Размагничивание

редактировать
Процесс уменьшения или устранения остаточного магнитного поля

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 индуцирует очень небольшое «известное» поле, называемое смещением. Изначально размагничивание применялось для уменьшения магнитных сигнатур кораблей во время Второй мировой войны. Размагничивание также используется для уменьшения магнитных полей в электронно-лучевых трубках мониторах и для уничтожения данных, хранящихся на магнитном накопителе.

Содержание

  • 1 Корпуса судов
  • 2 Высокотемпературная сверхпроводимость
  • 3 Ранние эксперименты
  • 4 Мониторы
  • 5 Магнитные носители данных
    • 5.1 Необратимые повреждения некоторых типов носителей
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние links

Корпуса кораблей

RMS Queen Mary прибывает в гавань Нью-Йорка 20 июня 1945 года с тысячами американских солдат - обратите внимание на заметную катушку размагничивания, проходящую вокруг внешнего корпуса Панель управления MES -устройство ("Magnetischer Eigenschutz" нем. Магнитная самозащита ) на немецкой подводной лодке

Этот термин впервые использовал тогдашний командующий Чарльз Ф. Гудев, Королевский канадский военно-морской добровольческий резерв, во время Второй мировой войны, когда пытался противостоять немецким магнитным военно-морским минам, которые разрушали британский флот. Мины зафиксировали 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, а это 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 называл 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 постоянного смещения корабля, намотка также позволила изменить поле смещения в южном полушарии, где мины были установлены для обнаружения полей "S-полюс вниз". Британские корабли, особенно крейсеры и линкоры, были хорошо защищены примерно к 1943 году.

Однако установка такого специального оборудования была слишком дорогой и трудной для обслуживания всех кораблей. это понадобится, поэтому военно-морской флот разработал альтернативу, называемую протиранием, которую также разработал Гудив и которая теперь также называется депермингом. В ходе этой процедуры вдоль борта корабля был протянут большой электрический кабель, по которому протекал импульс около 2000 ампер. Это вызвало в корабле правильное поле в виде небольшого смещения. Первоначально предполагалось, что удары моря и корабельные двигатели будут постепенно рандомизировать это поле, но при тестировании было обнаружено, что это не является 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 получили указание менять направление движения как можно чаще, чтобы избежать этой проблемы. Тем не менее, в конце концов, предубеждение исчезло, и корабли пришлось размагничивать по расписанию. Меньшие корабли продолжали использовать протирание во время войны.

Чтобы помочь эвакуации из Дюнкерка, британцы «стерли» 400 кораблей за четыре дня.

Во время Второй мировой войны ВМС США введен в эксплуатацию специализированный 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, известной как «HTS Degaussing». Система работает, опоясывая судно сверхпроводящими керамическими кабелями, цель которых - нейтрализовать магнитную сигнатуру корабля, как в устаревших медных системах. Основным преимуществом системы HTS Degaussing Coil является значительно меньший вес (иногда на 80%) и повышенная эффективность.

Морское судно или подводная лодка с металлическим корпусом по самой своей природе развивает магнитная сигнатура 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 помощью оборудования обнаружения магнитных аномалий (MAD). Военно-морские силы используют процедуру размагничивания в сочетании с размагничиванием в качестве меры противодействия этому.

Специализированные объекты по обезвоживанию, такие как ВМС США Станция обезвоживания Пойнт Ламберта на военно-морской базе Норфолк или Подводная лодка Тихоокеанского флота - В установке магнитного глушителя (MSF) на Joint Base Pearl Harbor – Hickam используются для выполнения 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 ). Это дает эффект «сброса» магнитной сигнатуры корабля на уровень 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 подвешены либо 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. Также было замечено, что удары молнии оказывали значительное влияние на отклонение компаса, которое в некоторых крайних случаях определялось как вызванное изменением магнитной сигнатуры корабля. В 1866 году в Лондоне был зарегистрирован патент на процесс «деполяризации железных сосудов и освобождения их от любого влияния, нарушающего компас». Методика описывалась следующим образом: «Для этой цели он использовал несколько батарей Гроува и электромагнитов. Последние должны были проходить вдоль пластин до тех пор, пока не будет достигнут желаемый конец... процесс не должен переборщить из-за страха переполяризации в противоположном направлении ". Однако сообщалось, что изобретение «не может быть доведено до успешного выпуска» и «быстро умерло естественной смертью».

Мониторы

До недавнего времени наиболее распространенным применением размагничивание применялось в цветных телевизорах на базе ЭЛТ и цветных компьютерных мониторах . Например, во многих мониторах используется металлическая пластина возле передней части трубки для направления электронных лучей сзади. Эта пластина, теневая маска , может воспринимать сильные внешние поля и с этой точки вызывать обесцвечивание дисплея, придавая нежелательное отклонение электронному лучу.

Чтобы свести это к минимуму, в 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 уменьшением амплитуды. Это оставляет теневую маску с небольшим и несколько случайным полем, удаляя обесцвечивание.

Идет размагничивание

Многие телевизоры и мониторы автоматически размагничивают свои кинескопы при включении перед отображением изображения. Сильный всплеск тока, который происходит во время этого автоматического размагничивания, является причиной слышимого «звука» или громкого гула, который можно услышать (и почувствовать) при включении телевизоров и компьютерных мониторов с ЭЛТ. Визуально это вызывает резкое дрожание изображения на короткое время. Опция размагничивания также обычно доступна для ручного выбора в меню операций в таких устройствах.

В большинстве коммерческого оборудования выброс тока на катушку размагничивания регулируется простым положительным температурным коэффициентом (PTC) термистором, который изначально имеет низкое сопротивление, но быстро переходит в высокое сопротивление из-за нагревающего эффекта протекающего тока. Такие устройства предназначены для одноразового перехода 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.

Магнитный носитель данных

Данные хранятся на магнитном носителе, например, жестких дисках, гибких дисках, и магнитная лента, создавая очень маленькие области, называемые магнитными доменами, изменяют свое магнитное выравнивание так, чтобы оно соответствовало направлению приложенного магнитного поля. Это явление происходит примерно так же, как стрелка компаса указывает в направлении 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 намагниченность недостаточна для восстановления данных.

Стирание посредством размагничивания может быть выполнено двумя способами: при стирании AC среда размагничивается путем приложения переменного поля, которое уменьшается по амплитуде с течением времени от начального высокого значения (т. е. при питании от переменного тока); при стирании DC среда насыщается путем приложения однонаправленного поля (т. е. питания постоянного тока или использования постоянного магнита ). Размагничиватель - это устройство, которое может генерировать магнитное поле для размагничивания магнитных носителей.

Необратимое повреждение некоторых типов носителей

Многие виды универсальных магнитных носителей могут быть повторно использованы после размагничивания, включая катушечная аудиокассета, 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 некоторых форм хранения компьютерных данных, таких как современные жесткие диски и некоторые ленточные накопители, размагничивание делает магнитный носитель полностью непригодным для использования и повреждает хранилище. система. Это связано с тем, что устройства имеют бесступенчатый механизм позиционирования головки чтения / записи, который полагается на специальные данные сервоуправления (например, Код Грея ), 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.

Серво-шаблоны обычно никогда не перезаписываются устройством по какой-либо причине и используются для точного позиционирования головок чтения / записи над дорожками данных на носителе, чтобы компенсировать резкие движения устройства, тепловое расширение или изменения в 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 необходимо переписать, чтобы их можно было снова использовать; с современными жесткими дисками это, как правило, невозможно без сервисного оборудования, зависящего от производителя или модели.

См. Также

На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с Deperming.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-17 11:31:36
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте