Размагничивание - это процесс уменьшения или устранения остаточного магнитного поля . Он назван в честь гаусса , единицы магнетизма , которая, в свою очередь, была названа в честь Карла Фридриха Гаусса . Из-за магнитного гистерезиса , как правило, невозможно полностью уменьшить магнитное поле до нуля, поэтому размагничивание обычно вызывает очень небольшое «известное» поле, называемое смещением. Первоначально размагничивание применялось для уменьшения магнитных сигнатур кораблей во время Второй мировой войны . Размагничивание также используется для уменьшения магнитных полей в мониторах с электронно-лучевой трубкой и для уничтожения данных, хранящихся на магнитных носителях .
Корпуса судов
Этот термин был впервые использован тогдашним командующим Чарльзом Ф. Гудивом , Королевским канадским военно-морским добровольческим резервом , во время Второй мировой войны, когда он пытался противостоять немецким магнитным военно-морским минам , которые разрушали британский флот . Мины обнаружили увеличение магнитного поля, когда сталь на корабле концентрировала магнитное поле Земли над собой. Ученые Адмиралтейства, в том числе Гудив, разработали ряд систем для создания на корабле небольшого поля "N-полюс вверх", чтобы компенсировать этот эффект, что означает, что чистое поле было таким же, как и фон. Поскольку немцы использовали гаусс в качестве единицы силы магнитного поля в спусковых механизмах своих мин (это еще не стандартная мера), Гудев назвал различные способы противодействия минам «размагничиванием». Термин стал нарицательным.
Первоначальный метод размагничивания заключался в установке на кораблях электромагнитных катушек, известных как намотка. В дополнение к возможности непрерывного смещения корабля, наматывание также позволило изменить поле смещения в южном полушарии, где мины были настроены на обнаружение полей "S-полюс вниз". Британские корабли, особенно крейсеры и линкоры , были хорошо защищены примерно к 1943 году.
Однако установка такого специального оборудования была слишком дорогостоящей и сложной для обслуживания всех кораблей, которые в нем могли бы нуждаться, поэтому военно-морской флот разработал альтернативу, называемую протиркой , которую также разработал Гудив и которая теперь также называется обезвоживанием . В ходе этой процедуры по борту корабля был протянут большой электрический кабель, по которому протекал импульс силой около 2000 ампер . Это создало правильное поле в корабле в виде небольшого смещения. Первоначально предполагалось, что удары моря и корабельные двигатели будут медленно рандомизировать это поле, но при тестировании было обнаружено, что это не было реальной проблемой. Позже была осознана более серьезная проблема: когда корабль проходит через магнитное поле Земли, он медленно улавливает это поле, противодействуя эффектам размагничивания. С этого момента капитаны были проинструктированы менять направление движения как можно чаще, чтобы избежать этой проблемы. Тем не менее, предвзятость в конце концов исчезла, и корабли пришлось размагничивать по расписанию. Меньшие корабли продолжали использовать протирание на протяжении всей войны.
Чтобы помочь эвакуации из Дюнкерка , британцы "стерли" 400 кораблей за четыре дня. [1]
Во время Второй мировой войны ВМС США наняли специальный класс размагничивающих кораблей, способных выполнять эту функцию. Один из них, USS Deperm (ADG-10) , был назван в честь процедуры.
После войны возможности магнитных взрывателей были значительно улучшены за счет обнаружения не самого поля, а его изменений. Это означало, что размагниченный корабль с магнитным «горячим пятном» все равно взорвал бы мину. Кроме того, была измерена точная ориентация поля, чего нельзя было устранить с помощью простого поля смещения, по крайней мере, для всех точек на корабле. Чтобы компенсировать эти эффекты, была введена серия постоянно усложняющихся катушек, а современные системы включают не менее трех отдельных наборов катушек для уменьшения поля по всем осям.
Высокотемпературная сверхпроводимость
В апреле 2009 года ВМС США испытали прототип своей системы высокотемпературной сверхпроводящей катушки размагничивания, получившей название «HTS Degaussing». Система работает, окружая судно сверхпроводящими керамическими кабелями, цель которых - нейтрализовать магнитную сигнатуру корабля, как в устаревших медных системах. Основным преимуществом системы катушки размагничивания HTS является значительно меньший вес (иногда на 80%) и повышенная эффективность. [2]
Морское судно или подводная лодка с металлическим корпусом по самой своей природе развивает магнитную сигнатуру во время движения из-за магнитомеханического взаимодействия с магнитным полем Земли. Он также определяет магнитную ориентацию магнитного поля Земли, в котором он построен. Эта сигнатура может использоваться магнитными минами или облегчать обнаружение подводной лодки кораблями или самолетами с оборудованием для обнаружения магнитных аномалий (MAD) . Военно-морские силы используют процедуру деперминга в сочетании с размагничиванием в качестве меры противодействия этому.
Специализированные deperming объекты, такие как ВМС США «s Deperming станция Ламберта - Пойнт на военно - морскую базу Норфолка , или Тихоокеанский флот Submarine Drive-In Magnetic шумопоглотительный фонд (MSF) в Joint Base Pearl Harbor-Hickam , которые используются для выполнения этой процедуры. Во время магнитной обработки с закрытой оболочкой толстые медные кабели окружают корпус и надстройку судна, и через кабели проходят импульсные электрические токи (до 4000 ампер ). [3] Это имеет эффект «сброса» магнитной сигнатуры корабля до уровня окружающей среды после того, как его корпус подорвался электричеством. Также можно назначить конкретную подпись, которая лучше всего подходит для конкретной области мира, в которой будет работать корабль. В установках с магнитным глушителем все кабели либо подвешены сверху, снизу и по бокам, либо скрыты внутри структурных элементов оборудования. Деперминг «постоянный». Это делается только один раз, если на корабле не проводится капитальный ремонт или структурные изменения.
Ранние эксперименты
С появлением железных кораблей было отмечено негативное влияние металлического корпуса на рулевые компасы . Было также замечено, что удары молнии оказали значительное влияние на отклонение компаса, которое в некоторых крайних случаях было определено как вызванное изменением магнитной сигнатуры корабля. В 1866 году Эван Хопкинс из Лондона зарегистрировал патент на процесс «деполяризации железных сосудов и отныне освобождения их от какого бы то ни было влияния, нарушающего компас». Техника описывалась следующим образом: «Для этой цели он использовал несколько батарей Гроува и электромагнитов. Последние должны были проходить по пластинам до тех пор, пока не будет достигнут желаемый конец ... -поляризация в противоположном направлении ". Однако сообщалось, что изобретение «не могло быть доведено до успешного выпуска» и «быстро умерло естественной смертью». [4]
Цветные электронно-лучевые трубки
В цветных ЭЛТ- дисплеях, технологии, лежащей в основе телевизионных и компьютерных мониторов до недавнего времени, используется размагничивание. Во многих ЭЛТ-дисплеях используется металлическая пластина рядом с передней частью трубки, чтобы каждый электронный луч попадал на соответствующие люминофоры правильного цвета. Если эта пластина намагничивается (например, если кто-то проводит магнитом по экрану или размещает рядом громкоговорители), это приводит к нежелательному отклонению электронных лучей, и отображаемое изображение искажается и обесцвечивается.
Чтобы свести к минимуму это, у ЭЛТ есть медная или, в случае более дешевых приборов, алюминиевая катушка, намотанная вокруг передней части дисплея, известная как катушка размагничивания. Мониторы без внутренней катушки можно размагничивать с помощью внешней портативной версии. Внутренние катушки размагничивания в ЭЛТ обычно намного слабее, чем внешние катушки размагничивания, так как лучшая катушка размагничивания занимает больше места. Размагничивание заставляет магнитное поле внутри трубки быстро колебаться с уменьшающейся амплитудой . Это оставляет теневую маску с небольшим и несколько случайным полем, устраняя обесцвечивание.
Многие телевизоры и мониторы автоматически размагничивают свои кинескопы при включении перед отображением изображения. Сильный скачок тока, который происходит во время этого автоматического размагничивания, является причиной слышимого «щелчка», громкого гула или некоторых щелчков, которые можно услышать (и почувствовать), когда телевизоры и компьютерные мониторы ЭЛТ включены, из-за конденсаторы разряжают и подают ток в катушку. Визуально это вызывает резкое дрожание изображения на короткое время. Опция размагничивания также обычно доступна для ручного выбора в меню операций в таких приборах.
В большинстве коммерческого оборудования выброс тока в катушке размагничивания регулируется с помощью простого термистора с положительным температурным коэффициентом (PTC) , который изначально имеет низкое сопротивление, но быстро меняется на высокое сопротивление из-за нагревающего эффекта протекающего тока. Такие устройства рассчитаны на одноразовый переход из холодного состояния в горячее при включении; «экспериментирование» с эффектом размагничивания путем многократного включения и выключения устройства может привести к выходу этого компонента из строя. Эффект также будет слабее, так как PTC не успеет остыть.
Магнитные носители данных
Данные хранятся на магнитных носителях , таких как жесткие диски , дискеты и магнитная лента , за счет того, что очень маленькие области, называемые магнитными доменами , меняют свое магнитное выравнивание в направлении приложенного магнитного поля. Это явление происходит примерно так же, как стрелка компаса указывает направление магнитного поля Земли. Размагничивание, обычно называемое стиранием, оставляет домены в случайном порядке без предпочтения ориентации, тем самым делая предыдущие данные невосстановимыми. Есть некоторые домены, магнитное выравнивание которых не происходит случайным образом после размагничивания. Информация, которую представляют эти домены, обычно называется магнитной остаточной намагниченностью или остаточной намагниченностью . Правильное размагничивание гарантирует, что магнитная остаточная магнитная индукция недостаточна для восстановления данных. [5]
Стирание посредством размагничивания может быть выполнено двумя способами: при стирании переменным током среда размагничивается путем применения переменного поля, амплитуда которого со временем уменьшается по сравнению с начальным высоким значением (т. Е. С питанием от переменного тока); при стирании постоянным током среда насыщается путем приложения однонаправленного поля (т. е. питания постоянного тока или использования постоянного магнита ). Degausser представляет собой устройство , которое может генерировать магнитное поле для размагничивания магнитных носителей информации. [6]
Необратимое повреждение некоторых типов носителей
Многие виды универсальных магнитных носителей информации могут быть повторно использованы после размагничивания, включая катушечную аудиокассету , видеокассеты VHS и гибкие диски . Эти старые типы носителей представляют собой просто необработанный носитель, который перезаписывается новыми новыми шаблонами, созданными головками чтения / записи с фиксированным выравниванием.
Однако для определенных форм хранения компьютерных данных, таких как современные жесткие диски и некоторые ленточные накопители , размагничивание делает магнитные носители полностью непригодными для использования и повреждает систему хранения. Это происходит из-за того, что устройства имеют бесступенчатый механизм позиционирования головки чтения / записи, который полагается на специальные данные сервоуправления (например, код Грея [ ссылка ] ), которые предназначены для постоянной записи на магнитный носитель. Эти серво-данные записываются на носитель за один раз на заводе с использованием специального оборудования для сервоприводов записи.
Сервоприводы обычно никогда не перезаписываются устройством по какой-либо причине и используются для точного позиционирования головок чтения / записи над дорожками данных на носителе, для компенсации резких движений устройства, теплового расширения или изменения ориентации. Размагничивание без разбора удаляет не только сохраненные данные, но и данные сервоуправления, и без серво данных устройство больше не может определять, где данные должны быть прочитаны или записаны на магнитном носителе. Данные сервопривода должны быть переписаны, чтобы их можно было снова использовать; с современными жесткими дисками это, как правило, невозможно без сервисного оборудования, зависящего от производителя или модели.
Смотрите также
- Остаточная информация
Рекомендации
- ^ PBS Nova "Большой побег в Дюнкерке" https://www.pbs.org/video/great-escape-at-dunkirk-qb5qcr/
- ^ Стимак, Джордж. «Катушка размагничивания, апрель 2009 г.» . Проверено 9 января 2017 .
- ^ Холмс, Джон Дж. (2008). Уменьшение сигнатур судового магнитного поля - Том 23 лекций синтеза по вычислительной электромагнетизме . Издатели Morgan & Claypool. п. 19. ISBN 978-1-59829-248-0. Проверено 3 января 2011 года .
- ^ Лека, командир STS, Морщины в практической навигации, впервые опубликованный 1881, 19 издание, Джордж Филипп & Son Ltd., Лондон, 1917, стр. 36
- ^ «Руководство к пониманию остаточной информации в автоматизированных информационных системах» . www.cerberussystems.com . Архивировано из оригинала на 2016-03-04.
- ^ Национальный центр компьютерной безопасности TG-025.
Внешние ссылки
- Руководство по размагничиванию телевизоров
- Размагничивание жестких дисков
- «Руководство к пониманию остаточной информации в автоматизированных информационных системах» . www.cerberussystems.com . Архивировано из оригинала на 2016-03-04.
- https://degaussing-101.com/what-is-degaussing/