блокировки УБ2 42,
- второй вход (3) питания 12±0,5 В соединен с выходом (3) преобразователя напряжения ПН 9,
- третий вход (4) сигнальный тревожного сигнала соединен с выходом (1) датчика емкостей ДЕ 1,
- четвертый вход (7) сигнальный соединен с выходом (4) накопителя энергии НЭ 16,
- пятый вход (14) сигналов датчиков Холла соединен с выходом (1) сигнальным ДХ1 36 и ДХ2 37, контролирующего значения напряженности стирающего магнитного поля с возможностью вторичного использования НЖМД,
- шестой вход (15) сигнала датчика Холла соединен с ДХ3 38 контролирующего значения напряженности стирающего магнитного поля, безвозвратно уничтожаемого НЖМД.
Выходы микроконтроллера МК 11 соединены:
- первый выход (5) сигнальный соединен с входом (5) сигнальным генератора Г 12,
- второй выход (6) сигнальный соединен с входом (3) коммутатора К 17,
- третий выход (8) сигнальный соединен с входом (1) устройства управления УП 19,
- четвертый выход (9) сигнальный (управляет свечением светодиодов «питание») соединен с входом (1) устройства индикации УИ 15,
- пятый выход (10) сигнальный (управляет свечением группы светодиодов «внимание» идет зарядка аккумулятора) соединен с входом (3) устройства индикации УИ 15,
- шестой выход (11) сигнальный (управляет свечением группы светодиодов «готов - запуск» устройства для стирания информации) соединен с входом (4) устройства индикации УИ 15,
- седьмой выход (12) сигнальный (управляет свечением светодиодов «уничтожена» информация) соединен с входом (5) устройства индикации УИ 15,
- восьмой выход (13) сигнальный соединен с входом (4) пятого ключа КЛ5 33, который управляет включением этого ключа,
- девятый выход (16) сигнальный соединен с входом (4) переключения УП 19, который изменяет направление тока силовых цепей соленоидов.
Выходы (5) и (3) устройства переключения УП 19 соединены с соответствующими входами (5) первого КУ1 22 и второго КУ2 23 коммутирующих устройств, входы-выходы (3) и (4) первого КУ1 22 коммутирующего устройства соединены с входами-выходами первого соленоида С1 25, а входы-выходы (1) и (2) второго КУ2 23 коммутирующего устройства соединены с входами-выходами (1) и (2) второго соленоида С2 26,
Соединены клеммы общего «нуля»: датчика емкостей ДЕ 1, устройства индивидуального обнаружения УИО 2, пяти ключей КЛ1 3, КЛ2 4, КЛ3 5, КЛ4 40, КЛ5 33, аккумулятора А 6, зарядного устройства ЗУ 7, устройства подключения сети УПС 8, преобразователя напряжения ПН 9, стабилизатора напряжения СТ 10; микроконтроллера МК 11, генератора сигналов прямоугольных импульсов Г 12, двух ключей электронных КЭ1 13 и КЭ2 14, устройства индикации УИ 15, накопителя энергии НЭ 16, демпфирующего устройства Д 18, устройства переключения УП 19, электронного ключа ЭК 20, входного разъема питания ВРП 24, источника питания ПЭВМ ИП 29, делителя напряжения ДН 41 и выхода соленоида С4 28.